五、計算機控制系統(tǒng)(了解計算機控制系統(tǒng)基本概念)

　　(一)計算機控制系統(tǒng)的一般概念

　　在生產(chǎn)過程中，廣泛涉及對生廠設備運行狀態(tài)(如電機啟停、轉速及轉角)和生產(chǎn)過程參數(shù)(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(tǒng)，既包括拖動自動控制系統(tǒng)，也包括過程自動控制系統(tǒng)。

　　典型的計算機控制系統(tǒng)的基本結構如圖8.5.5所示。

　　--由被控對象、傳感變送器、執(zhí)行器和計算機系統(tǒng)組成。

　　計算機系統(tǒng)的核心是處理器。由于計算機處理的是數(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，所以計算機系統(tǒng)一般都包含有數(shù)/模(D/A)及模/數(shù)(A/D)轉換器。

　　計算機系統(tǒng)的任務是實現(xiàn)對被控對象的數(shù)據(jù)采集和偏差計算，并根據(jù)對控制指標的要求做出控制決策，產(chǎn)生相應的控制信號，對被控對象進行實時控制，計算機系統(tǒng)的控制規(guī)律由軟件編程實現(xiàn)。

　　(二)計算機控制系統(tǒng)的組成

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

　　1.計算機硬件系統(tǒng)

　　計算機硬件系統(tǒng)主要包括主機、過程輸入輸出通道和人機聯(lián)系裝置三部分。

　　2.計算機軟件系統(tǒng)

　　軟件系統(tǒng)是計算機程序的總和。主要分為以下兩種：

　　(1)系統(tǒng)軟件

　　(2)應用軟件

　　(三)計算機控制系統(tǒng)的類型

　　通常根據(jù)計算機參與控制方式、特點以及系統(tǒng)的結構，可以將計算機控制系統(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)又稱操作指導系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)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(shù)采集、數(shù)據(jù)處理，通過輸出設備(如顯示器、打印機、繪圖裝置等)給出數(shù)據(jù)處理結果，以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的集中監(jiān)視，并提供操作指導意見。它可以進行參數(shù)越限判斷和報警，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)是計算機控制系統(tǒng)的基本類型，這類系統(tǒng)的計算機不僅可以進行對象參數(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執(zhí)行器對生產(chǎn)設備進行實時控制。系統(tǒng)的控制規(guī)律由軟件編程實現(xiàn)，可以實現(xiàn)傳統(tǒng)的PID控制，也可以實現(xiàn)復雜的控制規(guī)律。

　　3. 監(jiān)督控制系統(tǒng)

　　監(jiān)督控制系統(tǒng)(SCC)是由SCC計算機和DDC系統(tǒng)組成的兩級控制系統(tǒng)。

　　SCC計算機主要負責系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和DDC系統(tǒng)的給定值實時設定。

　　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、分級管理的原則設計的多級控制系統(tǒng)，一般自下而上可分為三級。

　　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(chǎn)品。DCS通過操作站對整個工藝過程進行集中監(jiān)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(guī)儀表控制系統(tǒng)，又不同于集中式的計算機控制系統(tǒng)，而是集中了兩者的優(yōu)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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