计算机控制技术-教案 .ppt

计算机控制技术是现代工业自动化和智能化的核心组成部分，它结合了计算机技术、控制理论、测量技术、信号处理技术等多种学科，以实现对各种生产过程、机械设备的高效、精确控制。微型计算机控制技术作为其中的一种，其特点包括理论性强、综合性强、实践性强、理论与实践相结合以及实用性强。 在微型计算机控制技术的发展历程中，计算机硬件的进步显著，从早期的8位机到现在的32位、64位处理器，主频和集成度不断提高，使得微机控制系统的性能更加强大，可靠性增强，同时体积减小，功耗降低。计算机控制系统也从最初的单机控制发展到分散控制和现场总线网络控制，应用领域扩展到各类企业，控制对象涵盖了生产过程和检测设备。 微型计算机控制系统主要由五部分组成：微型计算机、接口电路、检测部件、执行机构和外部通用设备。微型计算机作为系统核心，负责数据处理、判断、计算、控制和报警等功能。I/O接口是连接外部设备的关键，包括并行接口、串行接口、直接数据传输控制器、中断控制器、定时器/计数器、A/D和D/A转换器等，它们负责数据的输入输出和转换。通用外部设备如显示器、打印机等用于数据展示和存储。检测元件采集非电信号并转化为标准电信号，执行机构根据控制信号执行相应动作，如改变设备状态。操作台则提供人机交互界面，允许用户进行各种操作。 微型机控制系统的软件部分主要指应用软件，包括过程监控、过程控制计算和服务公共部分。过程监控涉及巡回检测、数据处理、报警、操作面板服务等功能，过程控制计算则涵盖多种控制算法，如PID、最优控制等，公共服务部分提供基本运算支持。 控制系统分类主要有操作指导控制系统和直接数字控制系统（DDC）。操作指导控制系统主要收集和处理数据，但控制决策仍由人工完成，适用于试验调试阶段。而DDC系统直接利用计算机输出进行控制，能够快速响应并保持被控参数稳定，广泛应用在自动控制领域。 计算机控制技术的发展趋势向着更高的集成度、更强的智能化、更灵活的网络化方向发展，同时伴随着对实时性、安全性、可靠性和节能性的更高要求。随着技术的不断进步，计算机控制技术将在更多领域发挥关键作用，推动工业自动化水平持续提升。