-雙位邏輯控制系統(tǒng)

1、 1.5 雙位邏輯控制系統(tǒng) 1.6 控制科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展 1.6.1 計算機(jī)控制系統(tǒng)的概述 1.6.1.1計算機(jī)控制系統(tǒng)的組成 以計算機(jī)為核心構(gòu)成的數(shù)字式控制系統(tǒng)，是通過數(shù)字運算完成各種功能的，其基本構(gòu)成如圖1.65。以微處理器為核心的各種智能化控制裝置都可以歸結(jié)到這一類控制系統(tǒng)中來。包括：工業(yè)計算機(jī)組成的系統(tǒng)；可編程序控制器組成的系統(tǒng)；智能化專用調(diào)節(jié)器組成的系統(tǒng)；單板機(jī)或單片機(jī)組成的系統(tǒng)；以及上述各類裝置混合組成的系統(tǒng)。 計算機(jī)控制系統(tǒng)以中央處理器CPU為核心構(gòu)成，包括參數(shù)采集?？刂七\算、信號輸出、顯示、記錄、儲存、打印等。(1)參數(shù)采集：在線檢測儀表將參數(shù)信號連續(xù)輸送給計算機(jī)。這種連續(xù)輸入

2、信號稱為模擬量，分為電流信號和電壓信號兩種模式，通常采用420mA、010mA、010V等規(guī)格。計算機(jī)特點是進(jìn)行數(shù)字運算，能識別離散量，稱為數(shù)字量。將輸入的模擬量經(jīng)過適當(dāng)變換，轉(zhuǎn)換為計算機(jī)能夠識別的數(shù)字量。實現(xiàn)這一過程的裝置稱為模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D轉(zhuǎn)換器)，它將連續(xù)模擬量調(diào)制為離散數(shù)字量，以二進(jìn)制方式傳送。(2) 運算控制：中央處理器(CPU)按照程序給定的控制算法(例如PID)，根據(jù)輸入?yún)?shù)的數(shù)字量進(jìn)行邏輯運算，得出控制信號輸出。(3)控制算法是根據(jù)控制過程的特點，人為選定并事先編程貯存在CPU中的。算法中涉及的各項特性參數(shù)也已事先整定好，貯存在CPU中供隨時調(diào)用。(4)信號輸出：計算機(jī)輸出

3、的控制信號是數(shù)字量，必須轉(zhuǎn)換變?yōu)槟M量后才能為執(zhí)行裝置接受。完成這一轉(zhuǎn)換的裝置就是數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(D/A轉(zhuǎn)換器)。D/A轉(zhuǎn)換的方向是由數(shù)字量至模擬量。例如后續(xù)執(zhí)行裝置接受信號為420mA，就應(yīng)選用輸出信號為420mA的D/A轉(zhuǎn)換器。這些模擬控制信號，指揮各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)(泵、閥等)，完成相應(yīng)調(diào)節(jié)功能。(5)外圍設(shè)備：除計算機(jī)控制系統(tǒng)主體之外，還可選配一些外圍設(shè)備配合使用，有顯示器、存儲記錄裝置、打印機(jī)等。(6)顯示器：可以圖形、數(shù)字、表格等形式反映控制過程、狀態(tài)，給操作人員提供參考。(7)存儲記錄裝置：磁盤或光盤，以數(shù)字形式貯存信息；磁帶等模擬記錄方式；紙帶或圖形記錄儀等，將生產(chǎn)過程參數(shù)變化直接以圖

4、形方式反映出來。(8)打印機(jī)：將當(dāng)前或以往的控制數(shù)據(jù)、圖表打印輸出，或按需要打印生產(chǎn)報表。 可編程控制器（PLC）：以微處理器為核心的數(shù)字化控制系統(tǒng)。 微電腦工業(yè)調(diào)節(jié)器：將上述各部分組合成一個固定的單元體，可直接接受、輸出模擬量。 這種工業(yè)調(diào)節(jié)器通?？山邮芑蜉敵鰩追N規(guī)格的模擬量，由用戶自行選擇，使用起來更加方便。 1.6.1.2計算機(jī)控制系統(tǒng)的典型應(yīng)用方式 （1）操作指示控制系統(tǒng) 計算機(jī)對各種參數(shù)進(jìn)行巡回檢測，并對測量結(jié)果作必要的處理，然后通過聲光信號或顯示、打印輸出數(shù)據(jù)，供操作人員參考，也可以轉(zhuǎn)儲或傳輸給上一級計算機(jī)。 計算機(jī)僅作為輔助的檢查測量工具和數(shù)據(jù)采集裝置。一般也將此系統(tǒng)稱作計算機(jī)監(jiān)

5、測系統(tǒng)。 （2）直接數(shù)字控制系統(tǒng)DDC 在DDC系統(tǒng)中，計算機(jī)對一個或多個被控物理量進(jìn)行巡回檢測，并根據(jù)規(guī)定的數(shù)學(xué)模型（控制規(guī)律）進(jìn)行運算，然后發(fā)出控制信號，直接控制被控對象。 一臺計算機(jī)可控制一個或多個回路。計算機(jī)可以依次對各個回路進(jìn)行檢測控制，從而較好地利用計算機(jī)資源。 （3）分級控制系統(tǒng) 一個工業(yè)生產(chǎn)過程可能規(guī)模較大或較為復(fù)雜，既存在控制問題、又存在管理問題，因此可采用執(zhí)行不同功能的各類計算機(jī)協(xié)調(diào)工作，形成分級控制系統(tǒng)。 例如城市供水系統(tǒng)的自動控制 （1）在工藝單元進(jìn)行直接數(shù)字控制； （2）在水廠進(jìn)行監(jiān)督控制，對各工藝環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)管理、收集數(shù)據(jù)； （3）在公司管理級負(fù)責(zé)整個供水系統(tǒng)的生產(chǎn)協(xié)調(diào)

6、、生產(chǎn)計劃、經(jīng)營決策等。 集散型控制系統(tǒng)集散型控制系統(tǒng)：計算機(jī)控制系統(tǒng)采用單元組合方式，根據(jù)：計算機(jī)控制系統(tǒng)采用單元組合方式，根據(jù)不同需要組合成一個完整系統(tǒng)。不同需要組合成一個完整系統(tǒng)。 按按“集中管理、分散控制集中管理、分散控制”方式進(jìn)行工作。方式進(jìn)行工作。 在各工藝單元，采用由微處理器構(gòu)成的基本控制器進(jìn)行直接在各工藝單元，采用由微處理器構(gòu)成的基本控制器進(jìn)行直接數(shù)字控制，只有必要信息送往上一級計算機(jī)，減少信息傳輸數(shù)字控制，只有必要信息送往上一級計算機(jī)，減少信息傳輸量，降低了對上級計算機(jī)要求，使系統(tǒng)可靠性大大提高，易量，降低了對上級計算機(jī)要求，使系統(tǒng)可靠性大大提高，易于采用單元組合方式、根據(jù)不

7、同需要，組合成一個完整系統(tǒng)，于采用單元組合方式、根據(jù)不同需要，組合成一個完整系統(tǒng)，形成所謂形成所謂分級分布式控制分級分布式控制，出現(xiàn)了，出現(xiàn)了分散型綜合控制系統(tǒng)分散型綜合控制系統(tǒng)或或分分散型微處理機(jī)控制系統(tǒng)散型微處理機(jī)控制系統(tǒng)，簡稱，簡稱集散集散式控制系統(tǒng)式控制系統(tǒng)。 衡量計算機(jī)控制系統(tǒng)質(zhì)量的兩個重要指標(biāo)：衡量計算機(jī)控制系統(tǒng)質(zhì)量的兩個重要指標(biāo)： 可靠性：可靠性：計算機(jī)系統(tǒng)能夠無故障運行的能力。具體評價指標(biāo)計算機(jī)系統(tǒng)能夠無故障運行的能力。具體評價指標(biāo)是是“平均故障間隔時間平均故障間隔時間”，發(fā)生故障的間隔時間越長，計算，發(fā)生故障的間隔時間越長，計算機(jī)系統(tǒng)可靠性越高。機(jī)系統(tǒng)可靠性越高。 可維護(hù)性：可維護(hù)性：指進(jìn)行維護(hù)時方便的程度。僅僅要求可靠性高是指進(jìn)行維護(hù)時方便的程度。僅僅要求可靠性高是不夠的，因為即使計算機(jī)的平均無故障時間間隔很長；一旦不夠的，因為即使