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1、第17周讲课周讲课 第第8周周成绩评定：课堂交流、点名、作业成绩评定：课堂交流、点名、作业 15%设计作业占设计作业占25%（整体质量占整体质量占50%，个人工作，个人工作50%，附上每个成员的照片附上每个成员的照片生活照生活照）期末考试期末考试60%课件下载：课件下载： 课程资源课程资源/电子课件电子课件计算机控制装置计算机控制装置5课程主要内容课程主要内容计算机控制基本知识计算机控制基本知识可编程控制器可编程控制器集散控制系统简介（含总线控制）集散控制系统简介（含总线控制）系统的接地技术和防雷技术简介系统的接地技术和防雷技术简介计算机控制装置计算机控制装置6计算机控制基础知识计算机控制基础

2、知识概念、组成、主要设计思想、发展等概念、组成、主要设计思想、发展等概念、组成、主要设计思想、发展等概念、组成、主要设计思想、发展等可编程控制器可编程控制器基本工作原理、简要编程组态、集成应用基本工作原理、简要编程组态、集成应用基本工作原理、简要编程组态、集成应用基本工作原理、简要编程组态、集成应用主要针对：主要针对：OMRONOMRON和和和和SIEMENS PLCSIEMENS PLC针对实际对象的针对实际对象的PLC系统设计系统设计包括：工艺流程分析、仪表选型、系统包括：工艺流程分析、仪表选型、系统集成、控制柜设计等集成、控制柜设计等集成、控制柜设计等集成、控制柜设计等点评交流点评交流2

3、5%模拟模拟招标招标DCS简介简介可靠性及防雷设计简介可靠性及防雷设计简介开卷考试，带一张开卷考试，带一张A4纸纸60%平平时时15%主要知识体系主要知识体系计算机控制装置计算机控制装置7进进料料口口变变送送器器进进料料口口出出料料口口H玻璃管液位计玻璃管液位计“我我我我”来控制来控制来控制来控制 执执行行器器调调节节器器仪表仪表仪表仪表控制控制控制控制上课之前上课之前显示显示仪表仪表计算机控制装置计算机控制装置8控制室仪表控制室仪表 现场仪表现场仪表进进料料口口变变送送器器执执行行器器调调节节器器仪表仪表仪表仪表控制控制控制控制上课之前上课之前显示显示仪表仪表安装在哪里？安装在哪里？控制器（

4、调节器）对象检测仪表+SP执行器显示仪表Optional执行器有哪些？执行器有哪些？阀门阀门电动调节阀、气动调节阀电动调节阀、气动调节阀电动开关阀（电磁）、气动开关阀电动开关阀（电磁）、气动开关阀泵（电机）泵（电机）变频变频开关开关检测仪表有哪些？检测仪表有哪些？连续信号：变送器（连续信号：变送器（如如T、P、L、F、A，通常输出，通常输出420mA、15V等标准信号等标准信号）传感器（传感器（热电阻、热电偶热电阻、热电偶）开关信号：液位开关、料位开关、接近开关开关信号：液位开关、料位开关、接近开关（通常输出通常输出on/off信号信号）计算机控制装置计算机控制装置9控制室仪表控制室仪表 现场

5、仪表现场仪表进进料料口口变变送送器器执执行行器器调调节节器器仪表仪表仪表仪表控制控制控制控制上课之前上课之前显示显示仪表仪表安装在哪里？控制器（调节器）对象检测仪表+SP执行器显示仪表Optional*执行器执行器*口径口径流量特性流量特性安装方式安装方式材质材质（耐压耐压/防腐）防腐）供电和防爆供电和防爆信号类型信号类型现场仪表选型要注意哪些因素？现场仪表选型要注意哪些因素？*检测仪表检测仪表*量程量程安装方式安装方式材质材质（耐压耐压/防腐）防腐）供电和防爆供电和防爆信号类型信号类型计算机控制装置计算机控制装置10进进料料口口变变送送器器执执行行器器调调节节器器仪表仪表仪表仪表控制控制控制

6、控制上课之前上课之前进进料料口口变变送送器器执执行行器器计算机计算机计算机计算机控制控制控制控制控控制制站站IPC、PLC、数字调节器、数字调节器可以广义地理解为带有可以广义地理解为带有CPU的的各种控制设备各种控制设备计算机控制装置计算机控制装置11进进料料口口变变送送器器执执行行器器调调节节器器仪表仪表仪表仪表控制控制控制控制上课之前上课之前进进料料口口变变送送器器执执行行器器计算机计算机计算机计算机控制控制控制控制控控制制站站控制器（调节器）对象检测仪表+SP执行器控制站（计算机）对象检测仪表+SP执行器？计算机控制装置计算机控制装置12最常见的最常见的IOIO接口：接口：AIAI模模/

7、数转换数转换（模拟量输入模拟量输入）DIDI 开关量输入开关量输入（数字量输入数字量输入）AOAO数数/模转换模转换（模拟量输出模拟量输出）DODO 开关量输出开关量输出（数字量输出数字量输出）上课之前上课之前420mA等信号等信号二进制信号二进制信号IO接口接口？现场现场仪表仪表计算机计算机控制站控制站AI（A/D）DIAO（D/A）DO计算机控制装置计算机控制装置13一体一体输入、输出系统输入、输出系统输入输入子系统子系统输入输入子系统子系统Controller/GatewayFieldbus上课之前上课之前计算机控制装置计算机控制装置14网关网关FF、ProfiBus等现场总线等现场总线

8、典型的计算机控制系统结构示意图典型的计算机控制系统结构示意图I/O系统系统控制站控制站现场设备层现场设备层控制层控制层操作站操作站Ethernet/专用总线专用总线数据服务器数据服务器高级控制器高级控制器管理层管理层WEB服务器服务器管理计算机管理计算机Ethernet互联网互联网服务器服务器Internet/Intranet计算机控制装置计算机控制装置15内内 涵涵：工业（自动）化工业（自动）化 信息化信息化作作 用用：是实现安全、高效、优质、低耗生产的前提是实现安全、高效、优质、低耗生产的前提是现代工业生产不可缺少的是现代工业生产不可缺少的神经中枢神经中枢 相关技术相关技术：自动控制技术、

9、检测和传感技术、计算机技术、网络自动控制技术、检测和传感技术、计算机技术、网络通信技术、先进控制技术、智能仪表技术通信技术、先进控制技术、智能仪表技术 发展过程发展过程：直接数字量控制（直接数字量控制（DDCDDC）集中型计算机控制集中型计算机控制 分布式计算机控制（分布式计算机控制（DCSDCS）总线（工业以太网）控制总线（工业以太网）控制？上课之前上课之前两化融合计算机控制装置计算机控制装置16一一一一.计算机控制的基本知识计算机控制的基本知识计算机控制的基本知识计算机控制的基本知识1.1 计算机控制概述计算机控制概述1.2 计算机控制系统的基本组成计算机控制系统的基本组成1.3 计算机控

10、制系统的主要设计思想计算机控制系统的主要设计思想1.4 计算机控制系统的发展过程计算机控制系统的发展过程1.5 网络通信基础网络通信基础1.6 PID离散化和信号滤波简介离散化和信号滤波简介计算机控制装置计算机控制装置171.1 计算机控制概述计算机控制概述测量变送装置测量变送装置+设设定定值值4 420mA20mA4 420mA20mA调节器调节器调节器调节器执行器执行器被控对象被控对象被被控控变变量量控制器控制器控制器控制器D/AA/D0010101100110000101011001100010101010101100010101010101100工作过程工作过程数据采集：数据采集：实时

11、检测来自于测量变送装置的被控变量瞬时值；控制决策：根据采集到的被控变量按一定的控制规律进行分析根据采集到的被控变量按一定的控制规律进行分析和处理，决定控制行为，产生控制信号；如和处理，决定控制行为，产生控制信号；如PIDPID运算运算控制输出：控制输出：根据控制决策实时地向执行机构发出控制信号，完根据控制决策实时地向执行机构发出控制信号，完成控制任务。成控制任务。计算机控制装置计算机控制装置18过程输入输出设备外部设备主机系统CPURAMROMCRT通讯接口人机接口打印机其它系统总线模拟量输入（AI）模拟量输出（AO）开关量输入（DI）开关量输入（DO）测量变送器执行器电气开关电气开关被控生产

12、对象常规计算机系统常规计算机系统I/O系统系统（模块或卡件）（模块或卡件）现场仪表现场仪表被控被控对象对象硬件组成硬件组成1.2 计算机控制系统的基本组成计算机控制系统的基本组成计算机控制装置计算机控制装置19系统软件系统软件支持软件支持软件应用软件应用软件操作系统操作系统用于开发应用软件的软件。例如：汇编语言、高级语言、用于开发应用软件的软件。汇编语言、高级语言、组组态软件态软件等。等。对于设计人员来说，需要了解并学会使用相应的对于设计人员来说，需要了解并学会使用相应的支持软件，能够根据系统要求编制开发所需要应用软件。不支持软件，能够根据系统要求编制开发所需要应用软件。不同系统的支持软件会有

13、所不同同系统的支持软件会有所不同 针对特定要求而编制的控制和管理程序。针对特定要求而编制的控制和管理程序。不同控制设备的应用软件所具备的功能是不同的。软件组成软件组成系统开发最主要的两个方面：系统开发最主要的两个方面：根据控制要求，开发硬件系统根据控制要求，开发硬件系统基于支持软件，开发应用软件基于支持软件，开发应用软件1.2 计算机控制系统的基本组成计算机控制系统的基本组成计算机控制装置计算机控制装置201.1.可靠性可靠性2.2.可维护性可维护性3.3.实时性实时性4.4.性能价格比性能价格比1.3 计算机控制系统的主要设计思想计算机控制系统的主要设计思想计算机控制装置计算机控制装置211

14、.1.1.1.可靠性可靠性可靠性可靠性 产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。衡量可靠性的几个指标：可靠度可靠度平均无故障工作时间平均无故障工作时间 （Mean Time Between Failures，简称，简称MTBF）平均故障修复时间平均故障修复时间 （Mean Time To Repair，简称，简称MTTR）（本质上这是一个可维护性指标）（本质上这是一个可维护性指标）无维修使用期无维修使用期 （Maintenance Free Operating Period，简称，简称MFOP）计算机控制装置计算机控制装置22可靠度通常用于表示单个零件、设备的可靠程度可靠度通常用于表示单个零件、设备的可靠程度在规定的环境温度、湿度、振动和使用方法及维护措施等条件下，在规定的在规定的环境温度、湿度、振动和使用方法及维护措施等条件下，在规定的工作期限内，设备无故障地发挥规定功能的概率。工作期限内，设备无故障地发挥规定功能的概率。系统的可靠度：除了与构成系统的子系统或元器件的