计算机控制技术的应用

HEIFEIUNIVERSITY微型计算机控制技术报告题目班级姓名学号指导老师1目录目录................................................................................................................................11.计算机控制系统组成................................................................................................21.1硬件部分..........................................................................................................21.2软件部分.........................................................................................................22.计算机控制系统的特点............................................................................................33.计算机控制系统的控制过程....................................................................................34.计算机控制系统的设计过程....................................................................................34.1系统方案设计..................................................................................................34.2控制任务..........................................................................................................44.3软件设计..........................................................................................................44.4现场安装调试..................................................................................................44.5计算机的控制系统..........................................................................................45.应用............................................................................................................................45.1计算机控制在水泥厂的应用...........................................................................45.2计算机控制技术在自动化生产线上的应用...................................................55.3竖炉球团计算机控制系统...............................................................................65.4自适应模糊控制在空气球运动系统中的应用...............................................76.总结............................................................................................................................8参考文献........................................................................................................................82计算机控制技术的应用摘要：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，因此，设计一个性能良好的计算机控制系统是非常重要的。计算机控制系统包括硬件、软件和控制算法3个方面，一个完整的设计还需要考虑系统的抗干扰性能，使系统能长期有效地运行。本文的主要目的就是在浅析计算机控制技术原理的同时，对计算机控制系统的发展趋势进行描述。本文由四个部分组成，在初步介绍计算机控制系统之后，分别介绍计算机控制技术的特点和基本设计过程。对计算机控制技术的应用进行综述。关键词：计算机控制技术；原理；应用正文：1.计算机控制系统组成计算机控制系统的组成计算机控制系统由硬件和软件两大部分组成。而一个完整的计算机控制系统应由下列几部分组成：被控对象、主机、外部设备、外围设备、自动化仪表和软件系统。1.1硬件部分计算机控制系统的硬件构成将自动控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了典型的计算机控制系统。计算机控制系统由计算机(工业控制机)和生产过程两大部分组成。工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分。生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。1.2软件部分软件系统是控制机不可缺少的重要组成部分。只有在适当的软件系统支持下，控制视才能按设计的要求正常地工作。控制机的软件系统包括系统软件和应3用软件两大类。系统软件是用于计算机系统内部的各种资源管理、信息处理相对外进行联系及提供服务的软件。例如操作系统、监控程序、语言加工系统和诊断程序等。应用软件是用来使被控对象正常运行的控制程序、控制策略及其相应的服务程序。例如过程监视程序、过程控制程序和公用服务程序等。应用软件是在系统软件的支持下编制完成的，它随被控对象的特性和控制要求不同而异。通常应用软件由用户根据需要自行开发。随着计算机过程控制技术的日趋成熟，应用软件正向标准化、模块化的方向发展。标准的基本控制模块由制造厂家提供给用户，用户只需根据控制的要求，经过简单的组态过程即可生成满足具体要求的专用应用软件，大大方便了用户，缩短了应用软件的开发周期。提高了应用软件的可靠性。2.计算机控制系统的特点（1）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，所以计算机控制系统是模拟和数字部件的混合系统。（2）计算机控制系统中除仍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。（3）由于计算机控制系统中除了包含连续信号外，还包含有数字信号，从而使计算机控制系统与连续控制系统在本质上有许多不同，需采用专门的理论来分析和设计。（4）计算机控制系统中，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，使系统具有很大灵活性和适应性。（5）计算机控制系统中，由于计算机具有高速的运算能力，一个控制器（控制计算机）经常可以采用分时控制的方式而同时控制多个回路。（6）采用计算机控制，如分级计算机控制、离散控制系统、微机网络等，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。3.计算机控制系统的控制过程（1）实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。（2）实时控制决策：对采集到的被控量进行数据分析和处理，并按已定的控制规律决定进一步的的控制过程。（3）实时控制：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。4.计算机控制系统的设计过程计算机控制系统的设计过程计算机控制体系的软件和硬件的组织构造是根据它联系的设备不一样，有所改变的，他们的组织结构大致是一样地，可以涉及到系统设计，控制任务，软件设计等。4.1系统方案设计我们依据体系设计任务书进行总体方案设计，对体系的软件，硬件它们的构造再考察它的要求，推算出合适它的的系统，组成一个新的系统。再时间很紧张的时候可以拿现场的配件组合，再设计费用不到位的时候工作人员可以组织自己设计的模式，但是要注意化风好软件和硬件的价格及时间，控制体系结构它的概4括微型的处理器、存储器、选择好接线口、传感器、硬件的设计与调试的基本内容。4.2控制任务我们要对超控设备进行调研，研究，了解工作程序是再体系设计1前应该做好的事，只有理解了它的要求，理解了它要接收的任务，涵盖体系的终极目标，数据流量还有准确度，现场的要求，时间的控制，我们要严格按照计划说明操控，实现整个系统操作。4.3软件设计计算机软件的设计要依据体系规划的总意见，确定体系下所要完成的各种功能及完成这些系统性能的推理和时差序关系，并用合理组成部件表格画出来。他们是根据体系组成表格不同的功能，分别规划出相应的控制体系所需要的软件。例如仿真的量输入和仿真量输出及数据处理还有互联和打字版处理格式等。每一种表格都可以单独进行实验调试，各种表格分别实验调试好以后，再按工作路线图推理和时间顺序关系将他们正确组合、互相连接、实验和调试。4.4现场安装调试首先要按设计计划合理组装装，对体系结构进行大体的演练和比较准确的演练，结合演练的结构数据重置体系的置和储存数据进行软硬件的调试，他们的构件组成都可以在演练数据下用对演练数据进行试研的办法同时进行，同时他们要进行统一的实验及推理，仿真物体是这个体系验证的最基本要求，而好的体系的数据调整实试要在现场进行。4.5计算机的控制系统计算机的操作控制体系的合成是有软硬两个部件合成的。而一个非常合理的计算机的操做控制体系应分好几个部分构成：被操作控制的物体及它的重要组成部件及图的外围装备和全自动的仪器和软件体系。5.应用5.1计算机控制在水泥厂的应用水泥厂工艺的主要过程是先把原料破碎粉磨后制成生料，然后用燃料再把生料送入到高温窑炉中将其煅烧成熟料，最后将熟料与适量混合磨细制成水泥，需要经过多道工序：如矿上开采、原料破碎、粘土烘干、生料粉磨、熟料煅烧、熟料冷却、水泥墨粉及成品包装等工序。为了满足该企业成产过程的控制需要，不仅考虑到该工程的地理条件、性能指标、DOS控制系统的倍频备件5采购、技术服务等，而且还要考虑DOS维护性、稳定性、扩展型以及操控人员的操作习惯，本次选用日本横.CS3000DOS进行设计，选用了较先进的控制方案，实现了水泥厂的自动控制。CENTUMCS3000DOS由操作站HIS/现场控制器FCS/工程师站ENCS和VL-NET组成如图一工程师站采用WindowXP作为操作系统的通过PC机，用于系统组态和仿真调试等工程，也可以用于对过程控制的监控；操作站HIS采用WindowsXP作为操作系统的通用PC机，用于运行操作监视和历史数据记录，也可用于报表显示以及向上运行提供服务等；控制站FCS用于过程I/O信号处理，完成模拟量采集和控制，实时连续控制、图二日本横河DS3000画面顺序控制和批量控制，完成实控的功能；VL-NET是现场控制站的网路，用于数据通讯。本装置使用的CENTUMCS3000DOS系统