計算機控制系統(tǒng)復習資料精簡版列出重點知識點

1、第一章 概論，講述計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展過程；計算機控制系統(tǒng)在日常生活和科學研究中 的意義；計算機控制系統(tǒng)的組成及工作原理；計算機控制的特點、優(yōu)點和問題；與模擬控 制系統(tǒng)的不同之處；計算機控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)問題以及計算機控制系統(tǒng)的性能指標。.計算機控制系統(tǒng)與連續(xù)模擬系統(tǒng)類似，主要的差別是用計算機系統(tǒng)取代了模擬控制器。.計算機系統(tǒng)主要包括：A/D轉(zhuǎn)換器，將連續(xù)模擬信號轉(zhuǎn)換為斷續(xù)的數(shù)字二進制信號，送入計算機；D/A轉(zhuǎn)換器，將計算機產(chǎn)生的數(shù)字指令信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)模擬信號（直流電壓）并送給直流電機的放大部件；.數(shù)字計算機（包括硬件及相應軟件），實現(xiàn)信號的 轉(zhuǎn)換處理以及工作狀態(tài)的邏輯管理，按給 定的算法程

2、序產(chǎn)生相應的控制指令。.計算機控制系統(tǒng)的控制過程可以歸結(jié)為：.實時數(shù)據(jù)采集，即 A/D變換器對反饋信號及指令信號的瞬時值進行檢測和輸入；.實時決策，即計算機按給定算法，依采集的信息進行控制行為的決策，生成控制指令；.實時控制，即 D/A變換器根據(jù)決策結(jié)果，適時地向被控對象輸出控制信號。.計算機控制系統(tǒng)就是利用計算機來實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制的系統(tǒng)。.自動控制，是在沒有人直接參與的情況下，通過控制器使生產(chǎn)過程自動地按照預定的規(guī)律運行。.計算機控制系統(tǒng)的特性系統(tǒng)規(guī)模有大有小系統(tǒng)類型多種多樣系統(tǒng)造價有高有低計算機控制系統(tǒng)不斷推陳出新.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 集散控制系統(tǒng)工業(yè)PC機回路控制器（色片機）可編程邏輯

3、控制器SID一線工控機 單板機1980198519901995現(xiàn)在.計算機控制系統(tǒng)的分類按功能分類1）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2）直接數(shù)字控制（DDC）3）監(jiān)督控制（SCC4）分散型控制5）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)按控制規(guī)律分類1）程序和順序控制2）比例積分微分控制（PID）3）有限拍控制4）復雜控制5）智能控制按控制方式分類1）開環(huán)控制2）閉環(huán)控制.計算機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成執(zhí)行器通用外部10接設備 口電踏計算機主機410搐口多路開關主機及操作臺I。接口電踣I o通道A D傳感器及 變送器執(zhí)行機構(gòu)工業(yè)對我信號椅測及交送被控對架.計算機控制系統(tǒng)的組成控制算法軟件網(wǎng)絡硬件.硬件平臺運算處理與存儲部分：CPU,存儲器

4、（RAM, ROM, EPROM, FLASH-ROM EEPROM以及磁盤等）, 時鐘，中斷，譯碼，總線驅(qū)動等。輸入輸出接口部分：各種信號（模擬量，開關量，脈沖量等）的鎖存、轉(zhuǎn)換、濾波，調(diào)理和接線，以及串行通訊等。人機對話部分：包括顯示（CRT,數(shù)碼管，液晶等），鍵入（鍵盤，鼠標，觸摸屏等），打印記錄等。.硬件平臺的設計、開發(fā)或應用選型應著重考慮的幾個方面可靠性可維護性成本精度與外觀.軟件組成測控軟件網(wǎng)絡軟件管理軟件.常用的編程工具匯編語言Wj級語百組態(tài)語言.控制算法控制算法是閉環(huán)控制的核心，是各種控制理論最后應用到工業(yè)現(xiàn)場的具體體現(xiàn)。不同的算法往往適應不同的控制對象，好的算法穩(wěn)定性好，適用

5、面寬，參數(shù)整定方便。.網(wǎng)絡大型控制系統(tǒng)必然是計算機網(wǎng)絡組成的，而計算機網(wǎng)絡的高速發(fā)展又為大型控制系統(tǒng)的構(gòu)成提供了更好的支持。由于現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，小型控制系統(tǒng)也逐步網(wǎng)絡化，其優(yōu)點是系統(tǒng) 更可靠、更經(jīng)濟、維護跟方便。.計算機控制系統(tǒng)的性能指標系統(tǒng)的穩(wěn)定性能控性和能觀測性動態(tài)指標穩(wěn)態(tài)指標綜合指標.計算機控制研究的課題? 數(shù)學描述和分析方法?離散系統(tǒng)的性能分析?計算機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計?計算機控制系統(tǒng)的算法設計?控制系統(tǒng)的計算機輔助計算和設計.計算機控制的發(fā)展方向最優(yōu)控制自適應、自學習和自組織系統(tǒng)系統(tǒng)辨識分級控制集散型控制現(xiàn)場總線型控制.計算機控制系統(tǒng)優(yōu)點易實現(xiàn)復雜控制規(guī)律計算機運算速度快、精度高

6、、豐富的邏輯判斷和存儲能力，容易實現(xiàn)復雜的控制規(guī)律，如各種智能控制等，可以極大地提高系統(tǒng)性能。計算機控制系統(tǒng)的性價比高一臺計算機可以實現(xiàn)復雜控制規(guī)律并可同時控制多個控制回路，因此，它的功能/價格比值較高。適應性強靈活性高控制算法是由軟程序?qū)崿F(xiàn)，通過修改或執(zhí)行不同的軟件可使系統(tǒng)具有不同性能，適應性強，靈活性高。計算機是一種可編程的智能元件。一套硬件設計用于不同產(chǎn)品生產(chǎn)過程和對象的控制。系統(tǒng)測量靈敏度高數(shù)字式傳感器，可以敏感微弱信號，提高測量靈敏度。軟件可以對傳感器特性進行修正與補償，提高了精度。控制與管理容易結(jié)合實現(xiàn)更高層次的自動化利用網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)構(gòu)成計算機控制與管理系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程與經(jīng)營的管理控

7、制一體化。系統(tǒng)可靠性和容錯能力高計算機控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動檢測和故障診斷較方便，提高了系統(tǒng)的可靠性和容錯及維修能力。.計算機控制系統(tǒng)一些缺點與不足-抗干擾能力較低；-插入數(shù)字部件，信號復雜，設計實現(xiàn)有一定困難。.計算機控制系統(tǒng)的國外市場概況可編程序控制器（PLC分布式控制系統(tǒng)（DCS工業(yè)PC機PID 調(diào)二節(jié)器現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS.注意以下幾點：計算機控制系統(tǒng)中的控制器是用數(shù)字計算機和A/D及D/A轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)的。計算機控制系統(tǒng)重要的特點.注意計算機控制系統(tǒng)是一個混合信號系統(tǒng)。計算機控制系統(tǒng)具有許多優(yōu)點.是一種柔性和智能化的系統(tǒng)。廣泛用于國防、國民經(jīng)濟各個領域中不可替代的各種系統(tǒng)。計算機控制系統(tǒng)

8、的理論分析和設計具有許多不同的特點。第二章 計算機控制系統(tǒng)的數(shù)學描述和分析方法，信號的采樣及采樣定理；差分方程與 換的關系與相互變換；脈沖傳遞函數(shù)及其應用；頻率域描述；計算機控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間 描述；時間域特性與頻率域特性分析方法。.采樣過程采樣器就是不同形式的“開關”.采樣定理（香農(nóng)定理）如果一個連續(xù)信號不包含高于頻率COmax的頻率分量（連續(xù)信號中所含頻率分量的最高頻率為麗ax）,那么就完全可以用周期T 2 ,max,那么就可以從采樣信號中不失真地恢復原連續(xù)信號。.離散系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù)（Z傳遞函數(shù)）定義為：在初始條件為零時，系統(tǒng)輸出量Z變換與輸入量Z變換之比.離散系統(tǒng)頻率特性定義 頻率特性

9、：在正弦信號作用下，系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的復數(shù)之比隨輸入正弦信號 頻率變化的特性。.由脈沖傳遞函數(shù)建立離散狀態(tài)方程串行法(又稱迭代法)、.丫-0.5z-0.28 - -0.5z + 0.56G( Z) -= 1 +=1 十_U(z) (z + 0.5)(z + 0.28) z + .05 z + 0.8并行法（又稱部分分式法）0.10.4丫叫Z)獲就直接法皿;10.5z；.28z:U(z) 1 1.3z0.4z.離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解迭代法z變換法.計算機控制系統(tǒng)閉環(huán)狀態(tài)方程閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)方程，可通過求取系統(tǒng)數(shù)字部分、廣義被控對象及反饋部分的狀態(tài)方程, 整理后得到。.系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件連

10、續(xù)系統(tǒng)-特征根全在s左半平面，如有特征根在虛軸上，稱作臨界穩(wěn)定，由于響應不會依據(jù)需要收斂，因此，系統(tǒng)也是不穩(wěn)定的。離散系統(tǒng)-特征根全部位于z平面單位圓內(nèi)，即每一特征根的模值應小于1:.離散系統(tǒng)穩(wěn)定性檢測直接求取特征方程根 朱利代數(shù)穩(wěn)定判據(jù).采樣周期與系統(tǒng)穩(wěn)定性? 離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性比連續(xù)系統(tǒng)差。? 采樣周期也是影響穩(wěn)定性的重要參數(shù)，一般來說，減小采樣周期，穩(wěn)定性增強。.關于穩(wěn)態(tài)誤差，應注意以下幾個概念：-系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差只能在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下求得。-穩(wěn)態(tài)誤差為無限大并不等于系統(tǒng)不穩(wěn)定，它只表明該系統(tǒng)不能跟蹤所輸入的信號， 或者說，跟蹤該信號時將產(chǎn)生無限大的跟蹤誤差。-上述穩(wěn)態(tài)誤差是由系統(tǒng)的構(gòu)造（如

11、放大系數(shù)和積分環(huán)節(jié)等）及外界輸入作用所決定 的原理誤差。-系統(tǒng)元部件精度仍可能引入穩(wěn)態(tài)誤差，計算機控制系統(tǒng)，由于A/D及D/A字長有限,會帶來附加的穩(wěn)態(tài)誤差。第三章 計算機控制系統(tǒng)的經(jīng)典設計，連續(xù)域_離散化的數(shù)字化設計基本原理及步驟；連續(xù)控制器的離散化方法：一階前向、后向差分近似法、Tustin變換法、匹配 z變換法；數(shù)字PID控制、時滯補償控制等。.連續(xù)域一離散化設計的步驟如下：第1步：根據(jù)系統(tǒng)的性能選擇采樣頻率，設計抗混疊前置濾波器。第2步：考慮ZOH的相位滯后，根據(jù)性能指標和連續(xù)域設計方法，設計數(shù)字控制算法的等 效傳遞函數(shù)Ddc(s)。-一如所取采樣頻率較高，可略去 ZOH的影響。第3步

12、：選擇合適的離散化方法，將Ddc(s)離散化，獲得脈沖傳遞函數(shù)D(z),使兩者性能盡量等效。第4步：檢驗計算機控制系統(tǒng)的閉環(huán)性能。如滿足指標要求，進行下一步；否則，重新設 計。改進設計的途徑有：-選擇更合適的離散化方法。-提Wj米樣頻率。-修正連續(xù)域設計，如增加穩(wěn)定裕度指標等。第5步：將D(z)變?yōu)閿?shù)字算法，在計算機上編程實現(xiàn)。2.離散化方法很多? 數(shù)值積分法(置換法)-一階向后差法-一階向前差法-雙線性變換法-修正雙線性變換法?零極點匹配法?保持器等價法?z變換法(脈沖響應不變法).數(shù)字PID的增量式算法1)較為安全。一旦計算機出現(xiàn)故障，輸出控制指令為零，執(zhí)行機構(gòu)的位置(如閥門的開度) 仍可

13、保持前一步的位置，不會給被控對象帶來較大的擾動。2)計算時不需進行累加，僅需最近幾次誤差的采樣值。增量式算法的實質(zhì)，就是根據(jù)誤差三個時刻采樣值，適當加權(quán)計算求得的，調(diào)整加 權(quán)彳t A、B C即可獲得不同的控制品質(zhì)和精度。.數(shù)字PID控制算法改進積分分離法遇限削弱積分法飽和停止積分法反饋抑制積分飽和法.微分算法的改進不完全微分的PID算式微分先行PID第四章計算機控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間設計， 離散系統(tǒng)的可控性與可達性；可觀性與可重構(gòu)性; 采樣系統(tǒng)的可控可觀性與采樣周期的關系； 狀態(tài)反饋設計；狀態(tài)觀測器設計；調(diào)節(jié)器設計。第五章 計算機控制系統(tǒng)的構(gòu)建，計算機控制系統(tǒng)的硬件組成與輸入/輸出接口；測試信號處

14、理與實時軟件編程；控制器算法的結(jié)構(gòu)編排；控制器算法的程序?qū)崿F(xiàn)。. 單板機、單片機、STD工控機、PC工控機和PLC構(gòu)成的計算機控制系統(tǒng)，稱它們?yōu)閱?機控制系統(tǒng)并不表示它們不能連成網(wǎng)絡，而是因為它們最初的應用都是以單機方式對生產(chǎn)過程實施控制，并且作為單機控制系統(tǒng)更能體現(xiàn)它們在計算機控制領域的優(yōu)勢。.什么是總線式計算機控制系統(tǒng)將各功能部分分別制做成獨立的模板，通過總線完成CPU對各模板的控制，這就是現(xiàn)今計算機控制系統(tǒng)廣泛采用的總線方案。.計算機控制系統(tǒng)使用標準總線后有如下好處(1)使用標準總線的計算機控制系統(tǒng)必然是模板結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)構(gòu)成靈活，可以根據(jù)工藝要求 方便地組成所需的控制系統(tǒng)。且維護十分方便。

15、(2)各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品 100對目互兼容，這樣在一個系統(tǒng)中可以將同一總線標準的不同 廠家的模板安裝在一個機箱中 (一個母槽中)，同樣可以在眾多廠家的產(chǎn)品中選擇最經(jīng)濟的、 最合適的模板。(3)基于某種標準總線的模板總是類型繁多，用戶的選擇余地很大.控制系統(tǒng)總線標準STD總線標準、PC總線標準、VME總線標準等.一種總線標準包含四部分內(nèi)容電氣特性、機械特性、功能特性、規(guī)程特性。.數(shù)據(jù)格式：數(shù)據(jù)傳送的常用格式有兩種：二進制碼和ASCII碼。.數(shù)據(jù)長度的確定：數(shù)據(jù)長度確定大致有三種方法：其一，按固定數(shù)據(jù)長度進行通訊，通訊時接收方和發(fā)送方各自獨立計數(shù)，此方法最簡單，但 靈活性太差。其二，發(fā)送方在數(shù)據(jù)

16、發(fā)送的結(jié)尾處發(fā)送特定字符，接收方受到該字符后， 得知數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢。其三，發(fā)送方在數(shù)據(jù)發(fā)送前先發(fā)送數(shù)據(jù)長度給接收方，接收方根據(jù)這一長度接收相應長度的數(shù)據(jù)。.數(shù)據(jù)校驗：盡管幾乎所有的串行通訊通道都有奇偶校驗功能，但僅靠字節(jié)的奇偶校驗通訊的可靠性是不能保證的，一般還加上異或校驗或和校驗，異或校驗就是發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時將所有數(shù)據(jù)進行異或處理，并將異或結(jié)果在通訊結(jié)束前發(fā)送給接收方，接收方將所收到的數(shù)據(jù)也做異或處理，然后與發(fā)送方送來的異或結(jié)果比較，確定通訊是否正確。和校驗與異或校驗相似，只是數(shù)據(jù)做累加處理。這兩種校驗方式的好處就是編程簡單，如果要追求更可靠的校驗方式，可選擇CRC , 一般在電廠控制

17、系統(tǒng)和某些危險的化工控制場合中應用.通訊中斷處理：由于串行通訊的速度較慢，如果在通訊過程中每向發(fā)送寄存器發(fā)送一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，CPU都循環(huán)等待該字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，再發(fā)送下一字節(jié)，直到全部數(shù)據(jù)發(fā)送完畢， 那么串行通訊就會占用大量的CPU時間，CPU將無法完成實時控制的工作。因此，通常下位機向上位機的定時通訊采用中斷方式，即每次發(fā)送寄存器中的數(shù)據(jù)發(fā)送完后，都向CPU發(fā)出中斷請求，CPU在串行中斷服務程序中將下一字節(jié)的數(shù)據(jù)送到發(fā)送寄存器。此外，下位機 CPU也可以采用一種查詢方式，CPU在進行完一輪控制運算后，查詢一下發(fā)送寄存器是否空，如空，向發(fā)送寄存器送下一字節(jié)數(shù)據(jù)，如不空，則進行下一輪控制運算。這

18、種查詢方式的缺點是上位機將花費大量的等待時間，或者上位機使用硬中斷，加大上位機的編程難度。 由于上位機向下位機的隨機通訊不是經(jīng)常進行，為了降低串行中斷服務程序設計的復雜程度，在工藝要求允許的情況下，此類通訊通常采用查詢方式.通訊緩沖區(qū)一定要建立專門的接收緩沖區(qū)和發(fā)送緩沖區(qū)，不要把接收的數(shù)據(jù)直接送到目標單元。再內(nèi)存允許的情況下，緩沖區(qū)盡量大一些。.工業(yè)PC機的基本結(jié)構(gòu).工業(yè)PC機用于工業(yè)控制的優(yōu)點? 可抗沖擊、振動，耐高溫。? 軟件編程方便。? 控制與管理充分集中。? 成本低廉、維護方便。? 模板種類眾多。? 操作簡單、易學。? 開放性好。.工業(yè)PC機的缺點和問題? 難于構(gòu)成大型控制系統(tǒng)。? 現(xiàn)

19、場接線不方便。? 擴展性不好。? 可靠性不是很高。? 硬盤和電源易發(fā)生故障。? 通常需要系統(tǒng)集成商支持。. 工業(yè)PC機與STD工業(yè)控制機相比不同之處在于工業(yè)PC機用硬盤存放程序，STD工業(yè)控制機一般使用EPROM存儲器。工業(yè)PC機應用時一般都使用彩色顯示器，STD工業(yè)控制機應用時一般不使用顯示器。工業(yè)PC機采用最通用的、功能很強的DOS操作系統(tǒng)和 Windows環(huán)境，STD工業(yè)控制機使用的監(jiān)控程序隨 CPU的不同而不同。.怎樣建立一個 PC控制系統(tǒng)？? 確定系統(tǒng)任務? 提出系統(tǒng)的功能描述?在系統(tǒng)的功能描述中，應明確規(guī)定目標系統(tǒng)要干些什么，一般應包括如下內(nèi)容：? (1)信號的處理功能。信號的等級

20、、類別、性質(zhì)等。? (2)控制功能。各個控制回路的組成、品質(zhì)、參數(shù)。? (3)管理功能。明確采用何種輸出方式、格式。? (4)報警功能。信號越限報警(聲、光)。? 設備選型及安裝設計? 開發(fā)用戶控制程序? 系統(tǒng)測試? 功能修改和優(yōu)化.單片機的特點1單片機片內(nèi)存儲器容量較小。一般ROM小于4/8K字節(jié)，RAM小于256字節(jié)。2由于單片機是按工業(yè)標準來設計的，所以具有較高的可靠性。3系統(tǒng)易于擴展。4控制功能強。如轉(zhuǎn)移指令，I/O 口的邏輯操作指令，位處理操作指令等。一般單片機內(nèi)無監(jiān)控程序或操作系統(tǒng)，只存放用戶調(diào)試好的用戶程序，但近年來開始 出現(xiàn)了在片內(nèi)固化有 BASIC解釋程序及FORTH臊作系統(tǒng)

21、的單片機。一般單片機不具有自開發(fā)的能力，要借助于開發(fā)工具進行用戶程序開發(fā)和系統(tǒng)調(diào)試。.單片機在控制領域的應用 ：13應用于智能化儀器、儀表及執(zhí)行器，這類應用一般比較簡單，主要實現(xiàn)信號采集，信 號處理，顯示，以及信號輸出等功能，充分利用單片機體積小和成本低的優(yōu)點。開發(fā)此類產(chǎn) 品的關鍵點是如何解決現(xiàn)場供電問題，現(xiàn)場防水、防塵、抗振、抗電磁干擾問題，以及盡可 能縮小體積降低成本的問題。而硬件線路設計與軟件編程往往要簡單多了。R2應用于中大型控制系統(tǒng)的智能接口板中。有很多集散控制系統(tǒng)，它們的I/O接口模板均通過使用單片機設計成智能I/O板，優(yōu)點是：降低控制器主CPU的負擔。提高系統(tǒng)自檢能力和故障報警能

22、力。降低軟件開發(fā)難度。R3X構(gòu)成單回路或多回路控制器，此時的單片機從控制的角度來看才算是真正成為了主角。在一個回路控制器中， 必然有輸入通道和輸出通道，有控制算法，這一切都是由單片機控制完成，最常見的是單回路溫度控制器。.PLC的特點：? 可靠性高，抗干擾能力強。?接口模塊功能強、品種多。?適應性強，使用面廣。?編程方法簡單、直觀。? 體積小、重量輕、功耗低。.PLC的功能：? 開關量控制 一一替代傳統(tǒng)的繼電器；?模擬量控制一一可利用各種A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊實現(xiàn)；?定時控制與計數(shù)控制；?高級控制一一可實現(xiàn)各種運動控制；?數(shù)據(jù)處理 一一具備整數(shù)運算指令，某些 PLC還具備實數(shù)運算指令；?自診斷

23、功能 一一PLC能對電源、各模塊、程序語法、運行狀態(tài)等進行自診斷并顯示，在發(fā)生異常時能自動終止運行；? 通信聯(lián)網(wǎng)功能一一可將多臺PLC連接起來，也可將 PLC與其它計算機構(gòu)成多級分 布式控制系統(tǒng)；? 其它功能 一一可通過相應模塊實現(xiàn)顯示和打印功能。.PLC的應用：PLC已經(jīng)廣泛應用于汽車、鋼鐵、礦山、石油、電力、化工、建材、機械制造、輕紡工業(yè)、 交通運輸、環(huán)境保護等各行各業(yè)。隨著PLC性能價格比的不斷提高，一些使用其他計算機控 制的場合，也漸漸地轉(zhuǎn)向使用PLC PLC的應用范圍在不斷擴大。. PLC各組成部分的作用.中央處理器模塊(簡稱 CPU或CPU單元) TOC o 1-5 h z 作為整

24、個PLC的核心，起著總指揮的作用。具體功能是：CPU接收從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)并送人存儲器存儲；(2)監(jiān)視電源、PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)等；(3)診斷編程過程中的語法錯誤，對用戶程序指令進行編譯；(4)PLC進入運行狀態(tài)后，從用戶程序存儲器中逐條讀取指令，并執(zhí)行該指令；(5)采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存人指定的寄存器中；(6)按程序進行處理，根據(jù)運算結(jié)果，更新有關標志值的狀態(tài)和輸出狀態(tài)或數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容；(7)根據(jù)輸出狀態(tài)或數(shù)據(jù)寄存器的有關內(nèi)容，將結(jié)果送到輸出接口；(8)響應各種外圍設備(如編程器、鍵盤、顯示器、打印機等)的請求。.存儲器CMOS-SRAMEPROMEEPRO

25、M.輸入/輸出模塊.網(wǎng)絡通信接口模塊.電源模塊.編程器PLC的技術(shù)指標.輸入/輸出點數(shù)是指PLC外接輸入/輸出的最大端子路數(shù)。由于PLC是可裝配式結(jié)構(gòu)，因此，同一型號的車入/輸出點數(shù)可大可小，輸入點數(shù)與輸出點數(shù)可以不同。這是最重要的一項技術(shù)指標。 2 .掃描速度一般以執(zhí)行1000步所需時間作為一個單位，記ms/kstep ,有時也以執(zhí)行一步的時間來計算，記s/step).內(nèi)存容量這是PLC能存放多少用戶程序的一項指標。在PLC中，用戶程序是按“步”(一般一條指令會包含若干步)來存放的，一 “步”占用一個地址單元，而一個地址單元為兩個字 節(jié)。如一個內(nèi)存容量為 30k步的PLC那么其內(nèi)存容量為 6

26、0KB。.內(nèi)部寄存器配置及容量PLC的內(nèi)部有大量一般的和特殊的寄存器，用以分別存放變量狀態(tài)、中間結(jié)果、定時計數(shù)、鏈接、索引等數(shù)據(jù)。它可給用戶提供許多特殊功能，以簡化整個系統(tǒng)的設計。因此, 內(nèi)部寄存器的配置及容量也是衡量PLC硬件功能的一個指標。.指令種類及條數(shù)這是衡量PLC軟件功能強弱的主要指標。PLC具有的指令種類及條數(shù)越多，則其軟件 功能越強，具體編程越靈活、越方便。PLC的分類PLC一般可按I/O點數(shù)和結(jié)構(gòu)形式來分類。按I/O總點數(shù)可分為超小型、小型、中型、大型、超大型五類。一般超小型PLC僅含幾十個I/O點，小型的含 256點以下，如FX2, FP1, GE-1, S5-100U等，中

27、型的I/O點數(shù) 在2562048之間，F(xiàn)P3, GE-m,S5-115U等，大型的I/O點數(shù)在20284096之間，如 FP5, GE-VI, S5-135U/150U 等，超大型的I/O點數(shù)則在 4096點以上，如 FP10/10SH。按結(jié)構(gòu)形式可分為：整體式模塊式第六章集散控制系統(tǒng)（DCS,內(nèi)容包括集散系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，分布式系統(tǒng)的特點與遞階層次。介紹幾種典型的集散控制系統(tǒng)產(chǎn)品，TDC-3000, S9000, CENTUM-XL系統(tǒng)以及國產(chǎn) HS-2000系統(tǒng)。以一種典型系統(tǒng)為例介紹組態(tài)軟件的功能和使用方法。計算機控制系統(tǒng)集中式控制計算機系統(tǒng)分散式計算機控制系統(tǒng)遞階控制系統(tǒng)分布式計算機控制

28、系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)DCS的產(chǎn)生過程1.儀表分散控制2.儀表集中控制3.計算機集中控制4.計算機集散控制控制三要素傳感器控制器執(zhí)行器儀表分散控制特點：分散于生產(chǎn)現(xiàn)場，自成體系，實現(xiàn)自治式的徹底分散控制。優(yōu)點：危險分散，一臺儀表故障只影響一個控制點。缺點：簡單的單回路控制；操作工奔跑于生產(chǎn)現(xiàn)場巡回檢查，不便于集中操作管理；只適用于幾個控制回路的小型系統(tǒng)。儀表類型氣動單元組合儀表電動單元組合儀表n型儀表信號： 010mADCm型儀表信號：420mADC組件組裝式儀表儀表集中控制的優(yōu)點：便于集中控制、監(jiān)視、操作和管理，危險分散，一臺儀表故障只影響一個控制回路。缺點：安裝成本高，消耗大量的管線和電線，調(diào)試

29、麻煩，維護困難，只適用于中、小型系統(tǒng)。計算機集中控制優(yōu)點：便于集中監(jiān)視、操作和管理，既可以實現(xiàn)簡單控制和復雜控制，也可以實現(xiàn)優(yōu)化控制，適用于現(xiàn)代化生產(chǎn)過程的控制。缺點：危險集中，一旦計算機發(fā)生故障，影響面比較廣，輕者波及1臺或幾臺生產(chǎn)設備，重者使全廠癱瘓。如果采用雙機冗余，則可提高可靠性，但成本太高，難以推廣應用。DCS的產(chǎn)生過程分散型控制的危險分散，安全性好，不便于集中監(jiān)視、操作和管理；集中型控制的危險集中，安全性差，便于集中監(jiān)視、操作和管理；模擬儀表僅實現(xiàn)簡單控制，各控制回路之間無法協(xié)調(diào)，難以實現(xiàn)中、大型系統(tǒng)的集中監(jiān)視、操作和管理；計算機可實現(xiàn)簡單及復雜控制，各控制回路之間統(tǒng)一協(xié)調(diào)，便于集

30、中監(jiān)視、操作和管理。設計思想分散控制集中管理設計原則分而自治綜合協(xié)調(diào)DCS構(gòu)成CS :控制站OS :操作員站ES :工程師站CNET控制網(wǎng)絡SCS :監(jiān)控計算機站CG :計算機網(wǎng)關4c技術(shù)：計算機(Computer)通信(Communication)屏幕顯示(CRT)控制(Control )DCS功能控制站：信號輸入輸出運算控制實現(xiàn)DDC功能操作員站：供工藝操作員對生產(chǎn)過程進行監(jiān)視、操作和管理，實現(xiàn)MMI功能。工程師站：供控制工程師進行組態(tài)，構(gòu)成DCS系統(tǒng)，生成控制回路和人機界面，對DCS硬件和軟件進行維護和管理。監(jiān)控計算機站：實現(xiàn)優(yōu)化控制實現(xiàn)自適應控制實現(xiàn)預測控制等等，先進控制算法完成SCm

31、能。計算機網(wǎng)關：實現(xiàn)DCS網(wǎng)絡與其它網(wǎng)絡的連接,實現(xiàn)網(wǎng)絡互連與開放。.集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)(Total Distributed Control System)是分布控制系統(tǒng)的一種類型，是綜合集中 監(jiān)控、操作管理和分“散”測量控制系統(tǒng)的簡稱，在體系結(jié)構(gòu)上與分布控制系統(tǒng)類似。1975年Honeywell公司首推的系統(tǒng)TDC-2000,因其集中監(jiān)視與分散控制相結(jié)合的特點而采用集散 控制系統(tǒng)這個名稱，因此在多數(shù)商品化的分布控制系統(tǒng)也常統(tǒng)稱集散控制系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)是專門為大型過程控制系統(tǒng)設計的，功能強、造價高，十分可靠。其主要特征是集中管理和分散控制。.集散控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)控制 網(wǎng)絡 管理.集散

32、系統(tǒng)最基本的結(jié)構(gòu)形式操作站操作站網(wǎng)絡控制站 控制站控制站.集散系統(tǒng)的特點與遞階層次(1)集散控制系統(tǒng)都是由操作站、控制站和數(shù)據(jù)通信總線等構(gòu)成的，用戶可依據(jù)被控系統(tǒng)的 大小和需要，選用或配置不同規(guī)模的集散控制系統(tǒng)。(2)集散控制系統(tǒng)都采用分布式結(jié)構(gòu)形式，控制和故障相對分散，從根本上提高了系統(tǒng)長期 連續(xù)運行的能力和抗故障的能力。(3)通過高速數(shù)據(jù)通信總線或局域網(wǎng)絡，把檢測、操作、監(jiān)視、管理等部分，有機地連接成一個整體，可以進行集中顯示和操作，從而使系統(tǒng)組態(tài)和操作更為方便，并且大大提高了排除系統(tǒng)故障及調(diào)整操作的速度。(4)集散控制系統(tǒng)的處理器、內(nèi)部總線、電源、控制用輸入輸出插件等多采用雙重配置，系統(tǒng)內(nèi)部有很強的自診斷功能。在集散控制系統(tǒng)的現(xiàn)場接口、人機接口、控制器等環(huán)節(jié)，采用