計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)基本知識.doc

.第一部分 系統(tǒng)介紹第一章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)簡介第一節(jié) 概述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是指以計(jì)算機(jī)為控制設(shè)備所組成的自動控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)具有實(shí)現(xiàn)各種數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯判斷的能力。其主要特點(diǎn)是：1、 運(yùn)算速度快，能存儲大量的數(shù)據(jù)，具有很強(qiáng)的信息處理能力；2、 容易實(shí)現(xiàn)各種控制規(guī)律（控制、串級控制、復(fù)合控制等）；3、 將顯示、打印、報警、給定參數(shù)等功能集中在控制臺上，方便運(yùn)行人員操作與監(jiān)視；4、 指導(dǎo)運(yùn)行人員正確地進(jìn)行操作和控制。計(jì)算機(jī)在電廠生產(chǎn)過程自動化中的應(yīng)用，主要有以下三個方面。1、數(shù)據(jù)采集和處理計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)的功能是：定時采集生產(chǎn)過程中大量的，經(jīng)過一次測量儀表發(fā)送、統(tǒng)一信號、模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的過程參數(shù)信號，并按預(yù)定的要求對它們進(jìn)行分析、計(jì)算和處理，最后進(jìn)行顯示、報警、打印或儲存。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如下圖實(shí)線部分所示。數(shù)據(jù)處理的另一種應(yīng)用形式是操作指導(dǎo)。計(jì)算機(jī)根據(jù)生產(chǎn)過程提出的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，尋找出生產(chǎn)過程的最優(yōu)操作條件和數(shù)值，并顯示屏上顯示出來或通過打印機(jī)打印給操作人員。由操作人員去改變模擬調(diào)節(jié)器的給定值或直接操縱執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而把生產(chǎn)過程控制在最佳狀態(tài)。操作指導(dǎo)屬于計(jì)算機(jī)開環(huán)監(jiān)控方式。 測 生 。 量 過程輸入通道 計(jì)算機(jī) 。 儀 產(chǎn) 表 過 控或 顯示 。 制執(zhí) 運(yùn)行 打印 程 。 器行 人員 制表 器 簡圖：計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理與操作指導(dǎo)系統(tǒng)2、直接數(shù)字控制（）生產(chǎn)過程的被調(diào)參數(shù)通過模擬量輸入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)按預(yù)定的控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算，并運(yùn)算的結(jié)果由輸出通道去直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而把被調(diào)參數(shù)保持在給定值上。這樣的控制方式稱為直接數(shù)字控制。 測 生 。 量 過程輸入通道 計(jì)算機(jī) 。 儀 產(chǎn) 表 過 執(zhí) 。 行 過程輸出通道 程 。 機(jī) 構(gòu) 簡圖：直接數(shù)字控制系統(tǒng)3、監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制（）監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制是指計(jì)算機(jī)根據(jù)生產(chǎn)過程的信息，按照過程的數(shù)學(xué)模型，求出生產(chǎn)過程最優(yōu)運(yùn)轉(zhuǎn)的操作條件和數(shù)值，并直接去改變模擬調(diào)節(jié)器的給定值，由模擬調(diào)節(jié)器或控制機(jī)實(shí)行對生產(chǎn)過程的控制，從而使生產(chǎn)過程處于最優(yōu)化狀態(tài)。 測 生 。 量 過程輸入通道 計(jì)算機(jī) 。 儀 產(chǎn) 表 給定 執(zhí) 模擬 過 行 調(diào)節(jié)器 器 程 執(zhí) 過程輸出通道 行 控制器 器 簡圖：監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)第二節(jié) 分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（）分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是一種以微處理器為基礎(chǔ)，應(yīng)用通信技術(shù)、顯示技術(shù)，特別是軟件技術(shù)而形成的一種新型自動控制系統(tǒng)，是現(xiàn)今對大、中規(guī)模生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、管理和控制的最完善的控制系統(tǒng)。基本組成思想：控制分散，信息集中。它以操作臺為中心，借助于通信系統(tǒng)把各個分散的控制器連接起來。操作臺 集中 控制器 控制器 控制器 控制器 分散 生產(chǎn)過程簡圖：分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意一、 分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理 系統(tǒng)包括以下幾個基本部分：能完成各種控制的功能站（過程控制單元）；具有顯示、管理、操作功能的操作站；連接各個站的數(shù)據(jù)通道及過程接口等。1、 過程接口（）過程接口是直接與生產(chǎn)過程連接的硬件設(shè)備（或模件），實(shí)現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換與處理。生產(chǎn)過程中的信號種類有：420，直流電流信號；010V直流電壓信號；熱電偶；熱電阻信號；脈沖信號；氣動信號以及接點(diǎn)和開關(guān)量信號。從功能上分成兩大類：一類叫信號模件，僅作為控制計(jì)算機(jī)與生產(chǎn)過程之間的輸入輸出接口和信號轉(zhuǎn)換（或）；另一類叫功能模件，是帶有的智能模件，除了作輸入輸出接口之外，還具有控制、調(diào)節(jié)的功能，在開展站故障的情況下，起后備調(diào)節(jié)器的作用。2、 控制功能站 控制功能站是的現(xiàn)場控制裝置，是整個系統(tǒng)中最重要部分。能夠?qū)崿F(xiàn)信號采集、計(jì)算處理、連續(xù)控制、邏輯控制等具體的自動化任務(wù)。3、 顯示操作站4、 數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)是一種分散控制系統(tǒng)，把微處理器分散以后，就需要有某種技術(shù)手段把他們有效地聯(lián)結(jié)起來，以實(shí)現(xiàn)各個控制回路之間的信息交換，相互協(xié)調(diào)，共同完成生產(chǎn)過程的總體控制目標(biāo)。數(shù)據(jù)通訊在分散設(shè)置的控制站、操作臺、工程師組態(tài)工作站等裝置之間起著傳遞信息的作用。不僅能夠使系統(tǒng)快速地周期地更新信息，使運(yùn)行操作人員及時看到生產(chǎn)過程的最新狀態(tài)，并且還會使運(yùn)行人員對操作臺（或工程師工作站）提出的隨機(jī)性質(zhì)的通訊要求（如修改報警限值、某些常數(shù)，或顯示某個信息的全部屬性等）作出響應(yīng)。5、 冗余化結(jié)構(gòu)二、分布式控制系統(tǒng)的特點(diǎn)1、 控制