计算机控制技术是现代工业生产中的关键组成部分,它涉及利用计算机系统对物理过程进行实时监测和控制。这一技术的应用广泛,从制造业到能源管理,从自动化生产线到环境控制系统都有其身影。下面我们将深入探讨计算机控制系统的相关知识点。
计算机控制系统的控制过程分为三个主要步骤:实时数据采集、实时决策和实时控制。数据采集是系统获取被控对象信息的基础,通过传感器检测被控量的瞬时值并输入计算机。实时决策则基于这些数据,分析被控参数的状态,按照预设的控制策略确定下一步行动。实时控制阶段,计算机根据决策生成控制信号,及时调整执行机构的动作,以完成控制任务。
实时、在线和离线方式是计算机控制系统操作的不同模式。实时性强调计算机对输入信息的快速处理和响应,确保在限定时间内完成控制动作,否则可能错过最佳控制时机。在线方式是指计算机直接与生产过程设备相连,实时影响和控制生产过程。而离线方式则是通过中间媒介,如人工操作,间接实现与生产过程的交互。
微型计算机控制系统的硬件通常由四部分构成:主机、输入输出通道、外部设备以及检测与执行机构。主机作为系统核心,执行控制运算和决策,与各部分通信。输入输出通道负责信息的转化和传输,模拟量和数字量的输入输出通道适应不同类型的信号。外部设备如人机交互设备、存储设备等,提供用户界面和数据存储功能。检测与执行机构包括测量变送单元和执行机构,前者将非电量信号转化为电量信号供计算机处理,后者根据计算机指令执行实际的控制动作。
软件方面,计算机控制系统软件分为系统软件和应用软件。系统软件,如操作系统、诊断系统和开发系统,是计算机运行的基础,管理硬件资源并为应用软件提供运行环境。应用软件则针对具体控制任务,包括过程监视、控制计算和公共服务等程序,实现对生产过程的监控、控制算法的执行和信息管理。
计算机控制技术涵盖了硬件和软件的集成,通过实时的数据处理和决策,实现对复杂系统的高效控制。理解这些知识点对于学习和应用计算机控制技术至关重要,它们构成了现代自动化技术的基础。