第1章 計算機控制系統(tǒng)概述

1、第第1 1章章 計算機控制系統(tǒng)概述計算機控制系統(tǒng)概述主要內容：計算機控制系統(tǒng)的一般概念主要內容：計算機控制系統(tǒng)的一般概念 計算機控制系統(tǒng)的組成計算機控制系統(tǒng)的組成 計算機控制系統(tǒng)的分類計算機控制系統(tǒng)的分類 計算機控制系統(tǒng)的控制規(guī)律計算機控制系統(tǒng)的控制規(guī)律背景資料背景資料計算機技術、自動控制技術、檢測與傳感器技術、計算機技術、自動控制技術、檢測與傳感器技術、CRTCRT顯示技術、通信與顯示技術、通信與網(wǎng)絡技術和微電子技術的高速發(fā)展網(wǎng)絡技術和微電子技術的高速發(fā)展自動控制技術正向著深度和廣自動控制技術正向著深度和廣度兩個方向發(fā)展：度兩個方向發(fā)展：廣度方面，國民經(jīng)濟的各個領域廣度方面，國民經(jīng)濟的各個領

2、域-從工業(yè)過程控制、農業(yè)生產(chǎn)和國防技從工業(yè)過程控制、農業(yè)生產(chǎn)和國防技術到家用電器已廣泛使用計算機控制；控制對象也從單一對象的局部術到家用電器已廣泛使用計算機控制；控制對象也從單一對象的局部控制發(fā)展到對整個工廠、整個企業(yè)、甚至是所有智能物體等大規(guī)模復控制發(fā)展到對整個工廠、整個企業(yè)、甚至是所有智能物體等大規(guī)模復雜對象的控制。雜對象的控制。深度方面，則向智能化發(fā)展，出現(xiàn)了自適應、自學習等智能控制方法。深度方面，則向智能化發(fā)展，出現(xiàn)了自適應、自學習等智能控制方法。計算機控制技術計算機控制技術計算機應用中最有潛力和最為活躍的一個領域計算機應用中最有潛力和最為活躍的一個領域計算機技術的飛速發(fā)展：計算機技術

3、的飛速發(fā)展：1.1 1.1 計算機控制系統(tǒng)的一般概念計算機控制系統(tǒng)的一般概念n自動控制就是在沒有人直接參與的情況下，通過控制器自動地、有目自動控制就是在沒有人直接參與的情況下，通過控制器自動地、有目的地控制或操縱控制對象，使生產(chǎn)過程自動地按照預定的規(guī)律運行。的地控制或操縱控制對象，使生產(chǎn)過程自動地按照預定的規(guī)律運行。 1 1、閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)需要控制對象的反饋信號需要控制對象的反饋信號 特點：特點：信號傳遞形成閉合回路信號傳遞形成閉合回路即即按偏差進行控制的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。按偏差進行控制的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。 2 2、開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)不需要被控對象的測量反饋信號，不需要被控對象

4、的測量反饋信號，控控制器直接根據(jù)制器直接根據(jù)給定值驅動執(zhí)行器去控制被控對象給定值驅動執(zhí)行器去控制被控對象特點：特點：信號傳遞是單方向的信號傳遞是單方向的，結構簡單結構簡單。缺點：不能自動消除被控量與給定值之間的偏差缺點：不能自動消除被控量與給定值之間的偏差，性能較差，性能較差 。 1.1 1.1 計算機控制系統(tǒng)的一般概念計算機控制系統(tǒng)的一般概念1.1 1.1 計算機控制系統(tǒng)的一般概念計算機控制系統(tǒng)的一般概念3 3、計算機閉環(huán)控制系統(tǒng)的原理組成計算機閉環(huán)控制系統(tǒng)的原理組成 圖圖1-11-1中的控制器用控制計算機代替中的控制器用控制計算機代替 計算機是數(shù)字系統(tǒng)，儀表多采用模擬信號傳遞，因此需要有計

5、算機是數(shù)字系統(tǒng)，儀表多采用模擬信號傳遞，因此需要有A/DA/D轉轉換器將模擬量轉換為數(shù)字量作為其輸入信號，以及換器將模擬量轉換為數(shù)字量作為其輸入信號，以及D/AD/A轉換器將數(shù)字轉換器將數(shù)字量轉換為模擬量作為其輸出信號。如圖量轉換為模擬量作為其輸出信號。如圖1-21-2所示，計算機控制系統(tǒng)由所示，計算機控制系統(tǒng)由控制計算機和生產(chǎn)過程兩大部分組成。控制計算機和生產(chǎn)過程兩大部分組成。1.1 1.1 計算機控制系統(tǒng)的一般概念計算機控制系統(tǒng)的一般概念4、計算機控制系統(tǒng)的執(zhí)行控制程序過程如下、計算機控制系統(tǒng)的執(zhí)行控制程序過程如下： a.a.實時數(shù)據(jù)采集實時數(shù)據(jù)采集對來自測量變送器的被控量的瞬時值進行采對

6、來自測量變送器的被控量的瞬時值進行采集和輸入；集和輸入；b.b.實時數(shù)據(jù)處理實時數(shù)據(jù)處理對采集到的被控量進行分析、比較和處理，對采集到的被控量進行分析、比較和處理，按一定的控制規(guī)律運算，進行控制決策；按一定的控制規(guī)律運算，進行控制決策；c.c.實時輸出控制實時輸出控制根據(jù)控制決策，適時地對執(zhí)行器發(fā)出控制信根據(jù)控制決策，適時地對執(zhí)行器發(fā)出控制信號，完成控制任務。號，完成控制任務。名詞名詞：實時實時、在線、在線1.2 計算機控制系統(tǒng)的組成計算機控制系統(tǒng)的組成1.2.1 1.2.1 計算機控制系統(tǒng)硬件計算機控制系統(tǒng)硬件1.2.2 1.2.2 計算機控制系統(tǒng)軟件計算機控制系統(tǒng)軟件1.2.3 1.2.3

7、 計算機控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡計算機控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡n1.RS232C總線總線n2.RS485總線總線n3.MODBUS總線總線n4.IEEE802n5.各種現(xiàn)場總線各種現(xiàn)場總線n6.無線通信網(wǎng)絡無線通信網(wǎng)絡1.RS232C總線總線 RS-232CRS-232C串行總線是國際電子工業(yè)學會正式公布的串行總線標準，也是串行總線是國際電子工業(yè)學會正式公布的串行總線標準，也是在計算機系統(tǒng)中最常用的串行接口標準，用于實現(xiàn)計算機與計算機之間、在計算機系統(tǒng)中最常用的串行接口標準，用于實現(xiàn)計算機與計算機之間、計算機與外設之間的同步或異步通信。采用計算機與外設之間的同步或異步通信。采用RS-232CRS-232C作為

8、串行通信時，通信作為串行通信時，通信距離可達距離可達12m12m，傳輸數(shù)據(jù)的速率可任意調整，最大可達，傳輸數(shù)據(jù)的速率可任意調整，最大可達20kbps20kbps。 RS-232C RS-232C有一系列不足有一系列不足（5 5）： (1) (1)數(shù)據(jù)傳輸速率局限于數(shù)據(jù)傳輸速率局限于20kbps20kbps； (2)(2)傳輸距離較短；傳輸距離較短； (3)(3)該標準沒有規(guī)定連接器，因而設計方案不盡相同，且有時互不兼容；該標準沒有規(guī)定連接器，因而設計方案不盡相同，且有時互不兼容； (4)(4)每個信號只有一根導線，兩個傳輸方向共用一個信號地線；每個信號只有一根導線，兩個傳輸方向共用一個信號地線

9、； (5)(5)接口使用不平衡的發(fā)送器和接收器，可能在各信號成分間產(chǎn)生干擾。接口使用不平衡的發(fā)送器和接收器，可能在各信號成分間產(chǎn)生干擾。 RS-485/422 RS-485/422最大的通信距離約為最大的通信距離約為1219m1219m，最大傳輸速率為，最大傳輸速率為10Mbps10Mbps，傳輸，傳輸速率與傳輸距離成反比。速率與傳輸距離成反比。RS-485RS-485采用半雙工工作方式，支持多點數(shù)據(jù)通信。采用半雙工工作方式，支持多點數(shù)據(jù)通信。RS-485RS-485總線網(wǎng)絡一般采用終端匹配的總線型結構，即采用一條總線將各個總線網(wǎng)絡一般采用終端匹配的總線型結構，即采用一條總線將各個節(jié)點串接起來

10、，不支持環(huán)形或星型網(wǎng)絡。節(jié)點串接起來，不支持環(huán)形或星型網(wǎng)絡。 與與RS232RS232相比：速度快、傳輸距離遠。相比：速度快、傳輸距離遠。2.RS485總線總線3.MODBUS總線總線n是是MODICON公司為生產(chǎn)的公司為生產(chǎn)的PLC與外界通信而設計的一種通信協(xié)議。與外界通信而設計的一種通信協(xié)議。（可通過（可通過24總線命令實現(xiàn)）總線命令實現(xiàn)）n特點特點（3） ：n1）應用廣泛：凡具有）應用廣泛：凡具有RS232/485接口的接口的MODBUS協(xié)議設備都可以使協(xié)議設備都可以使用本產(chǎn)品實現(xiàn)與過程現(xiàn)場總線（用本產(chǎn)品實現(xiàn)與過程現(xiàn)場總線（PROFIBUS）的互連。）的互連。n2）應用簡單：用戶不必了解

11、）應用簡單：用戶不必了解PROFIBUS和和MODBUS技術細節(jié)以及復技術細節(jié)以及復雜編程，用戶只需參考本手冊及提供的應用實例，根據(jù)要求完成配置，雜編程，用戶只需參考本手冊及提供的應用實例，根據(jù)要求完成配置，即可在短時間內實現(xiàn)連接通信。即可在短時間內實現(xiàn)連接通信。n3）透明通信：用戶可以依照）透明通信：用戶可以依照PROFIBUS通信數(shù)據(jù)區(qū)和通信數(shù)據(jù)區(qū)和MODBUS通信通信數(shù)據(jù)區(qū)的映射關系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)區(qū)的映射關系，實現(xiàn)PROFIBUS到到MODBUS之間的數(shù)據(jù)透明通之間的數(shù)據(jù)透明通信。信。 IEEEIEEE是英文是英文Institute of Electrical and Electronics

12、 EngineersInstitute of Electrical and Electronics Engineers的簡的簡稱，其中文譯名是電氣和電子工程師協(xié)會。稱，其中文譯名是電氣和電子工程師協(xié)會。IEEE 802IEEE 802規(guī)范定義了網(wǎng)卡如何規(guī)范定義了網(wǎng)卡如何訪問傳輸介質（如光纜、雙絞線、無線等），以及如何在傳輸介質上傳輸訪問傳輸介質（如光纜、雙絞線、無線等），以及如何在傳輸介質上傳輸數(shù)據(jù)的方法，還定義了傳輸信息的網(wǎng)絡設備之間連接建立、維護和拆除的數(shù)據(jù)的方法，還定義了傳輸信息的網(wǎng)絡設備之間連接建立、維護和拆除的途徑。途徑。定義了定義了ISO/OSIISO/OSI的物理層（硬件線路連接

13、）和鏈路層（信息收發(fā)處理）：的物理層（硬件線路連接）和鏈路層（信息收發(fā)處理）：產(chǎn)品：網(wǎng)卡、橋接器、路由器及局域網(wǎng)其它組件產(chǎn)品：網(wǎng)卡、橋接器、路由器及局域網(wǎng)其它組件4.IEEE8025.各種現(xiàn)場總線各種現(xiàn)場總線n根據(jù)國際電工委員會（根據(jù)國際電工委員會（IEC）和美國儀表協(xié)會（）和美國儀表協(xié)會（ISA）的）的定義，現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字定義，現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網(wǎng)絡。式、雙向傳輸、多分支結構的通信網(wǎng)絡。n目前較為流行的現(xiàn)場總線主要有以下五種：目前較為流行的現(xiàn)場總線主要有以下五種：nFF基金會現(xiàn)場總線基金會現(xiàn)場總線, nLO

14、NWORKS局部操作網(wǎng)局部操作網(wǎng), nPROFIBUS過程現(xiàn)場總線過程現(xiàn)場總線,nCAN控制器局域網(wǎng)控制器局域網(wǎng)nHART可尋址遠程傳感器數(shù)據(jù)通路可尋址遠程傳感器數(shù)據(jù)通路。 現(xiàn)場總線的優(yōu)點：現(xiàn)場總線的優(yōu)點： 現(xiàn)場總線使自控設備與系統(tǒng)步入了信息網(wǎng)絡的行列，為現(xiàn)場總線使自控設備與系統(tǒng)步入了信息網(wǎng)絡的行列，為其應用開拓了更為廣闊的領域；一對雙絞線上可掛接多個控其應用開拓了更為廣闊的領域；一對雙絞線上可掛接多個控制設備，便于節(jié)省安裝費用；節(jié)省維護開銷；提高了系統(tǒng)的制設備，便于節(jié)省安裝費用；節(jié)省維護開銷；提高了系統(tǒng)的可靠性；為用戶提供了更為靈活的系統(tǒng)集成主動權。可靠性；為用戶提供了更為靈活的系統(tǒng)集成主動

15、權?，F(xiàn)場總線的缺點：現(xiàn)場總線的缺點： 網(wǎng)絡通信中數(shù)據(jù)包的傳輸延遲，通信系統(tǒng)的瞬時錯誤和網(wǎng)絡通信中數(shù)據(jù)包的傳輸延遲，通信系統(tǒng)的瞬時錯誤和數(shù)據(jù)包丟失，發(fā)送與到達次序的不一致等都會破壞傳統(tǒng)控制數(shù)據(jù)包丟失，發(fā)送與到達次序的不一致等都會破壞傳統(tǒng)控制系統(tǒng)原本具有的確定性，使得控制系統(tǒng)的分析與綜合變得更系統(tǒng)原本具有的確定性，使得控制系統(tǒng)的分析與綜合變得更復雜，使控制系統(tǒng)的性能受到負面影響。復雜，使控制系統(tǒng)的性能受到負面影響。 無線通信無線通信(Wireless Communication)(Wireless Communication)是利用電磁波信號可以在自由空間是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性

16、進行信息交換的一種通信方式。中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式。 1 1）ZigBeeZigBee技術，技術，ZigBeeZigBee主要應用在短距離范圍之內并且數(shù)據(jù)傳輸速率不主要應用在短距離范圍之內并且數(shù)據(jù)傳輸速率不高的各種電子設備之間。高的各種電子設備之間。ZigBeeZigBee使用使用2.4 GHz2.4 GHz波段，采用跳頻技術。它的基波段，采用跳頻技術。它的基本速率是本速率是250kb/s250kb/s，當降低到，當降低到28kb/s28kb/s時，傳輸范圍可擴大到時，傳輸范圍可擴大到134m134m，并獲得更，并獲得更高的可靠性。高的可靠性。 2 2）GPRSGPRS技術技術

17、，GPRS-General Packet Radio ServiceGPRS-General Packet Radio Service，通用無線分組業(yè)，通用無線分組業(yè)務，是一種基于務，是一種基于GSMGSM系統(tǒng)的無線分組交換技術，提供端到端的、廣域的無線系統(tǒng)的無線分組交換技術，提供端到端的、廣域的無線IPIP連接。通俗地講，連接。通俗地講，GPRSGPRS是一項高速數(shù)據(jù)處理的技術，方法是以是一項高速數(shù)據(jù)處理的技術，方法是以 分組分組 的的形式傳送資料到用戶手上。形式傳送資料到用戶手上。特點：按量計費，快捷登錄，高速傳輸，自由切換。特點：按量計費，快捷登錄，高速傳輸，自由切換。6.無線通信網(wǎng)絡無

18、線通信網(wǎng)絡1.3 1.3 計算機控制系統(tǒng)的分類計算機控制系統(tǒng)的分類n1.3.1 1.3.1 操作指導控制系統(tǒng)操作指導控制系統(tǒng)n1.3.2 1.3.2 直接數(shù)字控制系統(tǒng)直接數(shù)字控制系統(tǒng)n1.3.3 1.3.3 監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)n1.3.4 1.3.4 集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)n1.3.5 1.3.5 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)n1.3.6 1.3.6 計算機集成制造系統(tǒng)計算機集成制造系統(tǒng)n1.3.7 1.3.7 物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)1.3.1 1.3.1 操作指導控制系統(tǒng)操作指導控制系統(tǒng)操作指導控制系統(tǒng)（操作指導控制系統(tǒng)（OGC）是基于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一種開環(huán)結構

19、，）是基于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一種開環(huán)結構，計算機根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)以及工藝要求進行最優(yōu)化計算，計算出的最計算機根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)以及工藝要求進行最優(yōu)化計算，計算出的最優(yōu)操作條件，顯示或打印出來，操作人員據(jù)此去改變各控制器的給定優(yōu)操作條件，顯示或打印出來，操作人員據(jù)此去改變各控制器的給定值或操作執(zhí)行器，達到操作指導的作用。計算機不直接輸出控制被控值或操作執(zhí)行器，達到操作指導的作用。計算機不直接輸出控制被控對象，對象，如圖如圖1-4所示。所示。n直接數(shù)字控制系統(tǒng)，計直接數(shù)字控制系統(tǒng)，計算機參與閉環(huán)控制過程，算機參與閉環(huán)控制過程，是用一臺計算機不僅完是用一臺計算機不僅完成對多個被控參數(shù)的數(shù)成對多個被控參數(shù)的

20、數(shù)據(jù)采集，而且能按一定據(jù)采集，而且能按一定的控制規(guī)律進行實時決的控制規(guī)律進行實時決策，并通過過程輸出通策，并通過過程輸出通道發(fā)出控制信號，實現(xiàn)道發(fā)出控制信號，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的閉環(huán)控制，對生產(chǎn)過程的閉環(huán)控制，其機構圖如圖其機構圖如圖1-5所示。所示。 1.3.2 1.3.2 直接數(shù)字控制系統(tǒng)直接數(shù)字控制系統(tǒng)1.3.3 1.3.3 監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)監(jiān)督計算機控制系統(tǒng) 監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)（監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)（Supervisory Computer Control, SCC）有兩種不）有兩種不同的結構形式：一種是同的結構形式：一種是SCC模擬調節(jié)器，另一種是模擬調節(jié)器，另一種是SCCDDC控制系統(tǒng)

21、控制系統(tǒng)。1.SCC模擬調節(jié)器模擬調節(jié)器 如圖如圖1-6（a）所示，在該系統(tǒng)中，計算機對工業(yè)對象的各個物理量進行巡）所示，在該系統(tǒng)中，計算機對工業(yè)對象的各個物理量進行巡回檢測，并按生產(chǎn)過程的數(shù)學模型計算出最佳給定值，送給模擬調節(jié)器?；貦z測，并按生產(chǎn)過程的數(shù)學模型計算出最佳給定值，送給模擬調節(jié)器。檢測元件獲得的測量值與該給定值進行比較后，得到的偏差經(jīng)模擬調節(jié)器檢測元件獲得的測量值與該給定值進行比較后，得到的偏差經(jīng)模擬調節(jié)器分析計算后輸出至執(zhí)行機構，從而實現(xiàn)控制生產(chǎn)過程的目的。分析計算后輸出至執(zhí)行機構，從而實現(xiàn)控制生產(chǎn)過程的目的。 2.SCCDDC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 如圖如圖1-6（b）所示，該系統(tǒng)

22、可看成是一種二級控制系統(tǒng)，）所示，該系統(tǒng)可看成是一種二級控制系統(tǒng)，SCC監(jiān)督級的作監(jiān)督級的作用是計算最佳給定值，送給用是計算最佳給定值，送給DDC直接控制生產(chǎn)過程，它與直接控制生產(chǎn)過程，它與DDC級計算機之級計算機之間通過接口進行信息交換。當間通過接口進行信息交換。當DDC級計算出現(xiàn)故障時，可由級計算出現(xiàn)故障時，可由SCC級計算代級計算代替，因此，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。替，因此，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。3、OGC、DDC、SCC比較：比較： 集散控制系統(tǒng)（集散控制系統(tǒng)（Distributed Control System，DCS）又稱分散控制系）又稱分散控制系統(tǒng)，其本質是采用分散控制和集中管

23、理的設計思想、分而自治和綜合協(xié)調統(tǒng)，其本質是采用分散控制和集中管理的設計思想、分而自治和綜合協(xié)調的設計原則，并采用層次化的體系結構，從下到上依次分為直接控制層、的設計原則，并采用層次化的體系結構，從下到上依次分為直接控制層、操作監(jiān)控層、生產(chǎn)管理層和決策管理層，如圖操作監(jiān)控層、生產(chǎn)管理層和決策管理層，如圖1-7。它是以多臺。它是以多臺DDC計算計算機為基礎，集成了多臺操作、監(jiān)控和管理計算機機為基礎，集成了多臺操作、監(jiān)控和管理計算機，并采用上述層次化的體，并采用上述層次化的體系結構，從而構成了集中分散型控制系統(tǒng)。系結構，從而構成了集中分散型控制系統(tǒng)。DCSDCS是過程計算機控制領域的是過程計算機控

24、制領域的主流系統(tǒng)，它隨著計算機技術、控制技術、通信技術和屏幕顯示技術的發(fā)主流系統(tǒng)，它隨著計算機技術、控制技術、通信技術和屏幕顯示技術的發(fā)展而不斷更新和提高，現(xiàn)已廣泛應用于石油、化工、發(fā)電、水處理、冶金、展而不斷更新和提高，現(xiàn)已廣泛應用于石油、化工、發(fā)電、水處理、冶金、輕工、制藥和建材等工業(yè)的自動化。輕工、制藥和建材等工業(yè)的自動化。1.3.4 集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)1.3.5 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（Field-bus Control System，F(xiàn)CS） 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（Field-bus Control System，F(xiàn)CS）是一種以現(xiàn)場總線）是一種以現(xiàn)場總

25、線為基礎的分布式網(wǎng)絡自動化系統(tǒng)；它具有開放式數(shù)字通信功能，可與各種通為基礎的分布式網(wǎng)絡自動化系統(tǒng)；它具有開放式數(shù)字通信功能，可與各種通信網(wǎng)絡互聯(lián)；它把安裝于生產(chǎn)現(xiàn)場的具有信號輸入、輸出、運算、控制和通信網(wǎng)絡互聯(lián)；它把安裝于生產(chǎn)現(xiàn)場的具有信號輸入、輸出、運算、控制和通信功能的各種現(xiàn)場儀表或現(xiàn)場設備作為現(xiàn)場總線的節(jié)點，并直接在現(xiàn)場總線信功能的各種現(xiàn)場儀表或現(xiàn)場設備作為現(xiàn)場總線的節(jié)點，并直接在現(xiàn)場總線上構成分散的控制回路，如圖上構成分散的控制回路，如圖1-8所示。所示。 計算機集成制造系統(tǒng)計算機集成制造系統(tǒng) （Computer Integrated Manufacturing System，CIMS

26、）是制造自動化、過程控制自動化、辦公室自動化和經(jīng)營管理自動）是制造自動化、過程控制自動化、辦公室自動化和經(jīng)營管理自動化相結合的一種產(chǎn)物?；嘟Y合的一種產(chǎn)物。 CIMS由決策管理、規(guī)劃調度、監(jiān)控、控制四個功能層次的子系統(tǒng)構成，由決策管理、規(guī)劃調度、監(jiān)控、控制四個功能層次的子系統(tǒng)構成，實現(xiàn)管理控制的一體化。實現(xiàn)管理控制的一體化。 1.3.6 計算機集成制造系統(tǒng)計算機集成制造系統(tǒng)1.3.7 物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)n“ 物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)”(Internet of Things，IOT)指的是將各種信息傳感指的是將各種信息傳感設備，如射頻識別設備，如射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、

27、裝置、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結合起來而形成的一個巨大激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡。網(wǎng)絡。 物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)具有物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：以下優(yōu)勢：(1) 信號傳輸實現(xiàn)了全數(shù)字化信號傳輸實現(xiàn)了全數(shù)字化,從最底層逐層向最高層均采用通信網(wǎng)絡互連；從最底層逐層向最高層均采用通信網(wǎng)絡互連；(2) 信號傳輸實現(xiàn)了無線化，可以告別原來的有線通信模式，安裝方便靈活，信號傳輸實現(xiàn)了無線化，可以告別原來的有線通信模式，安裝方便靈活，成本低；成本低；(3) 系統(tǒng)結構采用全分散化系統(tǒng)結構采用全分散化, 無線網(wǎng)絡節(jié)點是現(xiàn)場無線設備或現(xiàn)場無線傳感器無線網(wǎng)絡節(jié)點是

28、現(xiàn)場無線設備或現(xiàn)場無線傳感器節(jié)點，如傳感器、變送器、執(zhí)行器等；節(jié)點，如傳感器、變送器、執(zhí)行器等； (4) 通信網(wǎng)絡為開放式互連網(wǎng)絡，可極其方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；通信網(wǎng)絡為開放式互連網(wǎng)絡，可極其方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；(5) 技術和標準實現(xiàn)了全開放，面向任何一個制造商和用戶。技術和標準實現(xiàn)了全開放，面向任何一個制造商和用戶。1順序控制和數(shù)值控制順序控制和數(shù)值控制 都屬于開環(huán)控制方式，在機床控制中有廣泛應用。其中順序控制按一定都屬于開環(huán)控制方式，在機床控制中有廣泛應用。其中順序控制按一定的時間順序或邏輯順序進行操作，包括定時控制和邏輯控制；數(shù)值控制按給的時間順序或邏輯順序進行操作，包括定時控制和邏輯控制

29、；數(shù)值控制按給定的數(shù)據(jù)以一定的程序進行控制。定的數(shù)據(jù)以一定的程序進行控制。2數(shù)字數(shù)字PID控制（控制（Proportional-Integral-Differential ） 按偏差的比例、積分和微分進行控制的調節(jié)器，稱作按偏差的比例、積分和微分進行控制的調節(jié)器，稱作PID控制調節(jié)器?？刂普{節(jié)器。PID控制結構簡單、參數(shù)容易調整、算法容易，是當前應用最廣、最為廣大控制結構簡單、參數(shù)容易調整、算法容易，是當前應用最廣、最為廣大工程技術人員熟悉的技術。因此，無論模擬調節(jié)器還是數(shù)字調節(jié)器，大多使工程技術人員熟悉的技術。因此，無論模擬調節(jié)器還是數(shù)字調節(jié)器，大多使用用PID控制規(guī)律?？刂埔?guī)律。3數(shù)字控制

30、器的直接設計算法數(shù)字控制器的直接設計算法 直接設計算法是根據(jù)給定的性能指標直接得到直接設計算法是根據(jù)給定的性能指標直接得到Z域的數(shù)字控制器，控制域的數(shù)字控制器，控制規(guī)律及其算法可以針對不同對象的具體特性來確定。直接設計方法主要應用規(guī)律及其算法可以針對不同對象的具體特性來確定。直接設計方法主要應用于數(shù)字隨動系統(tǒng)的設計中。于數(shù)字隨動系統(tǒng)的設計中。1.4 計算機控制系統(tǒng)的控制規(guī)律計算機控制系統(tǒng)的控制規(guī)律4.分級遞階智能控制技術分級遞階智能控制技術 由由Saridis提出的分級遞階智能控制方法，是從工程控制論的角度出發(fā)，總提出的分級遞階智能控制方法，是從工程控制論的角度出發(fā)，總結了人工智能與自適應、自

31、學習和自組織控制的關系之后逐漸形成的。其控結了人工智能與自適應、自學習和自組織控制的關系之后逐漸形成的。其控制智能是根據(jù)分級管理系統(tǒng)中十分重要的制智能是根據(jù)分級管理系統(tǒng)中十分重要的“精度隨智能提高而降低精度隨智能提高而降低”的原理而的原理而分級分配的。分級遞階智能控制系統(tǒng)由組織級、協(xié)調級、執(zhí)行級三級組成。分級分配的。分級遞階智能控制系統(tǒng)由組織級、協(xié)調級、執(zhí)行級三級組成。5.模糊控制技術模糊控制技術 模糊控制是一種應用模糊集合理論的控制方法。它一方面提供了一種基于模糊控制是一種應用模糊集合理論的控制方法。它一方面提供了一種基于知識的甚至語言描述的控制規(guī)律的新機理；另一方面又提供了一種改進非線知識