第章 计算机控制系统概述ppt课件.ppt

企业级管理计算机 厂级管理计算机 车间级监督计算机(SCC) 设备控制级(DDC) 厂级管理计算机 生产过程A 车间级监督计算机(SCC) 设备控制级(DDC) 生产过程B 设备控制级(DDC) 生产过程C 设备控制级(DDC) 生产过程D MIS级 SCC级 DDC级 5、现场总线控制系统（FCS） （1）FCS是建立在网络基础的计算机控制系统。 （2）现场总线是一种通信协议，是连接设备和系统的数字式网络。 （3）现场总线使控制系统实现了现场网络通信、设备互连与互操作、全数字通信等。 （4）现场总线的组成 由监控设备、服务器和网桥、执行器、变送器、辅助设备等部分组成。 现场总线控制网络模型 FCS与DCS系统相比有以下特点： （1）全数字信息传输 传统分布式计算机控制系统的中、底层到控制站之间信息传送采用4—20mA电流模拟信号；采用FCS后，传感器、执行器、控制器之间的现场中、底层的信号传输全部实现数字化，提高了信息传输的可靠性。 （2）系统结构更合理 DCS控制系统一般采用“现场仪表—控制站—操作站”三层主从式结构。 FCS则采用智能节点式的多主结构，将输入/输出单元和控制功能分散到各节点的现场仪表中去，使每个智能节点具有测量、校正、调节诊断等功能，降低了系统的故障风险，实现了彻底的分散型体系，提高了控制系统的可靠性。 （3）方便的互操作性 FCS具有互连和互操作性，不同厂商生产的产品都可以直接挂接在现场总线上，组成统一的系统，改变了DCS系统产品不能兼容的缺点，使用户使用更方便。 一、测控技术的发展历程 20世纪50年代以前的人工控制阶段（基地式仪表控制系统） 20世纪60年代的模拟式仪表控制阶段（电动单元组合式仪表控制系统） 20世纪70年代的计算机集中控制阶段 20世纪80年代的集散式控制阶段（分布式控制系统） 1.4 计算机控制系统的发展概况 仪表集中控制室 计算机集中监控室 二、计算机控制系统发展过程 大致可分为三个阶段： 1、开创阶段 20世纪50年代中期，在炼油、工业酒精、聚丁橡胶、乙烯等生产过程中使用计算机控制，取得了一定程度的成功。 1959年美国德克萨斯州的PORT ARTHUR炼油厂采用TRW-300计算机对炼油过程进行控制，该计算机用于对炼油装置的26个流量、3个压力、72个温度和3个成分进行分析和控制，取得了成功，提高了炼油的质量。? 由于早期的计算机运算速度慢、价格昂贵、体积庞大并且可靠性差，所以只能用于巡回检测、数据处理等简单的控制。 2、小型计算机阶段 从20世纪60年代开始，控制系统开始使用小型计算机，如CDC-1700、PDP-11等机型。由于小型计算机体积小、速度快、价格相对便宜，因此得到了推广应用。此阶段开始使用DDC控制方式，计算机成为闭环控制回路的组成部分。 ? 3、微型计算机阶段 20世纪70年代，微型计算机的问世，使计算机控制技术进入了飞速发展的阶段。微型计算机价格便宜、体积小、速度快，使控制系统都能用计算机来实现，实现了集散式控制（DCS）。 计算机技术的发展给控制系统开辟了新的途径，自动控制理论的发展又给计算机控制增添了理论基础，两者的相互结合必将使计算机的控制技术推向新的发展阶段。 三、计算机控制系统的发展 趋势和展望 1、发展趋势 纵观目前的计算机控制技术的发展，其趋势主要体现在以下几个方面： （1）工业控制逐步地从单机的监控、直接数字控制（DDC）发展到集散型控制系统（DCS）、网络化分布式控制系统（NCS）。 （2）DCS、PLC和工业控制计算机技术正在相互渗透发展，并扩大各自的应用领域。 （3）现代通信与网络技术在现代控制领域广泛进行渗透， Ethernet将成为工厂底层控制网络的信息传输主干，Ethernet+TCP/IP的传感器、变送器可望直接成为网络的节点。 （4）工业控制网络将向有线和无线相结合方向发展。 （5）工业控制软件已向组态化方向发展，工业控制软件主要包括人机界面软件、控制软件以及生产管理软件等。 2、发展特点 （1）智能化 所谓智能，是指能随外界条件的变化，具有人的思维能力以及推理、做出决策的能力，智能化的仪表或系统，可以在局部或整体系统上使之具有智能的特征。例如智能化的测试仪表，它能在被测参数变化时自动选择测量方案，进行自校正、自补偿、自检、自诊断等，以获取最佳测试结果。 为了更有效地利用被测量，采用实时动态建模技术、在线识别技术，以获得实时最优控制、自适应控制等功能。有的系统则直接运用人工智能、专家系统技术设计智能控制器。 （2）综合化