五、計算機控制系統(了解計算機控制系統基本概念)

　　(一)計算機控制系統的一般概念

　　在生產過程中，廣泛涉及對生廠設備運行狀態(如電機啟停、轉速及轉角)和生產過程參數(如溫度、壓力、流量及物位等)的自動控制。一般前者稱為拖動自動控制，后者稱為過程自動控制。

　　--自動控制系統，既包括拖動自動控制系統，也包括過程自動控制系統。

　　典型的計算機控制系統的基本結構如圖8.5.5所示。

　　--由被控對象、傳感變送器、執行器和計算機系統組成。

　　計算機系統的核心是處理器。由于計算機處理的是數字量，而執行器的輸入和傳感變送器的輸出通常都是模擬信號，所以計算機系統一般都包含有數/模(D/A)及模/數(A/D)轉換器。

　　計算機系統的任務是實現對被控對象的數據采集和偏差計算，并根據對控制指標的要求做出控制決策，產生相應的控制信號，對被控對象進行實時控制，計算機系統的控制規律由軟件編程實現。

　　(二)計算機控制系統的組成

　　--計算機控制系統的組成：廣義對象(被控對象+傳感變送器+執行器)和計算機系統兩部分組成，而計算機系統又包括硬件和軟件兩部分。

　　1.計算機硬件系統

　　計算機硬件系統主要包括主機、過程輸入輸出通道和人機聯系裝置三部分。

　　2.計算機軟件系統

　　軟件系統是計算機程序的總和。主要分為以下兩種：

　　(1)系統軟件

　　(2)應用軟件

　　(三)計算機控制系統的類型

　　通常根據計算機參與控制方式、特點以及系統的結構，可以將計算機控制系統分為以下四種類型。

　　1.數據采集系統

　　數據采集系統(DAS)又稱操作指導系統，在數據采集系統中計算機并不直接參與控制，它主要作用是進行被控對象的參數采集、數據處理，通過輸出設備(如顯示器、打印機、繪圖裝置等)給出數據處理結果，以實現對生產過程的集中監視，并提供操作指導意見。它可以進行參數越限判斷和報警，以確保生產安全。

　　2. 直接數字控制系統

　　直接數字控制系統(DDC)是計算機控制系統的基本類型，這類系統的計算機不僅可以進行對象參數采集和數據處理，而且可以直接代替模擬控制儀表通過執行器對生產設備進行實時控制。系統的控制規律由軟件編程實現，可以實現傳統的PID控制，也可以實現復雜的控制規律。

　　3. 監督控制系統

　　監督控制系統(SCC)是由SCC計算機和DDC系統組成的兩級控制系統。

　　SCC計算機主要負責系統的數據采集和DDC系統的給定值實時設定。

　　4.集散控制系統

　　集散控制系統(DCS)是根據分散控制、集中操作、分級管理的原則設計的多級控制系統，一般自下而上可分為三級。

　　集散控制系統(DCS)又名分散控制系統，它們都是集中分散控制系統的簡稱。它是集計算機技術、控制技術、通訊技術和CRT技術為一體的綜合性高科技產品。DCS通過操作站對整個工藝過程進行集中監視、操作、管理，通過控制站對工藝過程各部分進行分散控制，既不同于常規儀表控制系統，又不同于集中式的計算機控制系統，而是集中了兩者的優點，克服了它們各自的不足。DCS以其可靠性、靈活性、人機界面友好性和通訊的方便性等特點日益被廣泛應用。

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