计算机控制系统的应用及发展
目录
第一章计算机过程控制系统的应用与发展 (2)
1.1 计算机过程控制系统的发展回顾 (2)
1.2 计算机过程控制系统的分类 (2)
1.3 计算机过程控制系统国内外应用状况 (6)
1.4 计算机过程控制系统的发展趋势 (7)
第二章国内油田计算机控制系统应用软件现状及发展趋势 (8)
2.1 基于PC总线的控制系统应用软件 (8)
2.2 基于各种PLC控制系统的应用软件 (8)
2.3 中小规模的DCS控制系统组态软件 (9)
2.4 计算机控制系统应用软件的发展趋势 (9)
第一章计算机过程控制系统的应用与发展
在石油、化工、冶金、电力、轻工和建材等工业生产中连续的或按一定程序周期进行的生产过程的自动控制称为生产过程自动化。生产过程自动化是保持生产稳定、降低消耗、降低成本、改善劳动条件、促进文明生产、保证生产安全和提高劳动生产率的重要手段，是20世纪科学与技术进步的特征，是工业现代化的标志。凡是采用模拟或数字控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制就称为过程控制。过程控制系统可以分为常规仪表过程控制系统与计算机过程控制系统两大类。随着工业生产规模走向大型化、复杂化、精细化、批量化，靠仪表控制系统已很难达到生产和管理要求，计算机过程控制系统是近几十年发展起来的以计算机为核心的控制系统。
1.1 计算机过程控制系统的发展回顾
世界上第一台电子数字计算机于1946年在美国问世。经历了十多年的研究，1959年世界上第一台过程控制计算机TRW-300在美国德克萨斯的一个炼油厂正式投入运行。这项开创性工作为计算机控制技术的发展奠定了基础，从此，计算机控制技术获得了迅速的发展。
回顾工业过程的计算机控制历史，经历了以下几个8寸期：
(1)起步时期(20世纪50年代)。20世纪50年代中期，有人开始研究将计算机用于工业过程控制。
(2)试验时期(20世纪60年代)。1962年，英国的帝国化学工业公司利用计算机完全代替了原来的模拟控制。
(3)推广时期(20世纪70年代。随着大规模集成电路(LSI)技术的发展，1972年生产出了微型计算机(mi—erocomputer)。其最大优点是运算速度快，可靠性高，价格便宜和体积小。
(4)成熟时期(20世纪80年代)。随着超大规模集成电路(VLSI)技术的飞速发展，使得计算机向着超小型化、软件固定化和控制智能化方向发展。80年代末，又推出了具有计算机辅助设计(CAD)、专家系统、控N*0管理融为一体的新型集散控制系统。(5)进一步发展时期(20世纪90年代)。在计算机控制系统进一步完善应用更加普及，价格不断下降的同时，功能却更加丰富，性能变得更加可靠。
1.2 计算机过程控制系统的分类
计算机控制系统的应用领域非常厂泛，计算机可以控制单个电机、阀门，也可以控制管理整个工厂企业；控制方式可以是单回路控制，也可以是复杂的多变量解耦控制、自适应控制、最优控制乃至智能控制。因而，它的分类方法也是多样的，可以按照被控参数、设定值的形式进行分类，也可以按照控制装置结构类型、被控对象的特点和要求及控制功能的类型进行分类，还可以按照系统功能、控制规律和控制方式进行分类。常用的是按照系统功能分类。
分为以下几类：
（1）基于PC总线的板卡与工控机的计算机控制系统：是一个典型的DDC控制系统
（2）基于数字调节器的计算机控制系统：
数字调节器是一种数字化的过程控制仪表，其外表类似于一般的盘装仪表，而其内部由微处理器、RAM、ROM、模拟量和数字量I/O通道、电源等部分构成的一个微型计算机系统。一般有单回路、2回路、4回路或8回路的调节器，控制方式除一般PID之外，还可组成串级控制、前馈控制等。
（3）基于PLC的计算机控制系统：
PLC是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物,是一种进行数字运算的电子系统，是能直接应用于工业环境下的特殊计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并具有较强的驱动能力，能够较好地解决工业控制领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。
（4）基于嵌入式系统的计算机控制系统
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统及用户应用程序等四部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。
应用嵌入式系统，要求针对特定应用、特定功能开发特定系统，即要求系统与所嵌入的应用环境成为一个统一的整体，具有紧凑、高可靠性、实时性好、低功耗等技术特点，因此就必须研究它的独特的设计方法和开发技术，这是嵌入式系统成为一个相对独立的计算机研究领域的原因。
（5）集散控制系统（DCS）
为满足大型工业生产要求，以微型计算机为基础，从综合自动化的角度，按分散控制、集中操作、综合管理和分而自治的设计原则而设计的一种集散型综合控制系统，广泛用于模拟量回路控制较多的行业，尽量将控制所造成的危险性分散，而将管理和显示功能集中。
先进的分散型控制系统将以CIMS/CIPS为目标，以新的控制方法、现场总线智能化仪表、专家系统、局域网络等新技术，为用户实现过程控制自动化相结合的管控一体化的综合集成系统。
（6）现场总线控制系统（FCS）
FCS（Fieldbus Control System）是一种以现场总线为基础的分布式网络自动化系统，它既是现场通信网络系统，也是现场自动化系统。
作为一种现场通信网络系统，FCS具有开放式数字通信功能，可与各种通信网络互连；作为一种现场自动化系统，FCS把安装于生产现场的具有信号输入、输出、运算、控制和通信功能的各种现场仪表或现场设备作为现场总线的节点，并直接在现场总线上构成分散的控制回路。
（7）计算机集成制造/过程系统（CIMS/CIPS）
CIMS是基于1973年美国Dr.Joseph Harrington《Computer Integrated Manufacturing》博士论文中提出的CIM概念而构成的一种现代制造系统。
1）企业生产的各个环节，即从市场分析、产品设计、加工制造、经营管理到售后服务的全部生产活动，彼此是紧密连接的，是一个不可分割的整体，应该在企业整体框架下统一考虑各个环节的生产活动；
2）整个生产过程的实质是一个数据的采集、传递和加工处理的过程，最终形成的产品可以看作是“数据”的物质表现。
它是以数据库为核心，任何终端都需通过企业内的控制局域网络和管理局域网络与数据库交换数据、信息、知识。数据库由实时数据库和关系数据库组成，实时数据库用来存储工业现场数据、系统运行状况信息、先进控制和过程优化指令等；关系数据库用于企业ERP层的支持，并可存放实时数据库中的永久性数据。管理局域网络对内与关系数据库连接，对外与Internet 连接，是企业管理信息化的物理载体。
1.3 计算机过程控制系统国内外应用状况
近十几年，过程控制系统发展非常迅速，由于集散控制系统是这一领域的主导发展方向，各国厂商都在这一市场不断推陈出新。美国和日本的产品代表两个主要的发展方向：美国厂商重点推出开放型集散系统，加速研制现场总线产品，推广应用智能变送器；日本厂商则着重发展高功能集散系统，从软件开发入手，挖掘软件工作的潜力，强调控制功能和管理功能的结合。
20世纪80年代，比较著名的大型集散控制系统新产品有：美国Honeywell公司的TDC一3000，Foxboro公司的VAS，Bailey公司的INn一9o，日本横河公司的CENTRUM— XL，英国Oxford Automation公司的SYSTEM一86，德国Siemens公司的TELEPERM系统等等。这些都属于第三代DCS，控制点可达到一万点以上，系统结构接近标准化，采用局域网技术。它的主要改变是在局域网络方面，采用了符合国际标准化组织ISO的OSI开放系统互连的参考模型。因此，在符合开放系统的各制造厂商产品间可以互相连接、互相通讯和进行数据交换，第三方的应用软件也能在系统中应用，从而使集散控制系统进入了更高的阶段。在2o世纪9o年代初，随着对控制和管理要求的不断提高，第四代集散控制系统以管控一体化的形式出现。它在硬件上采用了开放的工作站，使用mSc替代CISC，采用了客户机／服务器(Client／Server)的结构。在网络结构上增加了工厂信息网(Intranet)，并可与国际信息网(In．temeO 联网。在软件上则采用UNIX系统和X—Windows的图形用户界面，系统的软件更丰富。同时，在制造业，计算机集成制造系统(CIMS)
得到了应用，使人们看到了应用信息管理系统的经济效益。随着现场总线技术的出现，在世界上引起了广泛重视，各大仪表制造厂商纷纷在自己的DCS系统中融7、现场总线技术，推出现场总线控制系统及相应的现场总线仪表装置。第四代集散控制系统的典型产品有Honeywell公司的TPS控制系统，横河公司CENTE R— CS
控制系统，Foxboro公司l／AS 50／51系列控制系统，ABB公司Advant系列OCS开放控制系统等。这—代集散控制系统主要是为解决DCS系统的集中管理而研制，它们在信息的管理、通讯等方面提供了综合的解决方案。
1.4 计算机过程控制系统的发展趋势
计算机控制系统以其特有的优势和强大的功能，已在过程控制领域得到广泛的应用。同时，随着计算机软硬件技术和通讯技术的飞速发展，新的控制理论和新的控制方法也层出不穷。展望未来，它的发展趋势有以下几个方面。
(1)大力推广应用成熟的先进技术。普及应用具有智能VO模块的、功能强、可靠性高的可编程控制器(PLC)，广泛使用智能化调节器，采用以位总线(Bitbus)、现场总线(Fieldbus)技术等先进网络通讯技术为基础的新型DCS和FCS 控制系统。
(2)大力研究和发展智能控制系统。智能控制是一种无需人的干预就能够自主地驱动智能机器实现其目标的过程，也是用机器模拟人类智能的又一重要领域。智能控制系统的类型主要包括：分级梯阶智能控制系统、模糊控制系统、专家控制系统、学习控制系统、人工神经网络控制系统和基于规则的仿人工智能控制系统等。
(3)控制与管理结合，向低成本自动化(1ow CostAutomation，LCA)方向发展。LCA是一种以现代技术实现常规自动化系统中的主要的、关键的功能，而投资较低的自动化系统。在DCS和FCS的基础上，采用先进的控制策略，将生产过程控制任务和企业管理任务共同兼顾，构成计算机集成控制系统(ciPs)，可实现低成本综合自动化系统的方向发展。
总之，由于计算机过程控制在控制、管理功能、经济效益等方面的显著优点，使之在石油、化工、冶金、航天、电力、纺织、印刷、医药、食品等众多工业领域中得到广泛的应用。计算机控制系统将会随着计算机软硬件技术、控制技术和通讯技术的进一步发展而得到更大的发展，并深入到生产的各部门。
第二章国内油田计算机控制系统应用软件现状及发展趋
势
最近lO年来，随着计算机技术和大规模集成电路技术的飞速发展，特别是WINDOWS平台的出现、成熟和壮大．在该平台上涌现出许多优秀的应用软件。根据油田工艺过程和生产特点，国内油田控制系统的操作平台．大部分采用DOS或WINDOWS。近几年来，随着WINDOWS的大规模普及和性能的不断完善．已被大部分软件开发商认同。原先基于DOS的开发商逐渐在向WINDOWS转移。油田控制系统的硬件主要分为三大类：第一类是基于工业PC总线的控制系统；第二类是基于各种可编程逻辑控制器，简称PLC；第三类是中小型的DCS控制系统。下面基于以上三类主要硬件控制系统，简单介绍相应应用软件的现状及发展趋势
2.1 基于PC总线的控制系统应用软件
PC 总线是较早成功运用在油田的控制系统，相应的应用软件的种类很多，主要分为两类：通用的开发软件和专用的工控组态软件。通用的开发软件工具包括：汇编语言、C、BASIC等．用于DOS平台，汇编语言主要用于硬件ItO的输入、输出和有特殊要求的编程；BORLANDc+ +、MC++、VB、DELPHI等，用于WIND0WS 平台。在DOS平台上．应用软件通常是把用户的源代码和硬件供货商提供的I／O 驱动代码(一般是源代码方式或OBJ文件方式)，通过链接编译形成执行文件：该方式的缺点是软件开发者花费大量的时间和精力设计人机接口，但人机接口仍不够友好，同时程序的维护性和移植性均不好。在WIND—IWS平台上，硬件供货商提高了IlO板的各种驱动程序．如源代码、0BJ文件、l6位或32位的DLL、以及提供VB和DELPHI直接使用OCX控件等这样，开发者直接利用WINDOWS提供的良好人机界面和易于使用的驱动程序，如DLL和OCX控件。该方式的优点是开发效率高，特别是适合应用在有特殊控制算法和要求．且控制点较少的场合；缺点是当要求管理较大规模的数据量时，编程、维护和移植效率降低。
2.2 基于各种PLC控制系统的应用软件
PLC因其卓越的性能价格比在油田控制系统得到大规模的应用，如MODICON、SIEMENS、OM．RON、GE FANUC、AB等。使用PLC构成控制系统，一般涉及两套应用软件，即上位机软件和下位机软件。下位机软件一般与PLC硬件对应，不同的PLC有不同的下位机软件。通常使用一种叫梯形图的控制软件。例如，对于OMRON PLC，使用下位机软件为LSS (LADDER SuRPPORT S0兀wARE)；对于GE GANUC PLC，使用的软件为LMgO (LOGICMAS．TER 90)；对于MODICON，使用的软件为M0DS0FT 或CONCEPT；对于SIEMENS PLC，使用的软件为STEP'／等等。这些软件功能大同小异，一般均具有开关量的逻辑控制功能，如LD、OUT、AND、OR、DIFI~I、DIFD、COUNTE R和TIMER等等，其数学运算能力因CPU的能力不同雨不同。对于较复杂的顺序控制，可使用一种顺序功能图的开发组态软件SFC (Sequential Function Chart)或功能块图FBD(Function Block Diagram)。例如，GE GANUC和SIE—MENS
公司都提供了顺序功能图SFC的可选软件包，MODICON公司的CONCEPT软件则全部提供了SFC和FBD的功能。
2.3 中小规模的DCS控制系统组态软件
DCS系统主要用于油田规模较大、控制要求及可靠性较高的联合站、深度污水处理站和西部自动化要求较高的油田。使用的DCS系统多为HONFY．WELL公司生产的各种型号的DCS系统和英国欧陆DCS系统。这些系统的组态软件具有强大的组态功能，如SFC、CCC、FBD和梯形图软件。最重要是，均有一个上下位机统一的数据表，因此可根据不同的控制要求，采用最合适的组态编程方式，而变量可在不同的蛆态编程环境中直接引用，使用起来非常方便。但是，由于PLC技术的不断发展，特别是当各种软件技术如IEC1131、OPC技术的成熟，使得PLC控制系统的性能不断逼近DCS系统，而性能价格比要优越得多。
2.4 计算机控制系统应用软件的发展趋势
根据目前油田计算机控制系统应用软件的现状。计算控制系统应用软件发展趋势主要有以下几个方面：①由DOS平台向WINDOWS平台转移；②向标准化方向发展；③各种软件技术相互借鉴，相互发展；④向智能化开放性发展；⑤控制和管理系统集成；⑥网络技术和多媒体集成。DOS平台的单任务使其可靠性很高，今后在油田某些控制规模较小的系统仍会使用。由于WINDOWS良好的人机界面，标准化技术，如DLL、DDE、OCX和OLE等，强占式多任务技术和不断加强的可靠性。在油田得到越来越多的运用。从最近几年来看，计算机控制系统应用软件使用的平台几乎全部是WINDOWS 95tNT。DLLL、DDE是早期WINDOWS提供的标准化技术，如果提供一套DLL驱动程序，任何人均可使用它，且可获得较为一致的性能；DDE则是一种程序间实时交换数据的标准协议，几乎所有的组态软件提供DDE组件WINDOWS的图形化界面也是一种标准化技术；OPC技术是近几年发展起来的标准化技术。根据该技术，每一种硬件只需要一种OPC驱动程序，这必将降低软件的成本，而工程技术人员也只须掌握使用该驱动程序。IEC1131是针对PLC
的一种编程标准，对LD、lrxT、SFC 和FBD等编程语言规定严格的标准，它强化了PDe 件技术，使其软件性能非常按谴DCS系统的软件性能：而且，IEC1131提供了一种模拟仿真PLC的标准．使得PLC的离线调试性能更加完美 MODI．CON公司推出的PLCS组杰软件CONCEPT，该软件的LD、SFC和FBD语言功能非常强大，且使用统的变量声明。该软件提供的PLC仿真器，使得控制系统在连接I／O设备之前测试并修改控制程序，降低控制程序的调试时间。台湾研华的亚当5000系列控制器也推出了符合IEC1131的编程组态软件。
控制软件和管理软件的集成已成为面向2l世纪自动化领域的重大课题。软件基础技术的进步，诸如数据库管理系统、相关数据库、第四代计算机语言、计算机辅助工程、面对对象的编程技术以及计算机软件技术的开放性和标准化的发展，都为应用软件的集成提供技术支持。Hone)q~'ell Hi．spec So．1ution公司的Profimatics PIROS是集成信息系统技术的一个范例。它采用特定的应用软件包，将所有数据和信息集合在一个一致的结构中。这些软件包括有：过程监控、计算用NLP、调查、过程仿真、过程控制、实验室分析、灌区管理、财务系统等。
然后将这些信息提供给所有的职能部门，作为特定应用软件的输入。在此基础上，同时实现经营销售管理的自动化集成。网络技术己经逐渐成为现代信息技术韵主流。Intemet的最大优点在于资源共享和高速通讯。大多数的应用软件已经开发出专门的网上浏览器，如FIX、CIMPLICITY等等。通过该浏览器，在Intemet就可直接监控生产控制过程。同时这些软件也集成了各种多媒体技术，如FIX、CIMPuCITY支持语音功能和动画功能。
计算机控制系统的特点及其应用领域
第一章计算机控制系统的特点及其应用领域。 1.计算机控制系统的控制过程是怎样的? 计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤： (1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。 (2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。 (3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？ (1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。 (2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。 (3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。 3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 由四部分组成。 图1.1微机控制系统组成框图 (1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。 (2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。 (3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中操作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，
计算机控制系统课后习题附标准答案
1 计算机控制系统概述 习题参考答案 1.计算机控制系统的控制过程是怎样的? 计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤： (1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。 (2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。 (3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？ (1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。 (2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。 (3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。 3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 由四部分组成。 图1.1微机控制系统组成框图 (1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优
化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。 (2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。 (3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中操作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能。 (4)检测与执行机构 a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量，例如热电偶把温度转换成mV信号；压力变送器可以把压力转换变为电信号，这些信号经变送器转换成统一的计算机标准电平信号(0～5V或4～20mA)后，再送入微机。 b.执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构，它是微机控制系统中的重要部件，其功能是根据微机输出的控制信号，改变输出的角位移或直线位移，并通过调节机构改变被调介质的流量或能量，使生产过程符合预定的要求。例如，在温度控制系统中，微机根据温度的误差计算出相应的控制量，输出给执行机构(调节阀)来控制进入加热炉的煤气(或油)量以实现预期的温度值。常用的执行机构有电动、液动和气动等控制形式，也有的采用马达、步进电机及可控硅元件等进行控制。 4.微型计算机控制系统软件有什么作用？说出各部分软件的作用。 软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件及数据库。 (1)系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。对用户来说，系统软件只是作为开发应用软件的工具，是不需要自己设计的。系统软件包括： a.操作系统：即为管理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等； b.诊断系统：指的是调节程序及故障诊断程序； c.开发系统：包括各种程序设计语言、语言处理程序(编译程序)、服务程序(装 2
计算机控制系统的发展历程
浅谈计算机控制系统的发展 摘要：论述了计算机控制系统的发展历史及发展趋势，分析了计算机控制系统的组成部分及其特点。并且对当前计算机系统的发展情况做出评价。 关键词：计算机控制系统发展 1 引言 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）来实现工业过程自动控制的系统，并且是随着现代大型工业生产自动化的不断兴起而应运产生的综合控制系统，它紧密依赖于最新发展的计算机技术、网络通信技术和控制技术,在计算机参与工业系统控制的历史长河中扮演了重要的角色。 2 计算机控制系统的发展情况 在60 年代,控制领域中就引入了计算机。当时计算机的作用是控制调节器 的设定点，具体的控制则由电子调节器来执行, 这种系统称作是计算机监控系统。这种系统的调节器主要是采用了模拟调节器。系统中既有计算机又有调节器，系统复杂，投资又大。在60 年代末期出现了用一台计算机直接控制一个机组或一个车间的控制系统，简称集中控制系统，集中控制系统在计算机控制系统的发展过程中起到了积极作用。在这种控制系统中, 计算机不但完成操作处理,还可直接根据给定值、过程变量和过程中其它测量值，通过PID运算，实现对执行机构的控制, 以使被控量达到理想的工作状态。这种控制系统即常说的直接数字控制( DDC) 系统。计算机DDC 控制的基本思想是使用一台计算机代替若干个调节控制回路功能。最初发展时希望能够至少可以控制50个回路以上，这在当时对小规模、自动化程度不高的系统，特别是对具有大量顺序控制和逻辑判断操作的控制系统来说收到了良好的效果。 由于整个系统中只有一台计算机, 因而控制集中，便于各种运算的集中处理，各通道或回路间的耦合关系在控制计算中可以得到很好的反映，同时由于系统没有分层, 所有的控制规律均可直接实现。但是，如果生产过程的复杂，在实现对几十、几百个回路的控制时，可靠性难以保证，系统的危险性过于集中，一旦计
计算机控制系统
计算机控制系统期末试题 一、选择题（每题4分） 1.二阶系统的超调量与 C A.固有频率无关，阻尼比无关 B. 固有频率有关，阻尼比有关 C. 固有频率有关，阻尼比无关 D. 固有频率无关，阻尼比有关 2.连续控制系统的不稳定性条件是S平面的 D 部分。 A.单位圆内 B. 单位圆外 C. 左半 D.右半 3.计算机控制系统是以__A___为核心部件的自动控制系统。 A.计算机 B. 控制器 C. 转换器 D.保持器 4.下列哪个不是计算机控制系统控制过程的步骤？B A.数据采集 B. 数据转换 C. 计算机控制量 D.输出控制信号 5.下列哪个不属于计算机控制系统的过程输入通道。D A.温度 B. 压力 C. 流量 D.继电器 6. 单位阶跃输入下输出响应，经过_B___周期就稳定在设定值上。 A. T B.2T C 3T D.4T 7.低通滤波器可以让高于 A Hz虑掉。 A50 B. 60 C. 70 D.80 8.计算机控制系统稳定性条件是Z平面的___A___部分。 A单位圆内 B. 单位圆外C. 左半 D.右半 9.连续控制系统的稳定性条件是S平面的___C___部分。 A单位圆内 B. 单位圆外C. 左半 D.右半 10.下列属于共模干扰？D A电容的静电耦合 B. 长线传输的互感C.磁场耦合 D.变压器漏电 二、判断题（每题2分） 1. 输入输出通道时计算机控制系统的核心。（F） 2. 连续控制系统的传递函数分母式系统的特征多项式，代表系统的固有特性？（T） 3. 计算机的硬件对计算机控制系统的非常重要，管理计算机的程序及过程控制的应用程序。（F） 4. 被控对象可以是模拟量，不可以是开关量。（F） 5.一般采用多路通道共享采样/保持或模数转换器。（T） 6. 转速传感器的激励绕组与输出绕组之间在空间相差180°（F） 7. PID的积分环节经常单独使用。（F） 8. 空间辐射干扰中来自通道的干扰最大。（F） 9. 低通滤波器可让80Hz的工频信号无衰减地通过。（F） 10.计算机控制系统的分析与设计是以系统的数学模型为基础。（T） 三、简答题（每题5分） 1．传递函数的特点？ 答：1）传递函数的分母是系统的特征多项式，代表系统的固定特征；分子代表输入与系统的关系，而与输入量无关，因此传递函数表达了系统本身的固有特性。 2）传递函数不说明被描述系统的具体物理结构，不同的物理系统可能具有相同的传递函数。
微机控制技术的发展概况及趋势知识分享
微机控制技术的发展概况及趋势 微机控制技术是以微型计算机作为机电一体化的控制器，结合微型计算机的工作原理和接口设计，相应的控制硬件和软件以及它们的配合，实现对控制对象的控制的一门技术。它的发展离不开自动控制理论和计算机技术的发展，随着科学技术的发展，人们越来越多地用计算机来实现控制系统。 本文从计算机控制系统的发展历史，我国工业控制机及系统的发展应用，计算机控制系统的发展趋势，这几个方面来阐述微机控制技术的发展概况及相关趋势。 计算机控制系统在60年代引入控制领域当时计算机是控制调节器的设定点, 具体的控制则由电子调节器来执行, 这种系统称为计算机监控系统。在60 年代末期出现了用一台计算机直接控制一个机组或一个车间的控制系统,简称集中控制系统。这种控制系统即常说的直接数字控制(DDC)系统。计算机DDC 控制的基本思想是使用一台计算机代替若干个调节控制回路功能。这个控制系统由于只有一台计算机而且没有分层，所以非常有利于集中控制盒运算的集中处理，并且能得到很好的反映，并且，各个控制规律都可以直接实现。但是，如果生产过程复杂，则该系统的可靠性就很难保证了。系统的危险性过于集中, 一旦计算机发生故障, 整个系统就会停顿。[7] 70 年代随着电子技术的飞速发展,随着大规模集成电路的出现和发展, 集散控制系统（DCS）出现，之后在此基础上，随着生产发展的需要而产生了一种更新一代的控制系统，即分布式控制系统。典型的集散控制系统具有两层网络结构下层负责完成各种现场级的控制任务,上层负责完成各种管理、决策和协调任务。 90年代以来，随着各个学科的发展和交叉融合，随着现代大型工业生产自动化的不断兴起, 利用计算机网络作为控制工具的综合性控制系统，计算机集成系统（CIPS）应运而生。它紧密依赖于最新发展的计算机技术、网络通信技术和控制技术，并且终将成为未来控制系统的发展趋势。 我国工业控制发展的道路是比较曲折的，20世纪80年代末到90年代初，我国市场上大都是首先引进了成套设备，在引进成套设备的同时相继引进了各种工控系统，来填充国内在这方面的不足，90年代后，在我国一批科学家的带领下，我国逐渐有了自己设计的控制系统和装置，建立自己的实验室，生产出属于自己版权的产品，然后在原有技术的基础上进行二次开发和应用，从1997年开始，大陆本土的IPC厂商开始进入该市场，IPC也随之发展成了中国第二代主流工控机技术。[1] 目前国内的工控机供应渠道主要来源于中国台湾及内地的厂商，国外的产品（例如RADISYS、ROCKWELL、INTEL等）经过几年的市场拼杀后，由于成本高、价格高、服务难，现已完全退出国内市场。目前，国内的IT业研发、加工技术力量不断提升；各类芯片和各类器件、生产设备在国际市场基本可平等选购；软件资源的可移植性可节省大量的人力、物力。在这些有利条件下，国内一些厂商抓住机会快速崛起，利用本土综合竞争优势逐步将国外品牌挤出国内工控市场。某些企业以每年超过100%的资产增长速度，鼎立于国内的工控市场，而且
计算机控制系统及应用
山东大学 本科毕业论文论文题目：计算机控制系统及应用 姓名___________ 学院____山东大学___________ 专业____电气工程及其自动化___________年级___________ 指导教师_______________ 年月日
其执行控制功能的核心部件是数字计算机，是模拟和数字部件的混合系统。有连续模拟信号之外，还有离散模拟、离散数字等多种信号形式，由于计算机控制系统中除了包含连续信号外，在连续控制系统在本质上有许多不同，修改一个控制规律，只需修改软件，便于实现复杂的控制规律和对控制方案进行在线修改具有很大灵活性和适应性，具有高速的运算能力，一个控制器经常可以采用分时控制的方式而同时控制多个回路，采用计算机控制，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高。 关键词：计算机控制技术、系统、应用
目录 第一章计算机控制技术的概述--------------------------------------------------------------------------5 1、计算机控制的概念------------------------------------------------------5 2、计算机控制系统--------------------------------------------------------5 3、计算机控制系统的控制过程----------------------------------------------5 4、计算机控制系统的特点--------------------------------------------------6 5、计算机控制系统的组成--------------------------------------------------6 第二章计算机控制系统的典型应用方式--------------------------------------------------------------8 1、操作指导控制系统------------------------------------------------------8 2、直接数字控制系统（DDC）-------------------------------------------------8 3、监督控制系统（SCC）-----------------------------------------------------9 4、分散控制系统（DCS）----------------------------------------------------16 5、现场总线控制系统（FCS）------------------------------------------------16 第三章工业控制机 ---------------------------------------------------------------------------------------11 1、工业控制机的特点-----------------------------------------------------11 2、典型工业控制机介绍---------------------------------------------------12 第四章实例说明-------------------------------------------------------------------------------------------13
计算机控制系统的应用及发展
目录 第一章计算机过程控制系统的应用与发展 (2) 1.1 计算机过程控制系统的发展回顾 (2) 1.2 计算机过程控制系统的分类 (2) 1.3 计算机过程控制系统国内外应用状况 (6) 1.4 计算机过程控制系统的发展趋势 (7) 第二章国内油田计算机控制系统应用软件现状及发展趋势 (8) 2.1 基于PC总线的控制系统应用软件 (8) 2.2 基于各种PLC控制系统的应用软件 (8) 2.3 中小规模的DCS控制系统组态软件 (9) 2.4 计算机控制系统应用软件的发展趋势 (9)
第一章计算机过程控制系统的应用与发展 在石油、化工、冶金、电力、轻工和建材等工业生产中连续的或按一定程序周期进行的生产过程的自动控制称为生产过程自动化。生产过程自动化是保持生产稳定、降低消耗、降低成本、改善劳动条件、促进文明生产、保证生产安全和提高劳动生产率的重要手段，是20世纪科学与技术进步的特征，是工业现代化的标志。凡是采用模拟或数字控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制就称为过程控制。过程控制系统可以分为常规仪表过程控制系统与计算机过程控制系统两大类。随着工业生产规模走向大型化、复杂化、精细化、批量化，靠仪表控制系统已很难达到生产和管理要求，计算机过程控制系统是近几十年发展起来的以计算机为核心的控制系统。 1.1 计算机过程控制系统的发展回顾 世界上第一台电子数字计算机于1946年在美国问世。经历了十多年的研究，1959年世界上第一台过程控制计算机TRW-300在美国德克萨斯的一个炼油厂正式投入运行。这项开创性工作为计算机控制技术的发展奠定了基础，从此，计算机控制技术获得了迅速的发展。 回顾工业过程的计算机控制历史，经历了以下几个8寸期： (1)起步时期(20世纪50年代)。20世纪50年代中期，有人开始研究将计算机用于工业过程控制。 (2)试验时期(20世纪60年代)。1962年，英国的帝国化学工业公司利用计算机完全代替了原来的模拟控制。 (3)推广时期(20世纪70年代。随着大规模集成电路(LSI)技术的发展，1972年生产出了微型计算机(mi—erocomputer)。其最大优点是运算速度快，可靠性高，价格便宜和体积小。 (4)成熟时期(20世纪80年代)。随着超大规模集成电路(VLSI)技术的飞速发展，使得计算机向着超小型化、软件固定化和控制智能化方向发展。80年代末，又推出了具有计算机辅助设计(CAD)、专家系统、控N*0管理融为一体的新型集散控制系统。(5)进一步发展时期(20世纪90年代)。在计算机控制系统进一步完善应用更加普及，价格不断下降的同时，功能却更加丰富，性能变得更加可靠。 1.2 计算机过程控制系统的分类 计算机控制系统的应用领域非常厂泛，计算机可以控制单个电机、阀门，也可以控制管理整个工厂企业；控制方式可以是单回路控制，也可以是复杂的多变量解耦控制、自适应控制、最优控制乃至智能控制。因而，它的分类方法也是多样的，可以按照被控参数、设定值的形式进行分类，也可以按照控制装置结构类型、被控对象的特点和要求及控制功能的类型进行分类，还可以按照系统功能、控制规律和控制方式进行分类。常用的是按照系统功能分类。
计算机控制技术的发展及趋势
计算机控制技术的发展及趋势 张赟枫 自动化1304 0901130425 一、计算机控制技术的发展 1、第一代工业计算机控制技术 第一代工控机技术起源于20世纪80年代初期，盛行于80 年代末和90年代初期，到90年代末期逐渐淡出工控机市场，其标志性产品是STD总线工控机。STD总线最早是由美国Pro-Log公司和Mostek公司作为工业标准而制定的8位工业I/O总线，随后发展成16位总线，统称为STD80，后被国际标准化组织吸收，成为IEEE961标准。国际上主要的STD总线工控机制造商有Pro- Log、Winsystems、Ziatech等，而国内企业主要有北京康拓公司和北京工业大学等。STD总线工控机是机笼式安装结构，具有标准化、开放式、模块化、组合化、尺寸小、成本低、PC兼容等特点，并且设计、开发、调试简单，得到了当时急需用廉价而可靠的计算机来改造和提升传统产业的中小企业的广泛欢迎和采用，国内的总安装容量接近20万套，在中国工控机发展史上留下了辉煌的一页。 2、第二代工业计算机控制技术 1981年8月12日IBM公司正式推出了IBM PC机，震动了世界，也获得了极大成功。随后PC机借助于规模化的硬件资源、丰富的商业化软件资源和普及化的人才资源，于80年代末期开始进军工业控制机市场。美国著名杂志《CONTROL ENGINERRING》在当时就预测“90年代是工业IPC的时代，全世界近65%的工业计算机将使用IPC，并继续以每年21%的速度增长”。历史的发展已经证明了这个论断的正确性。IPC在中国的发展大致可以分为三个阶段：第一阶段是从20世纪80年代末到90年代初，这时市场上主要是国外品牌的昂贵产品。 90年代末期，ISA总线技术逐渐淘汰，PCI总线技术开始在IPC中占主导地位，使IPC工控机得以继续发展。但由于IPC工控机的结构和金手指连接器的 限制，使其难以从根本上解决散热和抗振动等恶劣环境适应性问题，IPC开始逐渐从高可靠性应用的工业过程控制、电力自动化系统以及电信等领域退出，向管理信息化领域转移，取而代之的是以CompactPCI总线工控机为核心的第三代工控机技术。值得一提的是，IPC工控机开创了一个崭新的PC-based时代，对工业自动化和信息化技术的发展产生了深远的影响。 3、迅速发展和普及的第三代工控机技术 PCI总线技术的发展、市场的需求以及IPC工控机的局限性，促进了新技术的诞生。作为新一代主流工控机技术，CompactPCI工控机标准于1997年发布之初就倍受业界瞩目。相对于以往的STD和IPC，它具有开放性、良好的散热性、高稳定性、高可靠性及可热插拔等特点，非常适合于工业现场和信息产业基础设备的应用，被众多业内人士认为是继STD和IPC之后的第三代工控机的技术标准。采用模块化的CompactPCI总线工控机技术开发产品，可以缩短开发时间、降低
计算机控制系统的发展趋势
计算机控制系统的发展趋势 计算机控制系统随着计算机科学、自动控制理论、网络技术、检测技术的发展，在工业4.0 以及中国制造2025 计划的推动下，其发展趋势大致如下。 1.网络化的控制系统 随着计算机技术和网络技术的不断发展，各种层次的计算机网络在控制系统中得到了广泛应用。计算机控制系统的规模越来越大，其结构也发生了变化，经历了计算机集中控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统，向着网络控制系统（Network Control System，NCS）发展。网络控制系统的结构示意图如图所示。 在工业自动化向智能化的发展进程中，通信已成为关键问题之一，但由于多种类型现场总线标准并存，不同类型的现场总线设备均配有专用的通信协议，互相之间不能兼容，无法实现互操作和协同工作，无法实现信息的无缝集成。使用者迫切需要统一的通信协议和网络。因此，基于TCP/IP 的以太网进入工业控制领域并且得到了快速发展。比如，惠普公司应用IEEE 1451.2 标准，生产的嵌入式以太网控制器具有10-Base 以太网接口，运行 FTP/HTTP/TCP/UDP，应用于传感器、驱动器等现场设备。再如，FF 提出的IEC 61158 标准中类型 e 所定义的HSE（High Speed Ethernet）协议，用高速以太网作为H2 的一种替代方案，选用100Mbit/s 速率的以太网的物理层、数据链路层协议，可以使用低价位的以太网芯片、支持电路、集线器、中继器和电缆。国内浙大中控也推出了基于EPC（Ethernet for Process Control）的分布式网络控制系统，将Ethernet 直接应用于变送器、执行机构、现场控制器等现场设备间的通信。网络化控制系统就是将控制系统的传感器、执行器和控制器等单元通过网络连接起来。其中的网络是一个广义的范畴，包含了局域网、现场总线网、工业以太网、无线通信网络、Internet 等。随着物联网概念的提出以及控制系统发展的需求，以无线通信模式为新特征的物联网控制系统，必将成为计算机控制系统的重要发展方向。
计算机技术发展与应用
计算机技术发展与应用 肖钰粟1）*陈宁2） 1）（大连大学信息工程学院大连 116600） 2）（大连大学信息工程学院大连 116600） 摘要：随着科技水平的提高，计算机已经渐渐的融入到我们的生活中，并有着不可或缺的作用，给我们的生活增添了浓重而多彩的一笔。只有提高计算机应用技术的科学水平，才能给我们一个更好的发展空间。计算机技术在未来的发展方向倾向于超小型化、智能化以及高速化等。计算机技术的更新和发展对社会的变革将发挥着巨大的作用。针对目前计算机技术的发展特点对其趋势也已初见其端倪。业界对计算机技术未来发展也开始进行了研究。 关键词：计算机技术;应用;发展趋势 Development and application of computer technology Xiao Yu-Su 1)* Chen Ning2) 1）(Information engineering college of DaLian University DaLian 116600) 2）（(Information engineering college of DaLian University DaLian 116600) Abstract:With the improvement of technology, the computer has gradually into our life, and an indispensable role, add thick and give our life colorful Only improve the scientific level of computer application technology, can give us a better space for development Computer technology in the future the development direction of intelligent tended towards miniaturization and high speed, etc The renewal of the computer technology and the transformation of the development of society will play a huge role Aiming at the characteristics of the development of
浅谈计算机控制系统发展概况
浅谈计算机控制系统发展概况 摘要：计算机具有运行速度快、精度高、存储量大、编程灵活以及通信能力强的特点,在过程控制中日益占据主导地位,成为过程控制领域不可缺少的工具。文章介绍了计算机控制系统的发展过程以及控制系统的种类,并对DCS集散型控制系统的基本结构和发展阶段展开探讨。 关键词:计算机控制系统;DCS;分散控制;冗余;组态;过程控制站;操作站现代过程工业向着大型化、连续化方向发展,生产过程随之日趋复杂,对生态环境的影响也日益突出,这些都对控制提出了更高的要求。生产的安全性和可靠性、生产企业的经济效益等都成为衡量自动控制水平的重要指标,仅用常规仪表已经不能满足现代企业的控制要求。计算机具有运行速度快、精度高、存储量大、编程灵活以及通信能力强的特点,在过程控制日益占据主导地位,成为过程控制领域不可缺少的工具。 关键词：计算机；控制；数据；系统 一、计算机控制系统发展概况 1965年前试验阶段: 1946年第一台计算机问世。 1958年美国Lousina公司电厂投入第一个计算机安全监视系统。 1959年美国Texaco公司的炼油厂安装了第一个计算机闭环控制系统。 1960年美国Monsanto公司的氨厂实现第一个计算机监控控制系统。 1962年美国Monsanto公司的乙烯厂实现了第一个直接数字计算机控制系统 #8197;(DDC)。1965年到1969年进入实用阶段。 早期的计算机采用电子管,不仅运算速度慢,价格昂贵,而且体积大,可靠性差,这一阶段计算机系统主要用于数据处理和操作指导。随着半导体技术以及集成电路技术发展,出现了专门用于工业过程控制的高性价比的小型计算机。由于技术局限当时硬件可靠性不高,且所有的监视和控制任务集中在一台计算机上,因此危险集中。为了提高可靠性,常常需要另外设置一套备用的模拟式控制系统或备用计算机,造成投资过高,限制了其应用发展。 1970年以后计算机控制系统逐渐走向成熟阶段。随着大规模集成电路技术的发展,1972年生产出运算速度快、可靠性高、价格便宜且体积小的微型计算机,从而开创了计算机控制技术的新时代,即从传统的集中控制系统革新为分散控制系统 #8197;(DCS)。世界上几个主要的计算机和仪表制造商在20世纪70～80年代几乎同时推出DCS系统,如Honeywell的TDC-2000,日本横河的CENTUM系统等。中国民族DCS于90年代初起步,代表为浙大中控
计算机应用的发展现状及发展趋势
计算机应用的发展现状及发展趋势 随着国民经济水平的日益提升，我国的计算机也得到了迅速的发展，计算机应用技术也已经广泛渗透到了各个行业中，并且计算机应用技术对于促进这些行业的快速发展也是有着重要的意义的。本文首先介绍了计算机应用技术的概述，其次探讨了我国计算机应用发展现状及存在的问题，最后研究了计算机未来发展趋势。 【关键词】计算机应用发展现状发展趋势 一、概述计算机应用技术 1. 计算机应用技术的基本概念 计算机应用技术的概念。所谓的计算机应用技术就是指研究计算机应用于社会中各个行业和领域的理论应用、技术应用、方法应用以及系统的一门边缘性的学科，它是计算机的组成的很重要的一部分，它也是促进计算机学科与其他学科有效融合的一个载体。通常情况下，计算机应用的分类一般分为数值计算领域和非数值应用领域这两大类，这两大领域都具备着自身独特的特点，但对于促进科学技术的进步都是有着重要的作用的。 2. 计算机应用的发展现状及存在的问题 计算机广泛应用于社会各个领域，计算机应用技术在我国最早出现大约是1945年，这个时候计算机的应用还处于数值领域时期。经过约5年的发展，我国计算机才逐步走向非数值领域，但还没有实现大众化，只是应用于工商业、企业和数据处理等领域。到1970年后，
计算机才被广泛地应用到社会经济各领域，并且走向家庭生活中。最近几年，网络技术凭借计算机得到了快速的发展，同时也促进了计算机应用技术和信息化社会的发展。 （1）计算机应用不平衡 当前，国内计算机应用因地区经济发展水平的不同，不同信息化指数的高低相差很大，东西部地区与香港、台湾澳门等地区互联网和计算机的普及相差也很大。 （2）社会应用 第一，社会交往方式的改变。随着计算机和网络的发展，人们间的交往通过网络瞬间就可以实现信息的传递，不受时空的限制，给人们的生活带来了极大的便利。学校可以通过电脑进行远程教学，学生通过网络可以学习更多其他的知识。第二，促进社会信息化。通过计算机应用可以实现数据的存储和资源的共享，对促进社会信息化有很大作用。现在很多企业都会开展电子商务。第三，推动教育发展。目前计算机在教育方面的应用主要是两种：多媒体化和网络化。 （3）计算机应用存在的问题 1）水平低。当前，我国计算机应用技术在教育方面和发达国家还有很大差距。 2）对信息产业的研发投入不足。现在我国计算机应用技术还无法满足现实需求，重要领域的计算机应用系统多引进国外的信息系统，主要是因为我国对信息产业的研发投入不足。 二、计算机应用的发展趋势
计算机的发展与应用
计算机的发展与应用 ●计算机系统的基本构成 ●微机基本操作 ●WINDOWS 基础知识 ●WINDOWS 汉字基本输入技术 ●WINDOWS 文件管理 ●WINDOWS 程序管理 ●WINDOWS 常用工具简介 ●INTERNET 基本应用 1.1 计算机的发展与应用 什么是计算机? 计算机(Computer，俗称电脑)是一种能接收和存储信息，并按照存储在其内部的程序对输入的信息进行加工、处理，然后输出处理结果的高度自动化的电子设备。 计算机的特点 处理速度快、计算精度高、存储容量大、逻辑判断能力强、可靠性高和通用性强。 1.1 计算机的发展与应用 1.1.1 计算机的发展阶段
一、第一台电子计算机 ENIAC 1.1 计算机的发展与应用 二、计算机的分代 主要根据所使用的电子器件划分 1.1 计算机的发展与应用 三、计算机的发展趋势 1.1 计算机的发展与应用 1.1.2 计算机分类 按照用途，可分为通用计算机和专用计算机。按照性能，可分为巨型机、小巨型机、大型机、小型机、工作站和个人计算机六大类： 1.1 计算机的发展与应用 1.1.3 计算机的应用领域 (1) 科学计算 (2) 数据处理 (3) 计算机辅助技术 CAD/CAM/CAI等 (4) 过程控制 (5) 人工智能
机器人/专家系统/模式识别 (6) 网络应用 1.1 计算机的发展与应用 1.1.4 计算机与信息技术 1.1.4.1 信息 ●信息（Information）是对客观事物的反映，是对社会、自然界的事物特征、现象、本质及规律的描述。 ●从计算机角度来看，信息是经过计算机加工、处理的资料和数据，如文字、图形、声音、影像等。 ●信息具有广泛性、时效性、滞后性、可再生性和可传递性等特点。 ●与物质和能源一样，信息也是人类可以利用的重要资源。所谓信息时代就是信息资源的利用占主导地位的时代。 1.1 计算机的发展与应用 1.1.4.2 信息技术 信息技术（IT）是指能扩展信息功能的技术，包括: ●感测与识别技术 ●信息传递技术
计算机控制系统及应用
计算机控制系统及应用标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]
山东大学 本科毕业论文 论文题目：计算机控制系统及应用 姓名___________ 学院____山东大学___________ 专业____电气工程及其自动化___________ 年级___________ 指导教师_______________ 年月日
函授本科毕业论文成绩评定表 学院：专业：电气工程及其自动化班级： 计算机控制技术及应用 摘要：随着科学技术的发展，人们越来越多的用计算机来实现控制。近年来，计算机技 术、自动控制技术、检测与传感器技术、CRT显示技术、通信与网络技术和微电子技术的高速发展，给计算机控制技术带来了巨大的发展。然而，设计一个性能好的计算机控制系统是非常重要的。计算机控制系统主要由硬件和软件两大部分组成，一个完整的控制系统还需要考虑系统的抗干扰性能，系统的抗干扰性能力是关系到整个系统可靠运行的关键。在计算机控制系统的结构上，计算机控制系统中除测量装置、执行机构等常用的模拟部件之外，其执行控制功能的核心部件是数字计算机，是模拟和数字部件的混合系统。有连续模拟信号之外，还有离散模拟、离散数字等多种信号形式，由于计算机控制
系统中除了包含连续信号外，在连续控制系统在本质上有许多不同，修改一个控制规律，只需修改软件，便于实现复杂的控制规律和对控制方案进行在线修改具有很大灵活性和适应性，具有高速的运算能力，一个控制器经常可以采用分时控制的方式而同时控制多个回路，采用计算机控制，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高。 关键词：计算机控制技术、系统、应用 目录 第一章计算机控制技术的概述--------------------------------------------------------------------------5 1、计算机控制的概念------------------------------------------------------5 2、计算机控制系统--------------------------------------------------------5 3、计算机控制系统的控制过程----------------------------------------------5 4、计算机控制系统的特点--------------------------------------------------6 5、计算机控制系统的组成--------------------------------------------------6 第二章计算机控制系统的典型应用方式--------------------------------------------------------------8 1、操作指导控制系统------------------------------------------------------8 2、直接数字控制系统（DDC）-------------------------------------------------8 3、监督控制系统（SCC）-----------------------------------------------------9 4、分散控制系统（DCS）----------------------------------------------------16 5、现场总线控制系统（FCS）------------------------------------------------16 第三章工业控制机 ---------------------------------------------------------------------------------------11 1、工业控制机的特点-----------------------------------------------------11 2、典型工业控制机介绍---------------------------------------------------12 第四章实例说明-------------------------------------------------------------------------------------------13 1、工业炉控制的典型情况-------------------------------------------------13 2、计算机用作顺序控制的例子---------------------------------------------13
计算机控制系统发展趋势
计算机控制系统的发展趋势预测 -----针对网络化、扁平化、智能化与综合化 前言： 计算机控制技术是一个包括自动控制技术、计算机技术、网络与通信技术、检测与传感器技术、显示技术、电子技术的多学科交叉的综合控制技术。其各个技术的发展与进步必然会给计算机控制技术带来巨大的变革。其次实际的工业需求也是决定计算机控制技术发展趋势的主要因素。 计算机控制系统概述： 计算机控制系统(Computer Control System，简称CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。这里的计算机通常指数字计算机，可以有各种规模，如从微型到大型的通用或专用计算机。辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和执行装置等。与被控对象的联系和部件间的联系，可以是有线方式，如通过电缆的模拟信号或数字信号进行联系；也可以是无线方式，如用红外线、微波、无线电波、光波等进行联系。 计算机控制系统发展历史的简要分析： 计算机及网络技术与控制系统的发展有着紧密的联系。 50年代中后期，计算机被应用到控制系统中。60年代初，出现了由计算机完全替代模拟控制的控制系统，被称为直接数字控制（Direct Digital Control, DDC ）。70年代中期，随着微处理器的出现，以微处理为基础的分散式计算机控制系统问世，它以多台微处理器共同分散控制，并通过数据通信网络实现集中管理，被称为集散控制系统（Distributed Control System, DCS）。80年代中后期，工业系统日益复杂，控制回路进一步增多，单一的DDC控制系统已经不能满足现场的生产控制要求和生产工作的管理要求，同时中小型计算机和微机的性能价格比有了很大提高。于是，由中小型计算机和微机共同作用的分层控制系统得到大量应用。90年代以后，计算机网络技术的迅猛发展，使得DCS系统得到进一步发展，提高了系统的可靠性和可维护性，在今天的工业控制领域DCS仍然占据着主导地位。 简要分析： 由计算机控制系统的发展历史不难看出，其经历了由最初的监督运行方式到DDC到小型化DDC再到微型化的发展历程。 随着微型计算机控制技术的发展和新的控制理论以及新的控制方法的不断发展，微型计算机控制系统的应用将越来越广泛。其发展趋势主要表现为以下方面： 1. 应用成熟的先进技术 微型计算机控制技术经过近几十年的发展，已经取得了长足的进步，很多技术已经成熟，今后应大力发展和推广。这些技术包括：（1）可编程控制器的应用。可编程逻辑控制器（Programmable Logical Controller），简称PLC（是早期的继电器逻辑控制系统与微型计算机技术相结合的产物）。它吸收了微电子技术和微型计算机技术的最新成果，发展十分迅速。如今的PLC几乎无一例外地采用微处理器作为主控制器，而采用大规模集成电路作为存储器I/O接口，因而使其可靠性、功能、价格、体积都达到了比较成熟和完美的境
计算机的发展、类型及其应用领域
计算机基础知识 计算机的发展、类型及其应用领域 简介_____________________________________________________________________ 2 一、计算的发展___________________________________________________________ 2 二、计算机的组成_________________________________________________________ 3 1.硬件系统___________________________________________________________ 3 （1）电脑最主要的三块____________________________________________ 3 （2）电脑的硬件__________________________________________________ 3 2.软件系统 ___________________________________________________________ 5 （1）系统软件____________________________________________________ 5 （2）应用软件____________________________________________________ 6 三、计算机的类型_________________________________________________________ 7 1.超级计算机_________________________________________________________ 7 2.微型计算机_________________________________________________________ 7 3.嵌入式计算机_______________________________________________________ 7 4.网络计算机_________________________________________________________ 8 （1）服务器______________________________________________________ 8 （2）工作站______________________________________________________ 8 （3）集线器______________________________________________________ 8 （4）交换机______________________________________________________ 8 （5）路由器______________________________________________________ 9 5.工业控制计算机_____________________________________________________ 9 四、计算机的应用领域____________________________________________________ 10 1.科学计算(或数值计算)______________________________________________ 10 2.数据处理(或信息处理)______________________________________________ 10 3.辅助技术(或计算机辅助设计与制造)__________________________________ 10 ⑴计算机辅助设计(Computer Aided Design,简称CAD)________________ 10 ⑵计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,简称CAM)_________ 11 ⑶计算机辅助教学(Computer Aided Instruction,简称CAI)___________ 11 4.过程控制(或实时控制)______________________________________________ 11 5.人工智能(或智能模拟)______________________________________________ 11 6.网络应用__________________________________________________________ 12 7.多媒体技术________________________________________________________ 12 8.娱乐______________________________________________________________ 12