物联网控制技术-第1章物联网控制技术课件.pptx
王万良，物联网控制技术，高等教育出版社，
2016
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物联网控制技术
ModernControlEngineering
第1章物联网控制技术概述
王万良，物联网控制技术，高等教育出版社，
2016
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物联网控制系统是以物联网为基础的计算机控制
系统。
物联网是由各种具备联网能力的设备经由相互连
接构成复杂网络结构。
在物理世界中存在大量需要控制其工作状态的物理设备，而控制论是一种表征和实现对复杂世界控制
的方法。
第1章概述：物联网控制技术的概念
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根据控制策略的生成是
否在本地控制回路中，物联网控制系统结构可以分为两大类，直接网络控制结构和
间接网络控制结构。
第1章概述：物联网控制技术的概念
M执行容
传感器
N
本地控利国路
本增控制到路
直接网络控制结构间接网络控制结构
被控对象
物联网
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远程控制中心
r
物联网
本地控制国路
比较器
执行器
被控对象
控制器
传感器
直接网络控制结构和间
接网络控制结构可以抽象表示成如图所示的形式。
物联网络作为系统各部分进行信息传输的介质，为系统中所有的传感器、执行
第1章概述：物联网控制技术的概念
器和控制器所共享，负责质
量信号、控制信号以及状态反馈等信号的传输任务。
执行节点
被控对象
传感节点
执行节点
被控对象
传感节点
控制节点
控制节点
控制节点
控制节点
物联网控制系统的抽象结构
物联网络
算机控制系统的典型结构
图如图所示。其中数字计算机及A/D、D/A转换器等统称为计算机系统。它的主要作用是，根据接受的被控对象以及外界的有关信息，按选定的算法进
行变换处理并产生必要的控制指令输出作用于被控对象。
第1章概述：计算机控制系统的基本组成
计算机控制系统的典型原理
结构图
数字计算机
时钟
AD
D/A
反馈测量部件
执行机构被控对象
输入信号
AD
输出山信号
干扰
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计算机控制系统的硬件
组成
计算机控制系统必须有一套性能良好的硬件支持才可有效地运行。这些硬件应当包括:计算机、外部设备、测量装置以及执行装置。右图表示计算机控制系统硬件配置的基本
组成，图中点画线框所包围部分为实时控制所必需的计算机
系统的最小配置。
第1章概述：计算机控制系统的基本组成
计算机控制系统硬件配置
数字式执行机械或电气开关
数字量
被控对象
放大驱动
执行机构
模拟量
RAM、ROM
(PROM、E²PROM或FLASH)存储器
操控台显示器打印机外部存储器
模拟量输出通道
D/A
调理电路
传感器
CPU
定时器
数字传感器或电气开关
个模拟量数字量
与其他计算机通信接口
数字量
输入通道
数字量输出通道
模拟量输入通道
中断信号输入
计算机系统总线
A/D
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计算机的通用软件，主要包括实时操作系统
→及一些公共服务系统(如编译程序、诊断程
序、调试程序及通信软件等)。系统程序由计算机厂家提供。
计算机在系统软件支持下实现各种应用功能
→的专用程序。一般包括控制算法程序、输入输出接口程序、监控程序及信息管理程序。一般情况下，应用软件应由计算机控制系统设计人员根据所选用的硬件及软件环境和系统要求开发编写。
计算机控制系统的软件
计算机控制系统的软件由系统软件和应用软件两大类组成。
第1章概述：计算机控制系统的基本组成
(1)系统软件。
(2)应用软件。
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计算机控制系统所
采用的形式与它所控制的生产过程的复杂程度密切相关，不同的被控对象和不同的要求，应有不同的控制方案。计
算机控制系统大致可分为以下几种类型。
操作指导控制系统
直接数字控制系统监督控制系统
集散控制系统
分级计算机控制系统
第1章概述：计算机控制系统的类型
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操作指导控制系统
操作指导控制系统(OperationalInformationSystem,简称OIS)的构成如右图所示。所谓操作指导是指计算机的输入不直接用来控制对象，只是每隔一段时间，计算机进行一次数据采集，将系统的一些参数经A/D转换
后送入计算机进行计算及处理，
然后进行报警、打印和显示。
第1章概述：计算机控制系统的类型
操作指导控制系统
显示打印
输出通道
输入通道
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直接数字控制系统
直接数字控制系统(Direct
DigitalControl,简称DDC)的构成如
右图所示。
计算机首先通过模拟量输入通道 (AI)和开关量输入通道(DI)实时采集数据，然后按照一定的控制规律进行计算，最后发