计算机控制系统组成

摘要: 一、控制系统概念 1.自动控制：在没人直接参与的情况下，通过 控制器使生产过程自动地按预定规律运行。 2.自动控制系统：能够对被控对 象的工作状态进行自动控制的系统。 3.计算机控制系统：利用计算机实现生 产过程自动控制的 ...

一、控制系统概念

1.自动控制：在没人直接参与的情况下，通过控制器使生产过程自动地按 预定规律运行。

2.自动控制系统：能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统。 3.计算机控制系统：利用计算机实现生产过程自动控制的系统。

4.自动控制系统根据不同的控制要求，一般分成闭环控制（图 1-1a 所示） 与开环控制（图 1-1b 所示）两种结构形式： （1）闭环控制系统

图 1-1 a 闭环控制系统

闭环控制系统--闭环控制系统中，传感器对被控量进行检测，把被控量

（如温度、压力等物理量）转换成电信号再反馈到控制器中，控制器将此测

量值与给定值进行比较形成偏差输入，并按照一定的控制规律产生相应的控 制量驱动执行机构工作，执行机构产生的变量使被控对象的被控量跟踪趋近 给定值，从而实现自动控制稳定生产的目的。这种信号传递形成了闭合回 路，所以称此为按偏差进行控制的闭环反馈控制系统。 （2）开环控制系统

图 1-1 b 开环控制系统

开环控制系统--不同于闭环系统，它不需要被控对象的测量反馈信号，控 制器直接根据给定值驱动执行机构去控制被控对象，所以这种信号的传递是 单方向的。开环控制系统不能自动消除被控量与给定值之间的偏差，其控制 性能不如闭环系统。

（3）计算机闭环控制系统原理组成

图 1-2 计算机闭环控制系统

计算机闭环控制系统的原理组成--是把图 1-1 中的控制器用控制计算机即 微型计算机及 A/D（模/数）转换接口与 D/A（数/模）转换接口代替，由于计 算机采用的是数字信号传递，而一次仪表多采用模拟信号传递，因此需要有

A/D 转换器将模拟量转换为数字量作为其输入信号，以及 D/A 转换器将数字 量转换为模拟量作为其输出信号。 （4）计算机控制系统的监控过程步骤 几个常用术语

◆ 在线（Online）：计算机控制系统与生产设备直接相连 ◆ 离线（Offline）：计算机控制系统与生产设备断开

◆ 实时（Real time）：计算机输入、输出和计算都在规定时间内完成 ◆ 在线与实时的关系

— 一个在线系统不一定是实时系统 — 一个实时系统必定是在线系统

a.实时数据采集--对来自测量变送器的被控量的瞬时值进行采集和输入 ； b.实时数据处理--对采集到的被控量进行分析、比较和处理，按一定的控 制规律运算，进行控制决策；

c.实时输出控制--根据控制决策，适时地对执行器发出控制信号，完成监 控任务； 二、硬件组成

计算机控制系统硬件一般包括： 主机--CPU ＋RAM＋ROM＋系统总线 常规外部设备--输入/输出设备、外存储器等 过程输入输出通道—AI、AO、DI、DO 操作台—CRT、LED、LCD 等 通信设备—交换机、modem、集线器等 三、软件组成

硬件仅为计算机控制系统的躯体。要使计算机正确地运行解决各种问题， 必须为它编制软件。

所谓软件是指完成各种功能的计算机程序的总和，它是计算机控制系统的 神经中枢，整个系统的动作都是在软件程序指挥下协调工作的。

软件通常分为系统软件和应用软件两大类；系统软件一般由计算机厂家提 供，专门用来使用和管理计算机本身的程序；应用软件是用户针对生产过程 要求而编制的各种应用程序。