微型计算机控制系统的组成

第一章 绪论

第一章 绪论1.1 微型计算机控制系统的组成 1.2 微型计算机控制系统分类 1.3 微型计算机控制系统的发展趋势

第一章 绪论

1.1 微型计算机控制系统的组成微型计算机控制系统是由计算机( 微型计算机控制系统是由计算机(工业控制计算 和工业对象两大部分组成。 机 ) 和工业对象两大部分组成 。 图 1-1给出了按 给出了按 偏差进行控制的闭环控制系统框图。 偏差进行控制的闭环控制系统框图。给定信号 控制器 执行机构 被控对象 被控参数

变换发送单元

测量元件

图1-1 闭环控制系统框图返回本章首页

第一章 绪论

中给出了开环控制系统框图。 图 1-2中给出了开环控制系统框图 。 它与闭环控 中给出了开环控制系统框图 制系统不同， 制系统不同，它的控制器直接根据给定信号去控 制被控对象工作。 制被控对象工作。被控制量在整个控制过程中对 控制量不产生影响。与闭环控制系统相比， 控制量不产生影响。与闭环控制系统相比，它的 控制性能较差。 控制性能较差。给定信号 被控参数

控制器

执行机构

被控对象

图1-2 开环控制系统框图

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如果把图1-1中的控制器用微型计算机来代替， 如果把图 中的控制器用微型计算机来代替，就可以构 中的控制器用微型计算机来代替 成微型计算机控制系统，其基本框图如图1-3所示 所示。 成微型计算机控制系统，其基本框图如图 所示。在微 型计算机控制系统中，只要运用各种指令， 型计算机控制系统中，只要运用各种指令，就能编出符 合某种控制规律的程序。微处理器执行这样的程序， 合某种控制规律的程序。微处理器执行这样的程序，就 能实现对被控参数的控制。 能实现对被控参数的控制。

微型计算机 给定信号 被控参数 微处理器 D\A转换器 执行机构 被控对象

A\D转换器

图1-3 计算机控制系统基本框图

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1. 硬件组成 微型计算机控制系统的硬件一般是由微型计算机、 微型计算机控制系统的硬件一般是由微型计算机、 外部设备、输入输出通道和操作台等组成， 外部设备、输入输出通道和操作台等组成，如下 所示。 图1-4所示。 所示

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软件 接口显示终端

变送器 传感器 A\D D\A 多路开关 反多路开关 开关量输入 执行机构 生 产 对 象

磁盘驱动器

微 型 计 算 机

接口 接口

接口打印机

开关量输出

实时 时钟 通用外部设备

操作 台 接口 外部通道 检测及变送 控制对象

主机及操作台

图1-4 微型计算机控制系统原理图

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硬件组成(1)微型计算机 ) (2)外部设备 ) (3)输入输出通道 ) (4)操作台 )

第一章

绪论

2.计算机控制系统的软件 .软件是指能完成各种功能的计算机程序的总和。 软件是指能完成各种功能的计算机程序的总和。 它是微型计算机控制系统的神经中枢， 它是微型计算机控制系统的神经中枢，整个系统 的工作都是在程序的指挥下进行协调工作的。 的工作都是在程序的指挥下进行协调工作的。软 件通常分为两大类：一类是系统软件， 件通常分为两大类：一类是系统软件，另一类是 应用软件。 应用软件。

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1.2 微型计算机控制系统分类1.操作指导控制系统 . 2.直接数字控制系统(DDC) .直接数字控制系统( ) 3.计算机监督系统(SCC) .计算机监督系统( ) 4.分级计算机控制系统 .

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1.操作指导控制系统 .A/D 转 换 器 采 样 器 测 量 元 件

工 业 对

微 型 机

显示终端

调节器

象

打印机

图1-5 操作指导控制系统组成框图返回本节

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2.直接数字控制系统(DDC) .直接数字控制系统( )管理命令 报告 人工监管 给定值 测量值

D/A

DDC微型机

A/D

反多路开关 多路开关

检测元件

生产过程

图1-6 DDC控制系统原理图 控制系统原理图

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3.计算机监督系统(SCC) .计算机监督系统( )计算机监督系统( 计算机监督系统(Supervisory Computer Control) ) 简称SCC系统。 SCC系统有两种不同的结构形式。 系统。 系统有两种不同的结构形式。 简称 系统 系统有两种不同的结构形式 一种是SCC+模拟调节器，另一种是 模拟调节器， 一种是 模拟调节器 另一种是SCC+DDC控制 控制 系统。 系统。 (1)SCC+模拟调节器控制系统 ) 模拟调节器控制系统 该系统原理图，如图 所示 所示。 该系统原理图，如图1-7所示。 (2)SCC+DDC控制系统 ) 控制系统 SCC+DDC控制系统原理图，如下图1-8所示。 控制系统原理图，如下图 所示 所示。 控制系统原理图

第一章 绪论管理命令 管理命令 报告 人工监管 人工监管 给定值 给定值 测量值 测量值 报告

.

.

DDC A/D D/A 多路开关

A/D

多路开关

..检测元件 生产过程

反多路开关 检测元件

..

生产过程

..

图1-7 SCC+模拟调节器控制系统原理图 模拟调节器控制系统原理图

图1-8 SCC+DCC控制系统原理图 控制系统原理图

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4.分级计算机控制系统 .分级计算机控制系统是一个四级系统， 分级计算机控制系统是一个四级系统 ， 各级计算机的功能如图1-9所示 所示。 各级计算机的功能如图 所示。 装置控制级(DDC级) 装置控制级( 级 车间监督级( 车间监督级(SCC级) 级 工厂集中控制级( 工厂集中控制级(MIS)

) 企业管理级(MIS) 企业管理级( )

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至其它工厂

企业级 经营管理计算机

至其它工厂

工厂级 集中控制计算机

车间级监控计算机(SCC)

车间级监控计算机(SCC)

装置控制级(DDC)

装置控制级(DDC)

装置控制级(DDC)

装置控制级(DDC)

工厂对象A

工厂对象B

工厂对象C

工厂对象D

图1-9 分级计算机控制系统返回本节

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1.3 微型计算机控制系统的发展趋势1.可编程控制器(PLC) .可编程控制器( ) 2.采用新型的控制系统(集散控制系统) .采用新型的控制系统(集散控制系统) 3.人工智能 . 4.神经网络控制系统 .

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