现代过程控制基础_东北大学.ppt

1.3.3.4 变比值控制系统设计举例(1) 1.3.3.4 变比值控制系统设计举例(2) 1.3.3.4 变比值控制系统设计举例(3) 系统工作时，按当前给矿量比例控制给水。在给水管路上安装电动阀和流量计，构成给水闭环控制。 当浓度发生变化时，浓度控制器的输出将修改比例系数K，从而修改了给水闭环的给定值，给水闭环及时调节给水量，保证浓度相对稳定。 1.4 计算机控制系统(1) 典型的连续控制系统： 按偏差e进行控制，目的是减少或消除偏差。 调节器 执行器 被控对象 r y 检测仪表 － ＋ e u z 1.4 计算机控制系统(2) 计算机控制系统 数字调节器 D/A转换器 保持器 执行器 被控对象 检测仪表 采样保持器 A/D转换器 r y + － 1.4.1 计算机控制系统的组成(1) 工 业 对 象 检测仪表 模拟量输入通道 接 口 系 统 总 线 主机 接口 接口 人－机 联系设备 运行 操作台 执行机构 模拟量输出通道 接 口 接 口 接 口 开关量输入通道 开关量输出通道 1.4.1 计算机控制系统的组成(2) 软件部分 计算机控制系统 硬件部分 控制计算机 主机、外设、系统总线 生产过程输入输出通道 人—机联系设备、通信设备 现场仪表（测量传感器、执行机构等） 操作系统 汇编或高级语言、过程控制语言 通信网络软件、诊断程序等 系统软件 应用软件 过程输入/输出程序、过程控制程序 人机接口程序、打印显示程序 各种公共子程序 历史数据库、实时数据库 1.4.2 计算机控制系统的分类(1) 数据处理系统 操作指导控制系统 直接数字控制系统（DDC） 计算机监督控制系统（SCC） 集散控制系统（DCS） 现场总线控制系统(FCS) 计算机集成控制系统（CIMS/CIPS） 1.4.2.1 数据处理系统 数 字 计 算 机 CRT 打印机 报 警 过程输入通道 检测仪表 检测仪表 被 控 生 产 过 程 …… 1.4.2.2 操作指导控制系统 …… 数 字 计 算 机 CRT 打印机 报 警 过程输入通道 检测仪表 检测仪表 被 控 生 产 过 程 执行机构 人 …… 1.4.2.3 直接数字控制系统（DDC） 直接数字控制(DDC)计算机 CRT 打印机 报 警 操作台 过程输入通道 测量变送 测量变送 被 控 生 产 过 程 过程输出通道 执行机构 执行机构 …… …… (Direct Digital Control) 1.4.2.4 计算机监督控制系统（SCC） 监督控制计算机(SCC) CRT 打印机 报警 DDC计算机或调节器 输入通道 输出通道 被 控 生 产 过 程 操作台 输入通道 (Supervisory Computer Control) 1.4.2.5 集散控制系统(DCS) 监督控制计算机 CRT操作站 基本调节器 基本调节器 被控对象 被控对象 … … … … 高 速 数 据 通 道 分布式控制系统(Distributed Control System) 集中操作，分散控制 1.4.2.6 现场总线控制系统(FCS) 工作站 — 现场智能仪表 (Fieldbus Control System) 1.4.2.7 计算机集成控制系统（CIMS/CIPS） 经营决策 企业管理 生产调度 过程优化 过程控制 第五层：企业决策，生产规划 第四层：供销,财务,计划,管理等 第三层：生产调度，系统优化 第二层：先进控制，过程优化 第一层：单元自动化,简单控制 生 产 过 程 流程CIMS的递阶控制示意图 1.4.2.8 根据计算机的硬件不同分类 基于单片机的简单系统 基于IPC 基于PLC 基于各种类型DCS 基于现场总线仪表的FCS 1.4.3 计算机控制系统的特点 计算机控制系统的主要优点 组成方式灵活 能实现复杂的控制规律 控制规律灵活、多样，改动方便 为实现企业综合自动化打下了良好的基础 1.4.3.1 实现最优控制 计算机控制系统的灵魂是控制算法，它可方便地通过编制相应的程序来实现，计算机控制不仅能实现模拟调节系统中经常采用的PID控制算法，而且还可方便地通过程序在线调整其中的系数。除此之外，在复杂的环境下，被控对象的数学模型不清或参数变化时，可在各种先进的控制算法中选择最合适的方案进行控制；诸如自适应控制、神经网络控制和模糊控制等等。这些都是模拟量调节器无法胜任的。 1.4.3.2 实现集中监视和操作 一个模拟量调节器只能控制一个被控量，采用计算机控制时．由于它具有分时控制功能，可以控制几个或成十上百个被控制量，把