计算机控制技术是现代工业生产中的重要组成部分,它利用计算机对生产过程进行实时监控和调整,以实现高效、精准的自动化控制。本章主要探讨了计算机控制系统的构成、特点、类型及其工作原理,同时也关注了该领域的发展趋势和技术细节。
1. 计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。工业控制机包括硬件和软件,用于根据生产过程的特性和需求进行控制。生产过程则涵盖被控对象、测量变送、执行机构和电气开关装置。这种系统的组成确保了系统能够实时获取并处理生产数据,进而对生产过程实施有效控制。
2. 微型计算机控制系统相较于传统的自动控制系统,具有显著优势,如控制规律灵活、精度高、抗干扰能力强、能够实现最优控制、数据统计与工况显示功能,以及控制与管理的一体化。这提升了整个系统的自动化程度。
3. 计算机控制系统有多种典型形式,包括操作指导控制系统、直接数字控制系统(DDS)、监督控制系统(SCC)、分散控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS)。每种形式都有其独特的优缺点,例如操作指导控制系统易于操作但速度受限,而FCS则通过降低成本和提高可靠性,实现了开放式的互联系统结构。
4. 计算机控制系统的控制过程包括实时数据采集、实时决策和实时控制三个阶段。这一过程确保了系统能够迅速响应并调整生产过程。
5. 实时、在线和离线方式是计算机控制系统中常见的操作模式。实时意味着快速处理和响应,在线方式直接连接并控制生产过程,离线方式则通过中间介质,不直接参与实时控制。
6. 操作指导控制系统提供操作建议,但不直接干预生产;DDC系统是闭环控制,通过微机进行控制运算并调整执行机构;SCC系统在DDC基础上增加了顺序控制、最优控制和自适应控制功能,更加适应生产实际。
7. 计算机控制系统的未来发展将涉及可编程序控制器的普及、集散控制系统(DCS)的采用,以及智能控制系统的研发,这些都是为了适应更复杂、大规模的生产需求。
8. 过程通道是连接计算机和生产过程的关键组件,根据信息传递方向可分为输入和输出过程通道,按信息类型又可以有模拟和数字过程通道等。这些通道负责信息的转换和传输,确保控制指令准确无误地传达给生产系统。
计算机控制技术的深入理解和应用,对于提升工业生产效率、优化资源利用以及保证产品质量具有重要意义。随着技术的不断进步,未来的计算机控制系统将会更加智能化、集成化,为现代工业带来更大的变革。