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操作指导控制系统--是基于数据采集系统的一 种开环结构。计算机根据采集到的数据以及工艺 要求进行最优化计算，计算出的最优操作条件， 并不直接输出控制被控对象，而是显示或打印出 来，操作人员据此去改变各个控制器的给定值或 操作执行器，以达到操作指导的作用。它相当于 模拟仪表控制系统的手动与半自动工作状态。 OGC系统的优点是结构简单，控制灵活和安全。 缺点是要由人工操作，速度受到限制，不能同时 控制多个回路。
★ 主机（单片机、CPU）
中央处理器（CPU）
内存储器(RAM和ROM)
★接口电路: 主机与外部设备、输入输出通道进行信息交换的桥梁
★过程输入/输出通道（计算机和控制过
程之间信息传递和变换的连接通道）
★外部设备
输入设备
输出设备
外存储器
模拟量输入通道AI
模拟量输出通道AO
开关量输入通道DI 开关量输出通道DO
计算机控制系统的工作原理
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；
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。
▪ 计算机控制系统原理组成—用控制计算机 代替图1-1的控制器，如图1-2所示；
闭环控制系统
f 干扰
r+ e 给定值 _ 偏差
控制器
z 测量值
u
控制作用
执行器
q
操纵变量
被控对象
y
被控量
测量变送器
图1-1(a) 闭环控制系统
闭环控制系统--闭环控制系统中，测量变送器对被控对象进行 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信号驱动执行器工作， 执行器产生的操纵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。
计算机闭环控制系统原理组成
控制计算机
生产过程
r+ e
给定值 - 偏差
计算机
u
q
y
D/A
执行器
被控对象
控制
操纵
被控量
作用
变量
z
A/D
测量变送器
测量值
计算机闭环控制图1系-图3 1统-计 2算 的计机算原控机制控理系 制统 组系原 统成理 原框 理-图 -图是把图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。
★ 离线方式或脱机方式：生产过程不和计算机相连，且不受 计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。
实时的含义
★ 实时：是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范 围内完成。 ★ 实时控制系统必定是在线系统。
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1.1 微型计算机控制系统的组成
显示终端 磁盘驱动器
软件
微 型 计 算 机
第一章 微型计算机控制系 统概述
本章主要内容
▪ 引言 ▪ 1.1 微机控制系统的组成 ▪ 1.2 微机控制系统的分类 ▪ 1.3 微机控制系统的发展概况及趋势
引言
计算机控制技术--是把计算机技术与自动化控制系统融为一体的 一门综合性学问，是以计算机为核心部件的过程控制系统和运 动控制系统。从计算机应用的角度出发，自动化控制工程是其 重要的一个应用领域；而从自动化控制工程来看，计算机技术 又是一个主要的实现手段。本书立足于工业自动化的领域，讨 论这种不同于普通计算机的计算机控制系统的结构组成、相关 技术及其工程应用。下图为一个制药车间的自动化生产流程。
★ 操作台
（CRT）显示器或(LED)数码显示器
键盘（功能键和数字键）
计算机控制系统的软件组成
软件是指能完成各种功能的计算机程序的总 和。它是微型计算机控制系统的神经中枢， 整个系统的工作都是在程序的指挥下进行 协调工作的。软件通常分为两大类：一类 是系统软件，另一类是应用软件。
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软件部分：
数据管理程序
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1.2 微机控制系统的分类
➢操作指导控制系统（ODC） ➢直接数字控制系统（DDC） ➢计算机监督系统（SCC） ➢分级计算机控制系统（DCS） ➢现场总线控制系统（FCS）
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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。
开环控制系统
r
给定值
控制器
u
控制作用
执行器
q
操纵变量
被控对象
y
被控量
(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 执行器去控制被控对象，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。
自动控制：在没有人直接参与的情况下，通过控制器使生产过 程自动地按照预定的规律运行。
计算机控制系统 ： 利用计算机来实现生产过程自动控制的系 统。
计算机控制系统概念
▪ 计算机控制系统是由常规仪表控制系统演 变而来的;
▪ 常规仪表组成的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;
接口
A\D
多路开关
变送器 传感器
接口
D\A
反多路开关
执行机构
生
产
对
接口
开关量输入
象
打印机
接口
实时 操作 时钟 台
开关量输出
通用外部设备 主机及操作台 接口
外部通道
检测及变送 控制对象
图1-3 微型计算机控制系统原理图 微机控制系统的组成：微型计算机、接口电路、外部通用设
备和工业生产对象等组成。
计算机控制系统的硬件组成
系统软件
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 子试 程程 序序 库
软件
应用软件
控制程序
数据可靠性检查程序
数据采集及处理程序 A数／字D滤转波换程及序采样程序
线性化处理程序
数据采集程序
巡回检测程序 越