五、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)基本概念)

　　(一)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的一般概念

　　在生產(chǎn)過(guò)程中，廣泛涉及對(duì)生廠設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)(如電機(jī)啟停、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)角)和生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)(如溫度、壓力、流量及物位等)的自動(dòng)控制。一般前者稱為拖動(dòng)自動(dòng)控制，后者稱為過(guò)程自動(dòng)控制。

　　--自動(dòng)控制系統(tǒng)，既包括拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，也包括過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)。

　　典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖8.5.5所示。

　　--由被控對(duì)象、傳感變送器、執(zhí)行器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成。

　　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心是處理器。由于計(jì)算機(jī)處理的是數(shù)字量，而執(zhí)行器的輸入和傳感變送器的輸出通常都是模擬信號(hào)，所以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般都包含有數(shù)/模(D/A)及模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器。

　　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的數(shù)據(jù)采集和偏差計(jì)算，并根據(jù)對(duì)控制指標(biāo)的要求做出控制決策，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制規(guī)律由軟件編程實(shí)現(xiàn)。

　　(二)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成

　　--計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成：廣義對(duì)象(被控對(duì)象+傳感變送器+執(zhí)行器)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩部分組成，而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)又包括硬件和軟件兩部分。

　　1.計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

　　計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)主要包括主機(jī)、過(guò)程輸入輸出通道和人機(jī)聯(lián)系裝置三部分。

　　2.計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

　　軟件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)程序的總和。主要分為以下兩種：

　　(1)系統(tǒng)軟件

　　(2)應(yīng)用軟件

　　(三)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的類型

　　通常根據(jù)計(jì)算機(jī)參與控制方式、特點(diǎn)以及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，可以將計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分為以下四種類型。

　　1.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)又稱操作指導(dǎo)系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)并不直接參與控制，它主要作用是進(jìn)行被控對(duì)象的參數(shù)采集、數(shù)據(jù)處理，通過(guò)輸出設(shè)備(如顯示器、打印機(jī)、繪圖裝置等)給出數(shù)據(jù)處理結(jié)果，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的集中監(jiān)視，并提供操作指導(dǎo)意見(jiàn)。它可以進(jìn)行參數(shù)越限判斷和報(bào)警，以確保生產(chǎn)安全。

　　2. 直接數(shù)字控制系統(tǒng)

　　直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC)是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本類型，這類系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)不僅可以進(jìn)行對(duì)象參數(shù)采集和數(shù)據(jù)處理，而且可以直接代替模擬控制儀表通過(guò)執(zhí)行器對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。系統(tǒng)的控制規(guī)律由軟件編程實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的PID控制，也可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律。

　　3. 監(jiān)督控制系統(tǒng)

　　監(jiān)督控制系統(tǒng)(SCC)是由SCC計(jì)算機(jī)和DDC系統(tǒng)組成的兩級(jí)控制系統(tǒng)。

　　SCC計(jì)算機(jī)主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和DDC系統(tǒng)的給定值實(shí)時(shí)設(shè)定。

　　4.集散控制系統(tǒng)

　　集散控制系統(tǒng)(DCS)是根據(jù)分散控制、集中操作、分級(jí)管理的原則設(shè)計(jì)的多級(jí)控制系統(tǒng)，一般自下而上可分為三級(jí)。

　　集散控制系統(tǒng)(DCS)又名分散控制系統(tǒng)，它們都是集中分散控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。它是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)和CRT技術(shù)為一體的綜合性高科技產(chǎn)品。DCS通過(guò)操作站對(duì)整個(gè)工藝過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理，通過(guò)控制站對(duì)工藝過(guò)程各部分進(jìn)行分散控制，既不同于常規(guī)儀表控制系統(tǒng)，又不同于集中式的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，而是集中了兩者的優(yōu)點(diǎn)，克服了它們各自的不足。DCS以其可靠性、靈活性、人機(jī)界面友好性和通訊的方便性等特點(diǎn)日益被廣泛應(yīng)用。

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