第1章 计算机控制系统 绪论
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计算机控制系统PPT_1
生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的 方式称为在线方式或联机方式；
生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制， 而是靠人进行联系并做相应操作的方式称为离线方式 或脱机方式。
②实时：指信号的输入、计算和输出都要在一定的时 间范围内完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的 速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时 机，控制也就失去了意义。
设备 口电路 作台
口电路
多路开关 A/D
D/A
多路开关
数字量输入数字量输出I/O 通道传感器及 变送器工
执行机构
业
对
象
信号检测
及变送
被控对象
2019/11/22
计算机控制系统的组成框图
第一章 绪 论
15
—计算机控制系统—
从本质上看，计算机控制系统的作用如下三个方面： ①实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量
2019/11/22
第一章 绪 论
36
—计算机控制系统—
1-2-5 计算机控制系统的分类
现场总线控制系统 工作站 — 现场智能仪表-智能电磁流量计
结构模式为：“工作 站一现场总线智能仪 表”二层结构，降低 了成本，提高了可靠 性，并且在统一国际 标准下可实现真正的 开放式互连系统结构。
2019/11/22
2019/11/22
第一章 绪 论
25
—计算机控制系统—
1-1-2 信号特点（7）
• 零阶保持器恢复信号的示意图
y
采样信号y(kT)
原信号y(t)
恢复信号yh(t)
t
2T 4T
6T
零阶保持器算式 yh(kT+t)=y(kT)
0≤t＜T, k=0, ±1,
第一章 计算机控制系统绪论new
这就要求自动化专业的学生通过本课程的学习掌握如 何利用计算机控制生产过程的基本概念,并基本掌握计 算机控制系统的分析设计与实现方法,计算机在工业过 程控制应用中的相关技术。
计算机控制系统
教材及参考书 《计算机工业控制》杨劲松 《现场总线控制》周明 《计算机控制系统》吴坚
中国电力出版社 中国电力出版社 武汉理工大学出版社
制造与自动化技术，能源技术，资源与环境技术 介入：课题申请指南，探索性强专题，以增强集成
创新能力和形成战略产品原型或技术系统为目标的 项目
2、学科地位与现实意义
(2)本课程在专业培养中的地位
“计算机控制系统”(计算机测控技术)是 自动化专业的一门主要专业课,课程涉及 面很广,知识集成度高,可以说其浓缩了自 动化专业的知识精华,在专业课程体系中 具有承上启下的作用，在专业课程体系 中起到中流砥柱的核心地位。
学好本课程的意义（2）
(2)知识体系：“计算机控制系统息[Information]
＋
控制[Control]；
＋
系统[System]！
（计算机是信息获取、处理、传输、利用、存储的重要手段 和工具）；
学好本课程的意义（3）
(3) 在专业培养中的地位：如前所述， “计算机控制系统”是自动化专业的一 门主要专业课,课程涉及面很广,知识集成 度高,可以说其浓缩了自动化专业的知识 精华,在专业课程体系中具有承上启下的 作用，在专业课程体系中起到中流砥柱 的核心地位。
计算机控制系统
(计算机测控技术)
1、课程体系结构与技术要点
前言
（1）计算机控制系统的理论、方法。
人机接口或 +
上一层控制器 -
信息控制
计算机控制系统
教材及参考书 《计算机工业控制》杨劲松 《现场总线控制》周明 《计算机控制系统》吴坚
中国电力出版社 中国电力出版社 武汉理工大学出版社
制造与自动化技术，能源技术，资源与环境技术 介入：课题申请指南，探索性强专题，以增强集成
创新能力和形成战略产品原型或技术系统为目标的 项目
2、学科地位与现实意义
(2)本课程在专业培养中的地位
“计算机控制系统”(计算机测控技术)是 自动化专业的一门主要专业课,课程涉及 面很广,知识集成度高,可以说其浓缩了自 动化专业的知识精华,在专业课程体系中 具有承上启下的作用，在专业课程体系 中起到中流砥柱的核心地位。
学好本课程的意义（2）
(2)知识体系：“计算机控制系统息[Information]
＋
控制[Control]；
＋
系统[System]！
（计算机是信息获取、处理、传输、利用、存储的重要手段 和工具）；
学好本课程的意义（3）
(3) 在专业培养中的地位：如前所述， “计算机控制系统”是自动化专业的一 门主要专业课,课程涉及面很广,知识集成 度高,可以说其浓缩了自动化专业的知识 精华,在专业课程体系中具有承上启下的 作用，在专业课程体系中起到中流砥柱 的核心地位。
计算机控制系统
(计算机测控技术)
1、课程体系结构与技术要点
前言
（1）计算机控制系统的理论、方法。
人机接口或 +
上一层控制器 -
信息控制
计算机控制系统第1章.
计算机体积减小，重量轻、成本下降；
随着对自动控制系统功能要求的不断提高，计算
机控制系统的优越性表现得越来越突出。
1.2 系统的典型类型
计算机控制系统所采用的形式与它所控制的生
产过程的复杂程度密切相关，不同的被控对象和不同
的要求，应有不同的控制方案。 或者说：由于A/D、 D/A通道的形式不同以及计 算机在系统中的地位、作用不同，计算机控制系统的 形式也是多种多样。
内容简介：
第一部分：计算机控制系统的概论 第二部分：硬件基础（输入/输出接口与过程通道） 第三部分：计算机控制系统的数学基础 第四部分：计算机控制系统的间接设计方法（数字 控制算法）
第五部分：计算机控制系统的直接设计方法（软件 设计方法） 第六部分：计算机控制系统的设计与实现
第一章பைடு நூலகம்绪论
何谓计算机控制？
• 操作指导控制系统 • 直接数字控制系统 • 计算机监督控制系统 • 集散控制系统 • 现场总线控制系统
• 工业过程计算机集成制造系统
1．操作指导控制系统（Operational Guide Control---OGC）
图1.4 操作指导系统结构图
它主要是侧重数据采集、处理，并为操作人员提供反映 生产过程工况的各种数据以及操作指导信息。
1.1.2. 计算机控制系统的工作原理
工作原理主要为：（1）实时数据采集--对来自测量变送装置的被
控量的瞬时值进行检测和输入。 （2）实时控制决策--对采集到的被控量进 行分析和处理，并按预定的控制规律，决定将要采取的控制策略。 （3）实时
控制输出--根据控制决策，实时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
在连续控制系统中，控制器通常都是由不同的电 路构成，并且一台控制器仅为一个控制回路服务。 在计算机控制系统中，一台计算机可同时控制多
计算机科学导论第一章绪 论ppt课件
在宾尼法尼大学诞生，命名EDVAC（埃德瓦克）. 存储原理、快240倍（1952核武器理论运算） 与此同时，同样类型的被称为EDSAC（埃德沙克）的 电子延迟存储自动计算机 由英国剑桥大学的 Maurice
Wilkes 制造产生.
28
国内第一台模拟电子计算机 1956年，东北大学教授李华天带领工作人员开发 研制出国内第一台模拟电子计算机。 全套设备占地面积 40 平方米，拥有 5 个 2.3 米高的
1930 普林斯顿大学客座教授， 1931 年他成
为美国普林斯顿大学的第一批终身教授
1933 年转到该校的高级研究所，成为最初 六位教授之一，并在那里工作了一生．
14
四个子系统 Four subsystems
基于冯诺依曼模型的计算机分为四个子系统: 存储器memory 、算术逻辑单元 arithmetic logic unit, 控制单元control unit、输入输出单元 input/output
17世纪，法国Blaise Pascal发明了 Pascaline. 一个用来进行加减运算的计算 机器。20世纪，尼克劳斯.澳思发明了一种结构化程序设计语言Pascal 17世纪后期，德国数学家Gottfried Leibnitz 发明了既能进行乘除又能加减 的更复杂的机器，该机器称为莱布尼茨之轮 Leibnitz’ wheel.
Figure 1.2 基于图灵模型的计算机：可编程数据处理器
9
Figure 1.3 相同的程序，不同的数据
10
Figure 1.4 相同的数据，不同的程序
11
通用图灵机 The universal Turing machine
通用图灵机是对现代计算机的首次描述， 该机器只要提供了合适的程序就能做任何计算。
Wilkes 制造产生.
28
国内第一台模拟电子计算机 1956年，东北大学教授李华天带领工作人员开发 研制出国内第一台模拟电子计算机。 全套设备占地面积 40 平方米，拥有 5 个 2.3 米高的
1930 普林斯顿大学客座教授， 1931 年他成
为美国普林斯顿大学的第一批终身教授
1933 年转到该校的高级研究所，成为最初 六位教授之一，并在那里工作了一生．
14
四个子系统 Four subsystems
基于冯诺依曼模型的计算机分为四个子系统: 存储器memory 、算术逻辑单元 arithmetic logic unit, 控制单元control unit、输入输出单元 input/output
17世纪，法国Blaise Pascal发明了 Pascaline. 一个用来进行加减运算的计算 机器。20世纪，尼克劳斯.澳思发明了一种结构化程序设计语言Pascal 17世纪后期，德国数学家Gottfried Leibnitz 发明了既能进行乘除又能加减 的更复杂的机器，该机器称为莱布尼茨之轮 Leibnitz’ wheel.
Figure 1.2 基于图灵模型的计算机：可编程数据处理器
9
Figure 1.3 相同的程序，不同的数据
10
Figure 1.4 相同的数据，不同的程序
11
通用图灵机 The universal Turing machine
通用图灵机是对现代计算机的首次描述， 该机器只要提供了合适的程序就能做任何计算。
计算机控制技术PPT课件
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机械自动化学院
4）连续控制系统中，给定值与反馈值的比较是连续进行 的，控制器对产生的偏差也是连续调节的。计算机控制 系统不是连续控制的，而是离散控制的。
5）连续控制系统中，一般是一个控制器控制一个回路。 计算机控制系统中，一个控制器分时控制多个回路。
6）采用计算机控制系统，如分级计算机控制系统、集散 控制系统、计算机网络控制系统等，便于实现控制与管 理的一体化，是工业企业的自动化程度进一步提高。
对采集到的被控变量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决 定将要采取的控制行为。
实时控制输出： 根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
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机械自动化学院
（2）在线方式和离线方式 ★ 在线方式或联机方式：生产过程和计算机直接连接，并受计算机
控制的方式。 ★ 离线方式或脱机方式：生产过程不和计算机相连，且不受计算机
键盘（功能键和数字键）
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机械自动化学院
软件部分：
系统软件 软件 应用软件
操作系统 语言加工系统
编编连辑译接程程、序序装配程序
诊断系统
调试程序 子程序库
控制程序
数据采集及处理程序
数据可靠性检查程序 A／D转换及采样程序 数字滤波程序
线性化处理程序
数据采集程序
巡回检测程序
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机械自动化学院
1.2 计算机控制系统的典型形式
1．操作指导控制系统
优点：结构简单，控制灵活和安全。
缺点：要由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。
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机械自动化学院
2．直接数字控制系统 （Direct Digital Control—DDC）
计算机控制技术期末复习资料 第二版 姜学军编著教材
计算机控制系统(期末复习资料)⏹ 第一章 绪论1、计算机控制系统的组成：由计算机（工业控制计算机）和工业对象（被控对象）组成。
2、计算机控制过程的3个步骤：实时数据采集；实时决策；实时控制。
3、过程输入输出通道：计算机和被控对象（或生产过程）之间设置的信息传递和转换的连接通道。
4、采样过程：在计算机控制系统中，信号是以脉冲序列或数字序列的方式传递的，把连续信号变成数字序列的过程；采样开关：实现采样的装置。
5、控制系统的稳态控制精度由A/D 、D/A 转换器的分辨率决定。
6、计算机控制系统是利用离散的信号进行控制运算。
7、香农采样定理：一个连续时间信号f(t)，设其频带宽度是有限的，其最高频率为ωmax(或fmax)，如果在等间隔点上对该信号f(t)进行连续采样，为了使采样后的离散信号f *(t)能包含原信号f(t)的全部信息量。
则采样角频率只有满足下面的关系：ωs ≥2ωmax8、采样保持器：将数字信号序列恢复成连续信号的装置。
9、零阶保持器所得到的信号是阶梯信号，它只能近似地恢复连续信号。
⏹ 第二章 Z 变换及Z 传递函数1、计算机控制系统属于闭环离散控制系统，它的输出量与输入量之间的关系可用差分方程来描述。
2、部分分式法3、常用信号的Z 变换单位脉冲信号： 单位阶跃信号： 单位速度信号： 指数信号：正弦信号： 4、常用Z 变换表5、连续系统是用微分方程描述的，离散系统是用差分方程描述的，差分方程是离散系统时域分析的基础，而计算机系统的本质是离散系统。
6、Z 传递函数：在零初始条件下离散系统的输出与输入序列的Z 变换之比。
)()(t t f δ=)(1)(t t f =tt f =)(at e t f -=)(t t f ωsin )(=7、Z 传递函数的物理可实现性：k 时刻的输出y(k)不依赖于k 时刻之后的输入，只取决于k 时刻及k 时刻之前的输入和k 时刻之前 的输出。
故G(z)是物理可实现的。
计算机控制系统课件第一章(10下)
1.1.1 计算机控制系统的基本组成
—计算机控制技术—
常规控制系统和计算机控制系统的比 前者连续不断地测量， 较：前者连续不断地测量，经过反馈及 补偿后对生产过程产生连续不断的控制。 补偿后对生产过程产生连续不断的控制。 后者是采样控制系统， 后者是采样控制系统，微机每隔一个采 样周期T才对被控参数进行一次测量， 样周期T才对被控参数进行一次测量，根 据一定控制规律计算出控制量后， 据一定控制规律计算出控制量后，去控 制生产过程。在两次采样时刻之间， 制生产过程。在两次采样时刻之间，微 机对被控制参数不测量， 机对被控制参数不测量，其输出控制量 自然也保持不变。 自然也保持不变。
1.1.1 计算机控制系统的基本组成
—计算机控制技术—
上述过程不断重复， 上述过程不断重复，使系统能够按 一定的动态品质指标进行工作， 一定的动态品质指标进行工作，并对被 控参数和设备是否出现异常情况进行监 以便作出迅速处理。 督，以便作出迅速处理。 所谓“实时”是指信号的输入、 所谓“实时”是指信号的输入、运 算处理和输出能在一定的时间内完成。 算处理和输出能在一定的时间内完成。 即要求微机对输入信号要以足够快的速 度进行测量和处理， 度进行测量和处理，并在一定的时间内 作出反应或产生相应的控制。 作出反应或产生相应的控制。超出了这 个时间就会失去控制时机。 个时间就会失去控制时机。
第一章 绪论 本章的主要内容： 本章的主要内容： 1.1 计算机控制系统概述 1.2 计算机控制系统的分类 1.3 计算机控制系统的发展方向 1.4 计算机控制理论
—计算机控制技术—
1.1 计算机控制系统概述 本节的主要内容： 本节的主要内容： 1.1.1 计算机控制系统的基本组成
—计算机控制技术—
它与闭环控制系统不同， 它的控制器直 它与闭环控制系统不同 ， 接根据给定信号去控制被控对象工作。 接根据给定信号去控制被控对象工作 。 被控制量在整个控制过程中对控制量不 产生影响。 与闭环控制系统相比， 产生影响 。 与闭环控制系统相比 ， 它的 控制性能较差。 控制性能较差。
计算机控制技术课后习题答案
计算机控制技术课后习题答案第一章绪论1.计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：P2(1)实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入(2)实时决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按预定的控制规律，决定将要采取的控制策略。
(3)实时控制：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
2 .计算机控制系统是由哪几部分组成？画出方块图并说明各部分的作用。
P3答：（1）计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。
（2）方块图如下图所示：图计算机控制系统的组成框图作用：①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。
其中系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序，它是支持软件及各种应用软件的最基础的运行平台；支持软件用于开发应用软件；应用软件是控制和管理程序；②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。
③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。
3. 计算机控制系统的实时性、在线方式、与离线方式的含义是什么？为什么在计算机控制系统中要考虑实时性？P2(1)实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。
(2)在计算机控制系统中要考虑实时性，因为根据工业生产过程出现的事件能够保持多长的时间；该事件要求计算机在多长的时间以内必须作出反应，否则，将对生产过程造成影响甚至造成损害。
4. 计算机控制系统有哪几种典型形式？各有什么主要特点？P4~7（1）操作指导系统（OIS）优点：结构简单、控制灵活和安全。
缺点：由人工控制，速度受到限制，不能控制多个对象。
（2）直接数字控制系统(DDC)优点：实时性好、可靠性高和适应性强。
（3）监督控制系统（SCC）优点：生产过程始终处于最有工况。
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2017/12/12
计算机控制技术
8
例2.计算机检测系统(1)
广 东 工 业 大 学
数据与 曲线显示 数据与 曲线打印
计算机控制系统（技术）
高速数据 采集卡
数据接受 与存储
数据处理 与记录
自 动 化 学 院
自 动 控 制 系 陈 玮
测氧 传感器
计算机系统
采集数据
历史数据
在线检测铜液中温度和氧含量的冶炼生产线 系统功能是将传感器检测的温度电势和氧电势信 号转换成数字信息送入计算机，计算机按照特定的 数学模型处理后，直接给出连续检测的铜液温度和 氧含量。
计算机控制系统（技术）
过程输入通道
人
自 动 化 学 院
自 动 控 制 系 陈 玮
2017/12/12
测量变送
......测量变送执 Nhomakorabea机构......
工 业 对 象
属于开环控制结构，是最早和最简单的计算机控制系统。 计算机的输出与生产过程的控制单元不直接发生联系， 控制动作实际上由操作人员接受计算机指示去完成。
①操作指导控制系统 ②直接数字控制系统DDC ③监督控制系统 SCC ④集散控制系统 DCS ⑤现场总线控制系统FCS ⑥计算机集成制造系统CIMS
自 动 化 学 院
自 动 控 制 系 陈 玮
2017/12/12
计算机控制技术
12
①操作指导控制系统(数据采集系统）（1）
广 东 工 业 大 学
数 字 计 算 机 CRT 打印机 报警
计算机控制系统（技术）
Computer Control System
计算机控制系统（技术）
广 东 工 业 大 学
课程总目标
学完本课程后，你应具有以下能力：
* 了解计算机控制系统的组成原则
自 动 化 学 院
自 动 控 制 系 陈 玮
* 了解计算机控制系统结构图
* 了解计算机控制系统设计的方法 * 熟悉控制系统应用程序设计方法 * 应用计算机控制技术解决一些实际应用问题
计算机控制技术
14
①操作指导控制系统（3）
广 东 工 业 大 学
数 字 计 算 机 CRT 打印机 报警
计算机控制系统（技术）
过程输入通道
人
自 动 化 学 院
自 动 控 制 系 陈 玮
测量变送
......
测量变送
执行机构
......
工 业 对 象
优点：结构简单，控制灵活、安全。 缺点：人工操作，速度受到限制，不能同时控制多 个对象。 适用领域：数据检测处理、试验新的数学模型、调 试新的控制程序。
2017/12/12
计算机控制技术
10
计算机控制系统（技术）
广 东 工 业 大 学
2.计算机控制系统分类
（1）按控制系统的功能及结构特点分类 （2）按控制规律分类
自 动 化 学 院
自 动 控 制 系 陈 玮
2017/12/12
计算机控制技术
11
计算机控制系统（技术）
广 东 工 业 大 学
（1）按控制系统的功能及结构特点分类
保持器
执行机构
数字 控制器
啤
D/A转换器 保持器 执行机构
酒
测量 A/D 转换器 多路采样 保持器 测量
罐
自 动 化 学 院
自 动 控 制 系 陈 玮
啤酒罐温度控制系统是多点温度控制系统
各点温度由测量电路转换成电压信号，由多路 开关、采样保持器巡回检测，各点温度经A/D转换 变成数字量送到计算机与给定值进行比较后，按照 一定的规律（PID）运算，输出控制量； 各控制量经过D/A转换、保持器、执行机构分 别控制啤酒罐相应各点的温度。
计算机控制系统（技术）
广 东 工 业 大 学
一、计算机控制系统分类
1. 典型的计算机控制系统 2. 计算机控制系统分类 3. 计算机控制系统的特点
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自 动 控 制 系 陈 玮
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计算机控制技术
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计算机控制系统（技术）
广 东 工 业 大 学
1. 典型的计算机控制系统
计算机控制技术
13
①操作指导控制系统（2）
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数 字 计 算 机 CRT 打印机 报警
计算机控制系统（技术）
过程输入通道
人
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测量变送
......
测量变送
执行机构
......
工 业 对 象
计算机根据一定的控制算法，依据过程输入通道输入的由 测量元件测得的信号数据，计算出供操作人员选择的最优操 作条件及操作方案。 操作人员根据计算机的输出信息，如CRT显示图形或数据、 打印机输出等去改变调节器的给定值或直接操作执行机构。
计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工 业控制计算机，简称工控机），来实现生产过程自 动控制的系统。
典型的计算机控制系统实例
自 动 化 学 院
自 动 控 制 系 陈 玮
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计算机控制技术
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例1.啤酒罐计算机温度控制系统
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D/A转换器 温度控制 ＋
－
计算机控制系统（技术）
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计算机控制技术
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计算机控制系统（技术）
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课程安排
1、教学学时 40学时 其中： 理论教学 30学时 实验 8学时 考试 2学时 2、课程设计 1周
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自 动 控 制 系 陈 玮
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计算机控制技术
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计算机控制系统（技术）
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参考书目
1.《微型计算机控制技术》 黄勤等编著 机械工业出版社 2011年 2. 《微型计算机控制技术（第二版）》 于海生等编著 清华大学出版社 2009年 3. 《计算机控制系统》 吴坚等编著 武汉理工大学出版社 2001
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例2.计算机检测系统(2)
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数据与 曲线显示 数据与 曲线打印
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高速数据 采集卡
数据接受 与存储
数据处理 与记录
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测氧 传感器
计算机系统
采集数据
历史数据
由于该系统的信号采集与处理都是在计算机完 成的，不需要专用的二次仪表。 系统响应快，实时性好、可靠性高，且直观和 稳定，为在线控制铜液中的氧含量提供了手段。
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计算机控制系统（技术）
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第一章 计算机控制系统概论
一、 计算机控制系统分类 二、 计算机控制系统原理和组成 三、 计算机控制系统的性能及其指标 四、 计算机控制系统的发展与展望 本章主要内容 作业
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例2.计算机检测系统(1)
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数据与 曲线显示 数据与 曲线打印
计算机控制系统（技术）
高速数据 采集卡
数据接受 与存储
数据处理 与记录
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测氧 传感器
计算机系统
采集数据
历史数据
在线检测铜液中温度和氧含量的冶炼生产线 系统功能是将传感器检测的温度电势和氧电势信 号转换成数字信息送入计算机，计算机按照特定的 数学模型处理后，直接给出连续检测的铜液温度和 氧含量。
计算机控制系统（技术）
过程输入通道
人
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测量变送
......测量变送执 Nhomakorabea机构......
工 业 对 象
属于开环控制结构，是最早和最简单的计算机控制系统。 计算机的输出与生产过程的控制单元不直接发生联系， 控制动作实际上由操作人员接受计算机指示去完成。
①操作指导控制系统 ②直接数字控制系统DDC ③监督控制系统 SCC ④集散控制系统 DCS ⑤现场总线控制系统FCS ⑥计算机集成制造系统CIMS
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①操作指导控制系统(数据采集系统）（1）
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数 字 计 算 机 CRT 打印机 报警
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Computer Control System
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课程总目标
学完本课程后，你应具有以下能力：
* 了解计算机控制系统的组成原则
自 动 化 学 院
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* 了解计算机控制系统结构图
* 了解计算机控制系统设计的方法 * 熟悉控制系统应用程序设计方法 * 应用计算机控制技术解决一些实际应用问题
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①操作指导控制系统（3）
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数 字 计 算 机 CRT 打印机 报警
计算机控制系统（技术）
过程输入通道
人
自 动 化 学 院
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测量变送
......
测量变送
执行机构
......
工 业 对 象
优点：结构简单，控制灵活、安全。 缺点：人工操作，速度受到限制，不能同时控制多 个对象。 适用领域：数据检测处理、试验新的数学模型、调 试新的控制程序。
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2.计算机控制系统分类
（1）按控制系统的功能及结构特点分类 （2）按控制规律分类
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11
计算机控制系统（技术）
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（1）按控制系统的功能及结构特点分类
保持器
执行机构
数字 控制器
啤
D/A转换器 保持器 执行机构
酒
测量 A/D 转换器 多路采样 保持器 测量
罐
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啤酒罐温度控制系统是多点温度控制系统
各点温度由测量电路转换成电压信号，由多路 开关、采样保持器巡回检测，各点温度经A/D转换 变成数字量送到计算机与给定值进行比较后，按照 一定的规律（PID）运算，输出控制量； 各控制量经过D/A转换、保持器、执行机构分 别控制啤酒罐相应各点的温度。
计算机控制系统（技术）
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一、计算机控制系统分类
1. 典型的计算机控制系统 2. 计算机控制系统分类 3. 计算机控制系统的特点
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计算机控制技术
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计算机控制系统（技术）
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1. 典型的计算机控制系统
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①操作指导控制系统（2）
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数 字 计 算 机 CRT 打印机 报警
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过程输入通道
人
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测量变送
......
测量变送
执行机构
......
工 业 对 象
计算机根据一定的控制算法，依据过程输入通道输入的由 测量元件测得的信号数据，计算出供操作人员选择的最优操 作条件及操作方案。 操作人员根据计算机的输出信息，如CRT显示图形或数据、 打印机输出等去改变调节器的给定值或直接操作执行机构。
计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工 业控制计算机，简称工控机），来实现生产过程自 动控制的系统。
典型的计算机控制系统实例
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例1.啤酒罐计算机温度控制系统
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D/A转换器 温度控制 ＋
－
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课程安排
1、教学学时 40学时 其中： 理论教学 30学时 实验 8学时 考试 2学时 2、课程设计 1周
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参考书目
1.《微型计算机控制技术》 黄勤等编著 机械工业出版社 2011年 2. 《微型计算机控制技术（第二版）》 于海生等编著 清华大学出版社 2009年 3. 《计算机控制系统》 吴坚等编著 武汉理工大学出版社 2001
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例2.计算机检测系统(2)
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数据与 曲线显示 数据与 曲线打印
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高速数据 采集卡
数据接受 与存储
数据处理 与记录
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测氧 传感器
计算机系统
采集数据
历史数据
由于该系统的信号采集与处理都是在计算机完 成的，不需要专用的二次仪表。 系统响应快，实时性好、可靠性高，且直观和 稳定，为在线控制铜液中的氧含量提供了手段。
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第一章 计算机控制系统概论
一、 计算机控制系统分类 二、 计算机控制系统原理和组成 三、 计算机控制系统的性能及其指标 四、 计算机控制系统的发展与展望 本章主要内容 作业
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