计算机控制技术与系统 课件 01 绪论.pptx

第1章绪论;1.1计算机控制系统概述（1）;1.1计算机控制系统概述（2）;1.1计算机控制系统概述（3）;1.1计算机控制系统概述（4）;1.1计算机控制系统概述（5）;控制对象：越来越复杂，控制系统也随之复杂，出现了多输入-多输出多变量系统、非线性系统控制、时变和分布参数控制系统。

控制方案：使用常规控制方法和手段实现十分困难。

计算机：尤其是微型计算机的出现并应用于自动控制领域，使自动控制水平产生了巨大飞跃。;8;9;20世纪50年代的起步期

20世纪60年代的试验期

20世纪70年代的推广期

20世纪80年代的成熟期

20世纪90年代的进一步发展期;20世纪50年代初，美国首先用计算机来完成对生产过程进行巡检数据采集和数据处理。

1959年美国TRW航空公司和Texaco公司合作成功地在得克萨斯州的一家炼油厂将一台计算机投入在线控制。该控制系统以综合指标出发确定了热水循环系统的最佳参数，同时也揭开了计算机控制的辉煌一页。

1962年英国帝国化工公司制造出一套可以直接取代常规仪表对生产过程直接进行控制的计算机控制系统，开创了直接数字控制的新时期。;1971年世界上第一片四位微处理器的出现，微型计算机得以快速发展，特别是1993年Pentium处理器的出现，更使微型计算机在运算速度等诸多方面得以长足发展，同时也使计算机控制得以飞速发展。

1975年美国Honeywell公司研制成功世界上第一套集散型控制系统TDC-2000并投入使用，开创了计算机应用于实际生产过程控制的新纪元。

;近年来，随着3C技术和网络技术的发展，现场总线控制系统和网络控制系统应运而生。可编程控制器（PLC）的综合应用已打破了原工业控制的格局，人工智能和物联网的蓬勃发展和应用，逐渐改变了计算机控制的面貌，并共同融入到计算机控制系统的大门类之中。

目前，计算机控制技术正沿着深度和广度两方面不断发展。在广度方面，向着大系统或系统工程的方向发展，向着管理控制一体化的方向发展。在深度方面，则向着智能化方向发展。;1.2计算机控制系统的组成及分类;1.2.1计算机控制系统（1）;控制器按照先验的控制方案对对象或系统进行控制，使被控制对象或系统能按照约定来运???或变化。;被控参数;;计算机控制系统的控制过程;计算机控制系统中包括了硬件和软件两大部分

硬件：由计算机主机、接口电路、外部设备组成，是计算机控制系统的基础。

软件：安装在计算机主机中的程序和数据，它能够完成对其接口和外部设备的控制，实现对信息的处理。

系统软件:维持计算机主机工作

应用软件:完成控制而进行信息处理;1.2.2计算机控制系统的硬件组成（1）;

主机;用于控制的计算机：CPU、存储器和接口，是整个系统的核心。

类型：单片机、PLC、工业PC等。

作用

数据和程序的存取

程序的执行

控制外部设备和过程通道中的设备的工作

实现对被控对象的控制

实现人机对话和网络通信

含CPU设备和网络设备的控制;根据信号方向和形式，过程控制通道可分为：

模拟量输入通道（AI）

完成过程和被控对象送往主机的模拟信号的转换，使之成为计算机能够接收的标准数字信号

模拟量输出通道（AO）

目前，大多数执行机构仍只能接收模拟信号，而计算机运算决策的最终结果是数字信号。通过模拟量输出通道完成对数字量转换为模拟量并保持;数字量输入通道（DI）

数字量的输入通道是把过程和被控对象的开关量或通过传感器已转换的数字量以并行或串行的方式转入计算机

数字量输出通道（DO）

数字量输出通道是将计算机运算、决策之后的数字信号以串行或并行的方式输出给被控对象或外部设备;人机交互的关键设备

操作人员及时了解被控过程的运行状态，运行参数

对控制系统发出各种控制的操作命令，并且通过操作控制台还可以修改控制方案和程序

操作控制台一般应包括：

信息的显示

信息的记录

工作方式的选择

信息输入;;企业信息化的需求也要求生产过程的数据和企业管理信息系统之间进行实时交换。

计算机控制系统作为网络上的一个结点的方案已经被广泛采纳。

网络和通信设备已成为计算机硬件的一个重要部分，这些设备可以完成计算机控制系统的信息交换。;1.2.3计算机控制系统的软件组成（1）;30;应用软件;1.2.4计算机控制系统的分类（1）;33;1.操作指导控制系统

（OperationGuideControl，OGC）;;计算机的作用：通过数据输入通道对生产过程各项参数进行采集，根据工艺和生产的需求进行优化计算，计算出优化的操作条件和参数，利用其输出设备，将其结果显示或打印。

操作人员的作用：根据计算机提供的结果改变控制器的参数或设定值，实现对生产过程的控制，这属于计算机离线最优控制的一种形式。

应用：复杂的不便由计算机