集散式控制系統(tǒng)原理培訓

第一節(jié)半導體技術導體技術的發(fā)展1、什么是半導體1導體技術的發(fā)展2、半導體的發(fā)現(xiàn)3、半導體發(fā)展史4、半導體發(fā)現(xiàn)的意義

真空管

半導體

2導體技術的發(fā)展集成電路3半導體器件與半導體工作的基本原理

（1）PN結4半導體器件與半導體工作的基本原理（2）二極管（3）二極管的類型a)點接觸型

b)面接觸型

c)平面型

5二極管的伏安特性

2CP10硅二極管

2AP2鍺二極管

6半導體器件與半導體工作的基本原理（4）晶體三極管NPN型

PNP型

7半導體器件與半導體工作的基本原理三極管電流實驗分配接線

8半導體器件與半導體工作的基本原理（5）MOS場效應管也稱金屬氧化物半導體場效應管

分為耗盡型和增強型

9半導體器件與半導體工作的基本原理（6）晶閘管結構：四層半導體、三個PN結晶閘管的結構

10半導體器件與半導體工作的基本原理晶閘管的等效電路圖

11半導體器件與半導體工作的基本原理

(7)

集成電路三次變革：1、以加工制造為主導的IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初級階段。2、Foundry公司與IC設計公司的崛起。3、IC產(chǎn)業(yè)跨入以競爭為導向的高級階段。12半導體器件與半導體工作的基本原理(8)微處理器（CPU）是一種大規(guī)模集成電路

13半導體制造過程

14第二節(jié)電力電子技術

電力電子學是從電工學分支出來的，是由電力系統(tǒng)、控制理論和電子學等學科發(fā)展起來的新型邊緣性學科。電力電子學的特點是具有很強的應用性和與其他學科的交叉融合性，也是電力電子學的基礎理論和應用技術在短短的幾十年間得以飛速發(fā)展的一個重要因素。15電力電子學定義與應用1、定義電力電子技術的Newell定義

16電力電子學定義與應用電力電子技術的新定義17電力電子學定義與應用2、電力電子技術的構成

電力半導體器件、電力電子成套裝置及控制理論構成。18電力電子學定義與應用3、電力電子技術的應用范圍

1．在電力系統(tǒng)中的應用發(fā)電環(huán)節(jié)、輸配電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)等方面。飛輪儲能系統(tǒng)19電力電子學定義與應用2.在電機調(diào)速傳動中的應用20電力電子學定義與應用3．在工業(yè)生產(chǎn)供電電源中的應用

21電力電子學定義與應用4．在汽車工業(yè)中的應用電子開關替代傳統(tǒng)的機械開關無觸點點火

電子自動變速

改造直流電源系統(tǒng)電子監(jiān)控

2223電力電子學定義與應用5．在航天及國防中的應用6．在民用與消費品方面的應用24電力電子學定義與應用4、電力電子技術的作用電力半導體器件

25電力電子學定義與應用家庭領域

工業(yè)自動化環(huán)保方面

26電力電子器件

電力整流管

27電力電子器件普通晶閘管及其派生器件

28電力電子器件全控型電力電子器件

門極可關斷晶閘管（GTO）

大功率晶體管

29雙極型靜電感應晶體管（BSIT）

功率場效應晶體管

30大功率晶體管（GTR）

31電力電子器件復合型電力電子器件

絕緣門極雙極型晶體管（IGBT）

32MOS控制晶閘管（MCT）

33電力電子器件功率集成電路（PIC）

34電力電子技術在各個領域中的應用（一）功率變換技術

電能的變換形式

35電力電子技術在各個領域中的應用典型的整體電源結構

36電力電子技術在各個領域中的應用直流分布結構示意圖

37電力電子技術在各個領域中的應用（二）電力系統(tǒng)中的電力電子技術1．電磁兼容、諧波抑制及電力質(zhì)量控制2．在柔性交流輸電中的應用3．在高質(zhì)量供電方面的應用38電力電子技術在各個領域中的應用交流分布電源結構（ACDPA）

39電力電子技術在各個領域中的應用電容負載三相不控整流器電流波整形技術拓撲

40電力電子技術在各個領域中的應用常規(guī)12脈電力電子系統(tǒng)

41電力電子技術在各個領域中的應用裝UPFC的系統(tǒng)結構

42電力電子技術在各個領域中的應用柔性配電系統(tǒng)的控制元件構成圖

43電力電子技術的發(fā)展

新器件44電力電子技術的發(fā)展21世紀電力電子的研究與發(fā)展的重點

能源、環(huán)保、信息與通信、生命科學、生產(chǎn)、材料、交通

45第三節(jié)計算機的發(fā)展與應用計算機的發(fā)展

46計算機的發(fā)展

計算機硬件結構

47計算機的發(fā)展模型計算機CPU內(nèi)部邏輯示意圖

48第四節(jié)計算機控制系統(tǒng)計算機控制=計算機技術+自動控制理論+通訊技術+網(wǎng)絡技術特點：1.用軟件可以實現(xiàn)復雜的控制規(guī)律；2．可以顯示、存儲、打印系統(tǒng)的運行狀態(tài)，具有報警功能，人機接口功能；3．控制規(guī)律可以很方便的改變；4．通訊組網(wǎng)功能。

49計算機控制系統(tǒng)單回路常規(guī)控制系統(tǒng)

50計算機控制系統(tǒng)單回路計算機控制系統(tǒng)

51計算機控制系統(tǒng)的組成

計算機控制系統(tǒng)原理圖

52計算機控制系統(tǒng)的組成軟件部分計算機控制系統(tǒng)硬件部分控制計算機主機、外設、系統(tǒng)總線生產(chǎn)過程輸入輸出通道人—機聯(lián)系設備、通信設備

現(xiàn)場儀表（測量傳感器、執(zhí)行機構等）

操作系統(tǒng)匯編或高級語言、過程控制語言通信網(wǎng)絡軟件、診斷程序等

系統(tǒng)軟件

應用軟件過程輸入/輸出程序、過程控制程序人機接口程序、打印顯示程序各種公共子程序歷史數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫53計算機控制系統(tǒng)的分類

操作指導控制系統(tǒng)組成框圖

54操作指導控制系統(tǒng)

操作指導控制系統(tǒng)的特點:

（1）結構簡單，控制靈活和安全；（2）可減少大量常規(guī)顯示、記錄儀表；（3）無輸出過程通道；（4）人工操作，速度受到限制，不易控制多個對象。55操作指導控制系統(tǒng)計算機巡回檢測系統(tǒng)

56操作指導控制系統(tǒng)計算機直接數(shù)字控制（DDC）系統(tǒng)

57計算機直接數(shù)字控制（DDC）系統(tǒng)

DDC系統(tǒng)實例框圖

58計算機直接數(shù)字控制（DDC）系統(tǒng)DDC控制的特點：（1）系統(tǒng)直接控制生產(chǎn)過程，屬閉環(huán)控制；（2）可控制多個回路；（3）可實現(xiàn)靈活的控制算法，改變軟件即可；（4）對計算機要求實時性好、可靠性高。59

計算機監(jiān)督控制（SCC）系統(tǒng)

SCC+模擬調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)

60計算機監(jiān)督控制（SCC）系統(tǒng)SCC+DDC控制系統(tǒng)

61計算機監(jiān)督控制（SCC）系統(tǒng)分級計算機控制系統(tǒng)層次結構

62計算機監(jiān)督控制（SCC）系統(tǒng)集散型計算機控制系統(tǒng)

63計算機集散控制系統(tǒng)（DCS）

DCS定義：采用分散控制、集中操作、分級管理、分而自治和綜合協(xié)調(diào)的設計原則，把系統(tǒng)從上到下分為分散過程控制級、集中操作監(jiān)控級、綜合信息管理級，形成分級分布式控制。特點：①控制分散，顯示操作集中；②系統(tǒng)可靠性高。

64現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)結構模式為：“工