根据计算机在系统中的作用,计算机控制系统可分为哪几种类型

计算机控制系统(ComputerControlSystem，简称CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。计算机控制系统由控制部分和被控对象组成。

计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制计算机）来实现工业过程自动控制的系统。在计算机控制系统中，由于工业控制机的输入和输出是数字信号，而现场采集到得信号或送到执行机构的信号大多是模拟信号，因此与常规的按偏差控制的闭环负反馈系统相比，计算机控制系统需要有数/模转换器和模/数转换器这两个环节。计算机把通过测量元件、变送单元和模数转换器送来的数字信号，直接反馈到输入端与设定值进行比较，然后根据要求按偏差进行运算，所得到数字量输出信号经过数模转换器送到执行机构，对被控对象进行控制，使被控变量稳定在设定值上。这种系统称为闭环控制系统。计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。工业控制机硬件指计算机本身及外围设备。硬件包括计算机、过程输入输出接口、人机接口、外部存储器等。软件系统是能完成各种功能计算机程序的总和，通常包括系统软件跟应用软件。被控对象的范围很广，包括各行各业的生产过程、机械装置、交通工具、机器人、实验装置、仪器仪表、家庭生活设施、家用电器和儿童玩具等。控制目的可以是使被控对象的状态或运动过程达到某种要求，也可以是达到某种最优化目标。计算机控制系统通常具有精度高、速度快、存储容量大和有逻辑判断功能等特点，因此可以实现高级复杂的控制方法，获得快速精密的控制效果。计算机技术的发展已使整个人类社会发生了可观的变化，自然也应用到工业生产和企业管理中。而且，计算机所具有的信息处理能力，能够进一步把过程控制和生产管理有机的结合起来（如CIMS），从而实现工厂、企业的全面自动化管理。与一般控制系统相同，计算机控制系统可以是闭环的，这时计算机要不断采集被控对象的各种状态信息，按照一定的控制策略处理后，输出控制信息直接影响被控对象。它也可以是开环的，这有两种方式：一种是计算机只按时间顺序或某种给定的规则影响被控对象；另一种是计算机将来自被控对象的信息处理后，只向操作人员提供操作指导信息，然后由人工去影响被控对象。计算机控制系统由控制部分和被控对象组成，其控制部分包括硬件部分和软件部分，这不同于模拟控制器构成的系统只由硬件组成。计算机控制系统软件包括系统软件和应用软件。系统软件一般包括操作系统、语言处理程序和服务性程序等，它们通常由计算机制造厂为用户配套，有一定的通用性。应用软件是为实现特定控制目的而编制的专用程序，如数据采集程序、控制决策程序、输出处理程序和报警处理程序等。它们涉及被控对象的自身特征和控制策略等，由实施控制系统的专业人员自行编制。

1、控制系统控制器，如PLC、DCS、FCS等，也必须包含相关的控制系统软件哦；2、传感器，把现场设备情况、位置尺寸角度、工艺工况等信息转换为便于传输、控制器能接收的信号的设备，如温湿度变送器、速度传感器、限位开关、感应开关、电磁流量计等；3、执行器或执行机构，就是把控制器监测检测现场情况、设备情况后，要控制现场设备或工艺按设计要求运行所通过的“工具”设备，如阀门、泵、气缸、电磁阀等属于执行器；4、控制方案，硬件组成有了，那么还要有控制方案逻辑，这个我理解也是基本要素。

计算机控制系统(Computer Control System，简称CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。这里的计算机通常指数字计算机，可以有各种规模，如从微型到大型的通用或专用计算机。辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和执行装置等。与被控对象的联系和部件间的联系，可以是有线方式，如通过电缆的模拟信号或数字信号进行联系；也可以是无线方式，如用红外线、微波、无线电波、光波等进行联系。概念被控对象的范围很广，包括各行各业的生产过程、机械装置、交通工具、机器人、实验装置、仪器仪表、家庭生活设施、家用电器和儿童玩具等。控制目的可以是使被控对象的状态或运动过程达到某种要求，也可以是达到某种最优化目标。组成与一般控制系统相同，计算机控制系统可以是闭环的，这时计算机要不断采集被控对象的各种状态信息，按照一定的控制策略处理后，输出控制信息直接影响被控对象。它也可以是开环的，这有两种方式：一种是计算机只按时间顺序或某种给定的规则影响被控对象；另一种是计算机将来自被控对象的信息处理后，只向操作人员提供操作指导信息，然后由人工去影响被控对象。计算机控制系统由控制部分和被控对象组成，其控制部分包括硬件部分和软件部分，这不同于模拟控制器构成的系统只由硬件组成。计算机控制系统软件包括系统软件和应用软件。系统软件一般包括操作系统、语言处理程序和服务性程序等，它们通常由计算机制造厂为用户配套，有一定的通用性。应用软件是为实现特定控制目的而编制的专用程序，如数据采集程序、控制决策程序、输出处理程序和报警处理程序等。它们涉及被控对象的自身特征和控制策略等，由实施控制系统的专业人员自行编制。

计算机控制中心系统结构特点：（1）随着生产规模的扩大，模拟控制盘越来越长，这给集中监视和操作带来困难；而计算机采用分时操作，用一台计算机可以代替许多台常规仪表，在一台计算机上操作与监视则方便了许多。（2）计算机控制系统，由于其所实现功能的软件化，复杂控制系统的实现或控制方案的修改可能只需修改程序、重新组态即可实现。（3）计算机控制系统可以通过通信网络而互通信息，实现数据和信息共享，能使操作人员及时了解生产情况，改变生产控制和经营策略，使生产处于最优状态。（4）计算机具有记忆和判断功能，它能够综合生产中各方面的信息，在生产发生异常情况下，及时做出判断，采取适当措施，并提供故障原因的准确指导，缩短系统维修和排除故障时间，提高系统运行的安全性，提高生产效率。扩展资料：计算机控制系统应用特点：1、数据采集系统在这种应用中，计算机只承担数据的采集跟处理工作，而不直接参与控制。它对生产过程各种工艺变量进行巡回检测、处理、记录及变量的超限报警，同时对这些变量进行累计分析和实时分析，得出各种趋势分析，为操作人员提供参考。2、直接数字控制系统计算机根据控制规律进行运算，然后将结果经过过程输出通道，作用到被控对象，从而使被控变量符合要求的性能指标。与模拟系统不同之处在于，在模拟系统中，信号的传送不需要数字化；而数字系统必须先进行模数转换，输出控制信号也必须进行数模转换，然后才能驱动执行机构。因为计算机有较强的计算能力，所以控制算法的改变很方便。由于计算机直接承担控制任务，所以要求实时性要好、可靠性高和适应性强。3、监督计算机控制系统这个系统根据生产过程的工况和已定的数学模型，进行优化分析计算，产生最优化设定值，送给直接数字控制系统执行。监督计算机系统承担着高级控制与管理任务，要求数据处理功能强，存储容量大等，一般采用较高档微机。4、分级控制系统也就是DCS系统，具体请看集散控制系统的词条。5、现场总线控制系统也就是FCS，是新一代分布式控制系统。该系统改进了DCS系统成本高，各厂商的产品通信标准不统一而造成不能互联的弱点。参考资料：百度百科-计算机控制系统（计算机领域专用系统名称）

计算机控制系统由控制部分和被控对象组成，其控制部分包括硬件部分和软件部分，这不同于模拟控制器构成的系统只由硬件组成。计算机控制系统软件包括系统软件和应用软件。系统软件一般包括操作系统、语言处理程序和服务性程序等，它们通常由计算机制造厂为用户配套，有一定的通用性。应用软件是为实现特定控制目的而编制的专用程序，如数据采集程序、控制决策程序、输出处理程序和报警处理程序等。它们涉及被控对象的自身特征和控制策略等，由实施控制系统的专业人员自行编制。

计算机化系统指控制系统、计算机控制系统以及人机接口的组合体系。计算机控制系统，（简称CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。这里的计算机通常指数字计算机，可以有各种规模，如从微型到大型的通用或专用计算机。辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和执行装置等。被控对象的联系和部件间的联系，可以是有线方式，如通过电缆的模拟信号或数字信号进行联系；也可以是无线方式，如用红外线、微波、无线电波、光波等进行联系。扩展资料控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域。在工业方面，对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量，包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等，都有相应的控制系统。在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统，以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。在农业方面的应用包括水位自动控制系统、农业机械的自动操作系统等。自动控制的应用实例有各种类型的伺服系统、火力控制系统、制导与控制系统等。在航天、航空和航海方面，除了各种形式的控制系统外，应用的领域还包括导航系统、遥控系统和各种仿真器。在办公室自动化、图书管理 、交通管理乃至日常家务方面，自动控制技术也都有着实际的应用。随着控制理论和控制技术的发展，自动控制系统的应用领域还在不断扩大，几乎涉及生物、医学、生态、经济、社会等所有领域。参考资料：百度百科-计算机控制系统参考资料：百度百科-控制系统

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你问我我问谁

电脑有大型电脑，中型电脑，小型电脑和微机四种，电脑系统的配置包括硬件系统和软件系统两类。多媒体技术个人电脑的硬件设备包括：主机：主机是整个电脑的主体，可以说用电脑来工作的时候，工作是在它内部完成的。主机外观上分为立式和卧式两种。立式机箱的结构更利于散热，更受人们欢迎一些。键盘：是电脑中不可缺少的输入设备，用户可以通过键盘输入命令和数据，并可通过它控制电脑的运行。常见的键盘大多是101或104键的，一些较为新颖的104键盘往往带有两个Windows键和一个应用程序键，以提高在Win7操作系统上操作电脑的效率。这些键可以分为大键盘区、编辑键区、功能键区和小键盘区。显示器：是电脑基本的输出设备，是整个电脑硬件系统中不可缺少的部分。我们现在常用的是液晶显示器，与传统的阴极射线管显示器相比，辐射比较低、体积小，耗电少。它利用液晶的特性，通电时排列变得有秩序，使光线容易通过，不通电时排列混乱，阻止光线通过，通过电路控制，显示图像。打印机也是一种常用的输出设备。因为显示器上显示的内容一旦关机就看不见了，也不方便把显示器搬来搬去给别人阅读，所以我们还是需要用打印机把自己的工作成果打印出来。鼠标：电脑中重要的输入设备，它能方便地把鼠标指针准确定位在我们指定的屏幕位置，很方便地完成各种操作。按其工作原理，鼠标分为机械鼠标、光电鼠标和光机鼠标。目前我们常常用的鼠标是光电鼠标。光电鼠标的下面是两个平行放置的小光源，这种鼠标只能在特定的鼠标垫上移动，光源发出的光经过鼠标垫反射后由鼠标接收为移动信号，送入电脑，使屏幕上的鼠标指针随之移动。鼠标指针和鼠标的移动方向是一致的，移动距离也成比例。光电鼠标使用时比较灵活，故障率比较低。音箱：相当于电脑的嘴巴和喉咙，有了它电脑才能发出悦耳的声音。音箱的外壳有木质和塑料两种，两只音箱一左一右摆放在电脑两侧，与显示器有一定距离，才能得到立体声效果。麦克风：相当于电脑的耳朵，有了它电脑才能把外部的声音传送到电脑中，变换成数字波形，输入到文件或多媒体图像中。摄像头：可以分为数字摄像头和模拟摄像头两大类，数字摄像头可以直接捕捉影像，通过串口、并口或USB接口传到电脑里。根据摄像头的形态，可以分为桌面底座式、高杆式和液晶挂式。摄像头还可以分为有驱动和无驱动型的摄像头。软件分为系统软件、应用软件。系统软件是负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使得它们可以协调工作。系统软件使得计算机使用者和其他软件将计算机当作一个整体而不需要顾及到底层每个硬件是如何工作的。操作系统是一管理计算机硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让使用者与系统交互的操作接口。目前多媒体个人电脑的主要操作系统是Windows 7。应用软件是为了某种特定的用途而被开发的软件。它可以是一个特定的程序，比如一个图像浏览器。也可以是一组功能联系紧密，可以互相协作的程序的集合，比如微软的Office软件。也可以是一个由众多独立程序组成的庞大的软件系统，比如数据库管理系统。多媒体个人电脑的应用软件主要有酷狗音乐、腾讯视频、PPTV、Office 2007等。

对，使用一套就知道了。先看一下浙大中控的系统书籍，很多的，去书店买本书研读一下。

计算机有数字计算机、模拟计算机、混合计算机。

DEH是DCS中汽轮机控制部分模块，不是任何DCS都能实现DEH的，汽轮机控制要求很严格，新华工控的最牛，其他国产的DEH电厂一般都不敢用。

计算机其实是当下一个潜力很大都行业，前景很好， 学习的话也可以去一些相关都学校看看，加油

专用 快速

离散、模拟都有，基本上和传统的自动控制差不多

【转贴】实时操作系统实时系统（Real Time System）是另一类特殊的多道程序系统，它主要应用于需要对外部事件进行及时响应并处理的领域。实时系统可以分为实时控制系统和实时信息系统，两者的主要区别一是服务对象，二是对响应时间的要求。实时控制系统通常是以计算机为中心的过程控制系统，也称为计算机控制系统。它既用于生产过程中的自动控制，包括自动数据采集、生产过程监测、执行机构的自动控制等等。也可以用于监测制导性控制，如武器装备的制导、交通控制、自动驾驶与跟踪、导弹火箭与航空航天器的发射等。这样的控制系统根据控制的对象的不同，还可以分为开环控制和闭环控制。实时信息系统通常指实时信息处理系统，它可以是主机型多终端的联机系统，也可以是远程在线（Online）式的信息服务系统，还可以是网络互联式的信息系统。作为信息处理的计算机接收终端用户或者远程终端用户发来的服务请求，系统分门别类地进行数据与信息的检索、查找和处理，并及时反馈给用户。实时信息系统的开发都是与具体的应用领域分不开的，例如，航空订票系统、情报检索系统、信息查询系统等。实时系统具有如下的特征。

计算机硬件从外观上看主要有主机箱、键盘和显示器；从逻辑功能上看，可以分为控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五个部分，一般地又把运算器和控制器合称为中央处理器。拓展内容：判断一台计算机的性能主要看两个指标，第一是CPU的型号与主频，第二是总线类型。主板上还许多部件，如ROM、RAM、总线槽、插座、电池等。<br/><br/> (1)CPU CPU是中央处理器(CentralProcessingUnit)的英文缩写，它是计算机的运算控制中心，是计算机中集成度最高、最贵重的一块芯片。它是由几千~几千万个晶体管组成的超大规模的集成电路芯片。它的最大优点是它保存的数据在断电后不会丢失，因此用来保存计算机经常使用且固定不变的程序和数据。在选择内存条时，要考虑容量稍大一些的，但不要插满槽口，为今后的升级及内存的扩充留有余地。扫描仪用来将图形或图像资料输入到计算机中。

计算机控制系统分类 计算机控制系统的分类有三种方法：以自动控制行式分类，以参于控制方式分类或以调节规律分类。 一、以自动控制行式分类以自动控制方式可以分成如下几类： （一) 计算机开环控制(Computer Open Loop Control)系统若计算机开环控制系统的输出对生产过程能行使控制,但控制结果---生产过程的状态没有影响计算机控制的系统,计算机控制器生产过程等环节没有构成闭合环路,则称之为计算机开环控制系统.从图上看出生产过程的状态没有反馈给计算机,而是由操作人员监视生产过程的状态,决定控制方案,并告诉控制计算机使其行使控制作用.(二) 计算机闭环控制计算机对生产对象或过程进行控制时,生产过程状态能直接影响计算机控制的系统,称之为计算机闭环控制系统.控制计算机在操作人员监视下,自动接受生产过程状态检测结果,计算并确定控制方案,直接指挥控制部件(器)的动作,行使控制生产过程作用.在这样的系统中,控制部件按控制机发来的控制信息对运行设备进行控制,另一方面运行设备的运行状态作为输出,由检测部件测出后,作为输入反馈给控制计算机;从而使控制计算机控制部件生产过程检测部件构成一个闭环回路.我们将这种控制形式称之为控制计算机闭环控制.计算机闭环控制系统,利用数学模型设置生产过程最佳值与检测结果反馈值之间的偏差,控制达到生产过程运行在最佳状态.(三) 在线控制只要计算机对受控对象或受控生产过程,能够行使直接控制,不需要人工干预的都称之为控制计算机在线控制或称联机控制系统.(四) 离线控制控制计算机没有直接参于控制对象或受控生产过程.它只完成受控对象或受控过程的状态检测,并对检测的数据进行处理;而后制定出控制方案,输出控制指示,操作人员参考控制指示,人工手动操作使控制部件对受控对象或受控过程进行控制.这种控制形式称之为计算机离线控制系统.(五) 实时控制系统控制计算机实时控制系统是指受控制的对象或受控过程,每当请求处理或请求控制时,控制机能及时处理并进行控制的系统,常用在生产过程是间断进行的场合.如炼钢,每炼一炉钢是一个过程;又如轧钢过程,每轧出一块钢算一个过程,每个过程都重复进行.只有进入过程才要求计算机进行控制.在计算机一旦进行控制时,就要求计算机对来自生产过程的信息在规定的时间内作出反应或控制.这种系统常使用完善的中断系统和中断处理程序来实现.综上所述,一个在线系统并不一定是实时系统.但是一个实时系统必是一个在线系统.二、 以参于控制方式来分类按控制机参于控制方式来分类， 可分成如下几种： （一）直接数字控制系统由控制计算机取代常规的模拟调节仪表而直接对生产过程进行控制,由于计算机发出的信号为数字量，故得名DDC控制。实际上受控的生产过程的控制部件,接受的控制信号可以通过控制机的过程输入/输出通道中的数/模(D/A)转换器将计算机输出的数字控制量中转换成模拟量;输入的模拟量也要经控制机的过程输入/输出通道的模/数(A/D)转换器转换成数字量进入计算机.DDC控制系统中常使用小型计算机或微型机的分时系统来实现多个点的控制功能.实际上是属于用控制机离散采样,实现离散多点控制.这种DDC计算机控制系统已成为当前计算机控制系统中主要控制形式之一.DDC控制的优点是灵活性大,集中可靠性高和价格便宜.能用数字运算形式对若干个回路,甚至数十个回路的生产过程,进行比例--- 积分---微分(PID)控制,使工业受控对象的状态保持在给定值上,偏差小且稳定.而且只要改变控制算法和应用程序便可实现较复杂的控制.如前馈控制和最佳控制等.一般情况下,DDC级控制常作为更复杂的高级控制的执行级.(二) 计算机监督控制系统计算机监督控制系统是针对某一种生产过程,依据生产过程的各种状态,按生产过程的数学模型计算出生产设备应运行的最佳给定值,并将最佳值自动地或人工对DDC执行级的计算机或对模拟调节仪表进行调正或设定控制的目标值.由DDC或调节仪表对生产过程各个点(运行设备)行使控制.SCC系统的特点是能保证受控的生产过程始终处于最佳状态情况下运行,因而获得最大效益.直接影响SCC效果优劣的首先是它的数学模型,为此要经常在运行过程中改进数学模型,并相应修改控制算法和应用控制程序.(三) 多级控制系统在现代生产企业中,不仅需要解决生产过程的在线控制问题,而且还要求解决生产管理问题,每日生产品种、数量的计划调度以及月季计划安排,制定长远规划、预报销售前景等, 于是出现了多级控制系统.DDC级主要用于直接控制生产过程,进行PID或前馈控制;SCC级主要用于进行最佳控制或自适应控制或自学习控制计算,并指挥DDC级控制同时向MIS级汇报情况.DDC级通常用微型计算机,SCC级一般用小型计算机或高档微型计算机.车间管理的MIS主要功能是根据工厂级下达的生产品种、数量命令和搜集上来的生产过程的状态的信息,随时进行合理调度,实现最优控制,指挥SCC级监督控制.工厂管理级的MIS主要功能是接受公司下达的生产任务和本厂的实际情况,进行最优化计算,制订本厂生产计划和短期(旬或周或日)安排,然后给车间级下达生产任务.公司管理级的MIS主要功能是对市场需求预测计算,制订战略上的长期发展规划,并对订货合同,原料供应情况和企业的生产状况,进行最优生产方案的比较选择计算,制订出整个公司企业较长时间(月或旬)的生产计划、销售计划,并向各工厂管理级下达任务.MIS级主要功能是实现信息实时处理,为各级决策者提供有用的信息,作出关于生产计划调度和管理方案,使计划协调和经营管理处于最优状态.这一级可根据企业的规模和管理范围的大小分成若干级.每级又依据要处理的信息量的大小确定采用的计算机的类型.一般情况车间级MIS用小型计算机或高档微型计算机,工厂管理级的MIS用中型计算机,而公司管理级的MIS则用大型计算机,或者用超大型计算机.(四)分布式控制或分散控制系统分散控制或分布控制,是将控制系统分成若干个独立的局部控制子系统,用以完成受控生产过程自动控制任务.由于微型计算机的出现与迅速发展,为实现分散控制提供了物质和技术基础,近年来分散控制得以异乎寻常的发展,且已成为计算机控制发展的重要趋势.自70年代起,又出现集中分散式的控制系统,简称集散系统.它是采用分散局部控制的新型的计算机控制系统.三、按调节规律分类如果按调节规律分类,计算机对工业生产过程进行控制所构成的系统可分成如下几种:(一)程序控制如果计算机控制系统是按着预先规定的时间函数进行控制,这种控制称之为程序控制.如炉温按着一定的时间曲线进行控制就为程序控制.这里的程序是指随时间变化就有确定对应变化值,而不是计算机所运行的程序.(二)顺序控制在程序控制的基础上产生了顺序控制,计算机如能根据随时间推移所确定对应值和此刻以前的控制结果两方面情况行使对生产过程控制的系统,称之为计算机的顺序控制.(三) 比例--积分--微分PID控制常规的模拟调节仪表可以完成PID控制.用微型计算机也可以实现PID控制.(四)前馈控制通常的反馈控制系统中,对干扰造成一定后果,才能反馈过来产生抑制干扰的控制作用,因而产生滞后控制的不良后果.为了克服这种滞后的不良控制,用计算机接受干扰信号后,在还没有产生后果之前插入一个前馈控制作用,使其刚好在干扰点上完全抵消干扰对控制变量的影响,因而又得名为扰动补偿控制.(五)最优控制(最佳控制)系统控制计算机如能有受控对象处于最佳状态运行的控制系统称之为最佳控制系统.如用计算机控制系统就是在现有的限定条件下,恰当选择控制规律(数学模型),使受控对象运行指标处于最优状态.如产量最大、消耗最大、质量合格率最高、废品率最少等。最佳状态是由定出的数学模型确定的,有时是在限定的某几种范围内追求单项最好指标,有时是要求综合性最优指标.(六)自适应控制系统上述的最佳控制,当工作条件或限定条件改变时,就不能获得最佳的控制效果了.如果在工作条件改变的情况下,仍然能的控制系统对受控对象的控制处于最佳状态,这样的控制系统称之为自适应系统.这就要求数学模型体现出在条件改变的情况下,如何达到最佳状态.控制计算机检测到条件改变的信息,按数学模型给出的规律进行计算,用以改变控制变量,使受控对象仍能处在最好状态.(七)自学习控制系统如果用计算机能够不断地根据受控对象运行结果积累经验,自行改变和完善控制规律,使控制效果愈来愈好,这样的控制系统被称为自学习控制系统.以上讲到的最优控制、自适应控制和自学习控制都涉及到多参数、多变量的复杂控制系统，都属于近代控制理论研究的问题。系统的稳定性的判断，多种因素影响控制的复杂数学模型研究等，都必须有生产管理、生产工艺、自动控制、检测仪表、程序设计、计算机硬件各方面人员相互配合才能得以实现。由受控对象要求反应时间的长短、控制点数多少和数学模型复杂程度来决定选用计算机规模。一般来说需要功能很强（速度与计算功能）的计算机才能实现。 上述诸种控制，可以是单一种也可不是单一的，可以几种形式结合对生产过程实现控制。这要针对受控对象的实际情况，在系统分析、系统设计时确定。

计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制计算机）来实现工业过程自动控制的系统。在计算机控制系统中，由于工业控制机的输入和输出是数字信号，而现场采集到得信号或送到执行机构的信号大多是模拟信号，因此与常规的按偏差控制的闭环负反馈系统相比，计算机控制系统需要有数/模转换器和模/数转换器这两个环节。计算机把通过测量元件、变送单元和模数转换器送来的数字信号，直接反馈到输入端与设定值进行比较，然后根据要求按偏差进行运算，所得到数字量输出信号经过数模转换器送到执行机构，对被控对象进行控制，使被控变量稳定在设定值上。这种系统称为闭环控制系统。计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。工业控制机硬件指计算机本身及外围设备。硬件包括计算机、过程输入输出接口、人机接口、外部存储器等。软件系统是能完成各种功能计算机程序的总和，通常包括系统软件跟应用软件。1.计算机控制系统的硬件主要由计算机系统和过程输入输出系统等组成。（一）计算机系统包括主机和外围设备；主机由CPU 和 内存储器 (RAM,ROM)组成，它是计算机控制系统的核心。主机根据过程输入设备送来的实时生产过程工作状况的各种信息以及预定的控制算法，自动的进行信息处理，及时的选定相应的控制策略，并实时地通过过程输出设备向生产过程发送控制命令。外围设备可分为输入设备、输出设备、通信设备和外存设备。常用的输入设备有键盘、专用操作台等，用来输入程序、数据和操作命令。常用的输出设备有有显示器、打印机、绘图机和各种专用的显示台，他们以字符、表格、曲线、图形、指示灯等形式反映生产过程工况和控制信息、常用的外存设备有磁盘、磁带、光盘等，有兼输入输出功能，存放程序和数据。（二）过程输入输出系统 它由输入|输出通道及接口、信号检测及变送装置和执行结构等组成。输入“输出通道及接口是计算机与外部连接的桥梁。常用的输入|输出接口有并行接口、串行接口等，输入|输出通道有模拟量输入|输出通道和数字量输入|输出通道。前者一方面将检测変送装置得到的工业对象的生产过程参数变成二进制代码送给计算机；另一方面通过计算机进行模数转换，以实现对生产过程的控制。检测変送装置的功能为把检测到的各种物理量状变成电信号，并转换成适用于计算机输入的标准信号。执行结构用来驱动工业对象，完成相应的动作。常见的有电动机、调节阀、电液伺服阀、各种开关等。

实时性 可靠性 可维护性 互操作性

计算机控制系统分类 计算机控制系统的分类有三种方法：以自动控制行式分类，以参于控制方式分类或以调节规律分类。 一、以自动控制行式分类以自动控制方式可以分成如下几类： （一) 计算机开环控制(Computer Open Loop Control)系统若计算机开环控制系统的输出对生产过程能行使控制,但控制结果---生产过程的状态没有影响计算机控制的系统,计算机控制器生产过程等环节没有构成闭合环路,则称之为计算机开环控制系统.从图上看出生产过程的状态没有反馈给计算机,而是由操作人员监视生产过程的状态,决定控制方案,并告诉控制计算机使其行使控制作用.(二) 计算机闭环控制计算机对生产对象或过程进行控制时,生产过程状态能直接影响计算机控制的系统,称之为计算机闭环控制系统.控制计算机在操作人员监视下,自动接受生产过程状态检测结果,计算并确定控制方案,直接指挥控制部件(器)的动作,行使控制生产过程作用.在这样的系统中,控制部件按控制机发来的控制信息对运行设备进行控制,另一方面运行设备的运行状态作为输出,由检测部件测出后,作为输入反馈给控制计算机;从而使控制计算机控制部件生产过程检测部件构成一个闭环回路.我们将这种控制形式称之为控制计算机闭环控制.计算机闭环控制系统,利用数学模型设置生产过程最佳值与检测结果反馈值之间的偏差,控制达到生产过程运行在最佳状态.(三) 在线控制只要计算机对受控对象或受控生产过程,能够行使直接控制,不需要人工干预的都称之为控制计算机在线控制或称联机控制系统.(四) 离线控制控制计算机没有直接参于控制对象或受控生产过程.它只完成受控对象或受控过程的状态检测,并对检测的数据进行处理;而后制定出控制方案,输出控制指示,操作人员参考控制指示,人工手动操作使控制部件对受控对象或受控过程进行控制.这种控制形式称之为计算机离线控制系统.(五) 实时控制系统控制计算机实时控制系统是指受控制的对象或受控过程,每当请求处理或请求控制时,控制机能及时处理并进行控制的系统,常用在生产过程是间断进行的场合.如炼钢,每炼一炉钢是一个过程;又如轧钢过程,每轧出一块钢算一个过程,每个过程都重复进行.只有进入过程才要求计算机进行控制.在计算机一旦进行控制时,就要求计算机对来自生产过程的信息在规定的时间内作出反应或控制.这种系统常使用完善的中断系统和中断处理程序来实现.综上所述,一个在线系统并不一定是实时系统.但是一个实时系统必是一个在线系统.二、 以参于控制方式来分类按控制机参于控制方式来分类， 可分成如下几种： （一）直接数字控制系统由控制计算机取代常规的模拟调节仪表而直接对生产过程进行控制,由于计算机发出的信号为数字量，故得名DDC控制。实际上受控的生产过程的控制部件,接受的控制信号可以通过控制机的过程输入/输出通道中的数/模(D/A)转换器将计算机输出的数字控制量中转换成模拟量;输入的模拟量也要经控制机的过程输入/输出通道的模/数(A/D)转换器转换成数字量进入计算机.DDC控制系统中常使用小型计算机或微型机的分时系统来实现多个点的控制功能.实际上是属于用控制机离散采样,实现离散多点控制.这种DDC计算机控制系统已成为当前计算机控制系统中主要控制形式之一.DDC控制的优点是灵活性大,集中可靠性高和价格便宜.能用数字运算形式对若干个回路,甚至数十个回路的生产过程,进行比例--- 积分---微分(PID)控制,使工业受控对象的状态保持在给定值上,偏差小且稳定.而且只要改变控制算法和应用程序便可实现较复杂的控制.如前馈控制和最佳控制等.一般情况下,DDC级控制常作为更复杂的高级控制的执行级.(二) 计算机监督控制系统计算机监督控制系统是针对某一种生产过程,依据生产过程的各种状态,按生产过程的数学模型计算出生产设备应运行的最佳给定值,并将最佳值自动地或人工对DDC执行级的计算机或对模拟调节仪表进行调正或设定控制的目标值.由DDC或调节仪表对生产过程各个点(运行设备)行使控制.SCC系统的特点是能保证受控的生产过程始终处于最佳状态情况下运行,因而获得最大效益.直接影响SCC效果优劣的首先是它的数学模型,为此要经常在运行过程中改进数学模型,并相应修改控制算法和应用控制程序.(三) 多级控制系统在现代生产企业中,不仅需要解决生产过程的在线控制问题,而且还要求解决生产管理问题,每日生产品种、数量的计划调度以及月季计划安排,制定长远规划、预报销售前景等, 于是出现了多级控制系统.DDC级主要用于直接控制生产过程,进行PID或前馈控制;SCC级主要用于进行最佳控制或自适应控制或自学习控制计算,并指挥DDC级控制同时向MIS级汇报情况.DDC级通常用微型计算机,SCC级一般用小型计算机或高档微型计算机.车间管理的MIS主要功能是根据工厂级下达的生产品种、数量命令和搜集上来的生产过程的状态的信息,随时进行合理调度,实现最优控制,指挥SCC级监督控制.工厂管理级的MIS主要功能是接受公司下达的生产任务和本厂的实际情况,进行最优化计算,制订本厂生产计划和短期(旬或周或日)安排,然后给车间级下达生产任务.公司管理级的MIS主要功能是对市场需求预测计算,制订战略上的长期发展规划,并对订货合同,原料供应情况和企业的生产状况,进行最优生产方案的比较选择计算,制订出整个公司企业较长时间(月或旬)的生产计划、销售计划,并向各工厂管理级下达任务.MIS级主要功能是实现信息实时处理,为各级决策者提供有用的信息,作出关于生产计划调度和管理方案,使计划协调和经营管理处于最优状态.这一级可根据企业的规模和管理范围的大小分成若干级.每级又依据要处理的信息量的大小确定采用的计算机的类型.一般情况车间级MIS用小型计算机或高档微型计算机,工厂管理级的MIS用中型计算机,而公司管理级的MIS则用大型计算机,或者用超大型计算机.(四)分布式控制或分散控制系统分散控制或分布控制,是将控制系统分成若干个独立的局部控制子系统,用以完成受控生产过程自动控制任务.由于微型计算机的出现与迅速发展,为实现分散控制提供了物质和技术基础,近年来分散控制得以异乎寻常的发展,且已成为计算机控制发展的重要趋势.自70年代起,又出现集中分散式的控制系统,简称集散系统.它是采用分散局部控制的新型的计算机控制系统.三、按调节规律分类如果按调节规律分类,计算机对工业生产过程进行控制所构成的系统可分成如下几种:(一)程序控制如果计算机控制系统是按着预先规定的时间函数进行控制,这种控制称之为程序控制.如炉温按着一定的时间曲线进行控制就为程序控制.这里的程序是指随时间变化就有确定对应变化值,而不是计算机所运行的程序.(二)顺序控制在程序控制的基础上产生了顺序控制,计算机如能根据随时间推移所确定对应值和此刻以前的控制结果两方面情况行使对生产过程控制的系统,称之为计算机的顺序控制.(三) 比例--积分--微分PID控制常规的模拟调节仪表可以完成PID控制.用微型计算机也可以实现PID控制.(四)前馈控制通常的反馈控制系统中,对干扰造成一定后果,才能反馈过来产生抑制干扰的控制作用,因而产生滞后控制的不良后果.为了克服这种滞后的不良控制,用计算机接受干扰信号后,在还没有产生后果之前插入一个前馈控制作用,使其刚好在干扰点上完全抵消干扰对控制变量的影响,因而又得名为扰动补偿控制.(五)最优控制(最佳控制)系统控制计算机如能有受控对象处于最佳状态运行的控制系统称之为最佳控制系统.如用计算机控制系统就是在现有的限定条件下,恰当选择控制规律(数学模型),使受控对象运行指标处于最优状态.如产量最大、消耗最大、质量合格率最高、废品率最少等。最佳状态是由定出的数学模型确定的,有时是在限定的某几种范围内追求单项最好指标,有时是要求综合性最优指标.(六)自适应控制系统上述的最佳控制,当工作条件或限定条件改变时,就不能获得最佳的控制效果了.如果在工作条件改变的情况下,仍然能的控制系统对受控对象的控制处于最佳状态,这样的控制系统称之为自适应系统.这就要求数学模型体现出在条件改变的情况下,如何达到最佳状态.控制计算机检测到条件改变的信息,按数学模型给出的规律进行计算,用以改变控制变量,使受控对象仍能处在最好状态.(七)自学习控制系统如果用计算机能够不断地根据受控对象运行结果积累经验,自行改变和完善控制规律,使控制效果愈来愈好,这样的控制系统被称为自学习控制系统.以上讲到的最优控制、自适应控制和自学习控制都涉及到多参数、多变量的复杂控制系统，都属于近代控制理论研究的问题。系统的稳定性的判断，多种因素影响控制的复杂数学模型研究等，都必须有生产管理、生产工艺、自动控制、检测仪表、程序设计、计算机硬件各方面人员相互配合才能得以实现。由受控对象要求反应时间的长短、控制点数多少和数学模型复杂程度来决定选用计算机规模。一般来说需要功能很强（速度与计算功能）的计算机才能实现。 上述诸种控制，可以是单一种也可不是单一的，可以几种形式结合对生产过程实现控制。这要针对受控对象的实际情况，在系统分析、系统设计时确定。

计算机控制系统分类 x0dx0ax0dx0a 计算机控制系统的分类有三种方法：以自动控制行式分类，以参于控制方式分类或以调节规律分类。 x0dx0a一、以自动控制行式分类x0dx0ax0dx0a以自动控制方式可以分成如下几类： x0dx0ax0dx0a（一) 计算机开环控制(Computer Open Loop Control)系统x0dx0ax0dx0a若计算机开环控制系统的输出对生产过程能行使控制,但控制结果---生产过程的状态没有影响计算机控制的系统,计算机控制器生产过程等环节没有构成闭合环路,则称之为计算机开环控制系统.从图上看出生产过程的状态没有反馈给计算机,而是由操作人员监视生产过程的状态,决定控制方案,并告诉控制计算机使其行使控制作用.x0dx0ax0dx0a(二) 计算机闭环控制x0dx0ax0dx0a计算机对生产对象或过程进行控制时,生产过程状态能直接影响计算机控制的系统,称之为计算机闭环控制系统.控制计算机在操作人员监视下,自动接受生产过程状态检测结果,计算并确定控制方案,直接指挥控制部件(器)的动作,行使控制生产过程作用.x0dx0ax0dx0a在这样的系统中,控制部件按控制机发来的控制信息对运行设备进行控制,另一方面运行设备的运行状态作为输出,由检测部件测出后,作为输入反馈给控制计算机;从而使控制计算机控制部件生产过程检测部件构成一个闭环回路.我们将这种控制形式称之为控制计算机闭环控制.x0dx0ax0dx0a计算机闭环控制系统,利用数学模型设置生产过程最佳值与检测结果反馈值之间的偏差,控制达到生产过程运行在最佳状态.x0dx0ax0dx0a(三) 在线控制x0dx0ax0dx0a只要计算机对受控对象或受控生产过程,能够行使直接控制,不需要人工干预的都称之为控制计算机在线控制或称联机控制系统.x0dx0ax0dx0a(四) 离线控制x0dx0ax0dx0a控制计算机没有直接参于控制对象或受控生产过程.它只完成受控对象或受控过程的状态检测,并对检测的数据进行处理;而后制定出控制方案,输出控制指示,操作人员参考控制指示,人工手动操作使控制部件对受控对象或受控过程进行控制.这种控制形式称之为计算机离线控制系统.x0dx0ax0dx0a(五) 实时控制系统x0dx0ax0dx0a控制计算机实时控制系统是指受控制的对象或受控过程,每当请求处理或请求控制时,控制机能及时处理并进行控制的系统,常用在生产过程是间断进行的场合.如炼钢,每炼一炉钢是一个过程;又如轧钢过程,每轧出一块钢算一个过程,每个过程都重复进行.只有进入过程才要求计算机进行控制.在计算机一旦进行控制时,就要求计算机对来自生产过程的信息在规定的时间内作出反应或控制.这种系统常使用完善的中断系统和中断处理程序来实现.综上所述,一个在线系统并不一定是实时系统.但是一个实时系统必是一个在线系统.x0dx0ax0dx0a二、 以参于控制方式来分类x0dx0ax0dx0a按控制机参于控制方式来分类， 可分成如下几种： x0dx0ax0dx0a（一）直接数字控制系统x0dx0ax0dx0a由控制计算机取代常规的模拟调节仪表而直接对生产过程进行控制,由于计算机发出的信号为数字量，故得名DDC控制。实际上受控的生产过程的控制部件,接受的控制信号可以通过控制机的过程输入/输出通道中的数/模(D/A)转换器将计算机输出的数字控制量中转换成模拟量;输入的模拟量也要经控制机的过程输入/输出通道的模/数(A/D)转换器转换成数字量进入计算机.x0dx0ax0dx0aDDC控制系统中常使用小型计算机或微型机的分时系统来实现多个点的控制功能.实际上是属于用控制机离散采样,实现离散多点控制.这种DDC计算机控制系统已成为当前计算机控制系统中主要控制形式之一.x0dx0ax0dx0aDDC控制的优点是灵活性大,集中可靠性高和价格便宜.能用数字运算形式对若干个回路,甚至数十个回路的生产过程,进行比例--- 积分---微分(PID)控制,使工业受控对象的状态保持在给定值上,偏差小且稳定.而且只要改变控制算法和应用程序便可实现较复杂的控制.如前馈控制和最佳控制等.一般情况下,DDC级控制常作为更复杂的高级控制的执行级.x0dx0ax0dx0a(二) 计算机监督控制系统x0dx0ax0dx0a计算机监督控制系统是针对某一种生产过程,依据生产过程的各种状态,按生产过程的数学模型计算出生产设备应运行的最佳给定值,并将最佳值自动地或人工对DDC执行级的计算机或对模拟调节仪表进行调正或设定控制的目标值.由DDC或调节仪表对生产过程各个点(运行设备)行使控制.x0dx0ax0dx0aSCC系统的特点是能保证受控的生产过程始终处于最佳状态情况下运行,因而获得最大效益.直接影响SCC效果优劣的首先是它的数学模型,为此要经常在运行过程中改进数学模型,并相应修改控制算法和应用控制程序.x0dx0ax0dx0a(三) 多级控制系统x0dx0ax0dx0a在现代生产企业中,不仅需要解决生产过程的在线控制问题,而且还要求解决生产管理问题,每日生产品种、数量的计划调度以及月季计划安排,制定长远规划、预报销售前景等, 于是出现了多级控制系统.x0dx0ax0dx0aDDC级主要用于直接控制生产过程,进行PID或前馈控制;SCC级主要用于进行最佳控制或自适应控制或自学习控制计算,并指挥DDC级控制同时向MIS级汇报情况.DDC级通常用微型计算机,SCC级一般用小型计算机或高档微型计算机.x0dx0ax0dx0a车间管理的MIS主要功能是根据工厂级下达的生产品种、数量命令和搜集上来的生产过程的状态的信息,随时进行合理调度,实现最优控制,指挥SCC级监督控制.x0dx0ax0dx0a工厂管理级的MIS主要功能是接受公司下达的生产任务和本厂的实际情况,进行最优化计算,制订本厂生产计划和短期(旬或周或日)安排,然后给车间级下达生产任务.x0dx0ax0dx0a公司管理级的MIS主要功能是对市场需求预测计算,制订战略上的长期发展规划,并对订货合同,原料供应情况和企业的生产状况,进行最优生产方案的比较选择计算,制订出整个公司企业较长时间(月或旬)的生产计划、销售计划,并向各工厂管理级下达任务.x0dx0ax0dx0aMIS级主要功能是实现信息实时处理,为各级决策者提供有用的信息,作出关于生产计划调度和管理方案,使计划协调和经营管理处于最优状态.这一级可根据企业的规模和管理范围的大小分成若干级.每级又依据要处理的信息量的大小确定采用的计算机的类型.一般情况车间级MIS用小型计算机或高档微型计算机,工厂管理级的MIS用中型计算机,而公司管理级的MIS则用大型计算机,或者用超大型计算机.x0dx0ax0dx0a(四)分布式控制或分散控制系统x0dx0ax0dx0a分散控制或分布控制,是将控制系统分成若干个独立的局部控制子系统,用以完成受控生产过程自动控制任务.由于微型计算机的出现与迅速发展,为实现分散控制提供了物质和技术基础,近年来分散控制得以异乎寻常的发展,且已成为计算机控制发展的重要趋势.x0dx0ax0dx0a自70年代起,又出现集中分散式的控制系统,简称集散系统.它是采用分散局部控制的新型的计算机控制系统.x0dx0ax0dx0a三、按调节规律分类x0dx0ax0dx0a如果按调节规律分类,计算机对工业生产过程进行控制所构成的系统可分成如下几种:x0dx0ax0dx0a(一)程序控制x0dx0ax0dx0a如果计算机控制系统是按着预先规定的时间函数进行控制,这种控制称之为程序控制.如炉温按着一定的时间曲线进行控制就为程序控制.这里的程序是指随时间变化就有确定对应变化值,而不是计算机所运行的程序.x0dx0ax0dx0a(二)顺序控制x0dx0ax0dx0a在程序控制的基础上产生了顺序控制,计算机如能根据随时间推移所确定对应值和此刻以前的控制结果两方面情况行使对生产过程控制的系统,称之为计算机的顺序控制.x0dx0ax0dx0a(三) 比例--积分--微分PID控制常规的模拟调节仪表可以完成PID控制.用微型计算机也可以实现PID控制.x0dx0ax0dx0a(四)前馈控制x0dx0ax0dx0a通常的反馈控制系统中,对干扰造成一定后果,才能反馈过来产生抑制干扰的控制作用,因而产生滞后控制的不良后果.为了克服这种滞后的不良控制,用计算机接受干扰信号后,在还没有产生后果之前插入一个前馈控制作用,使其刚好在干扰点上完全抵消干扰对控制变量的影响,因而又得名为扰动补偿控制.x0dx0ax0dx0a(五)最优控制(最佳控制)系统x0dx0ax0dx0a控制计算机如能有受控对象处于最佳状态运行的控制系统称之为最佳控制系统.如用计算机控制系统就是在现有的限定条件下,恰当选择控制规律(数学模型),使受控对象运行指标处于最优状态.如产量最大、消耗最大、质量合格率最高、废品率最少等。最佳状态是由定出的数学模型确定的,有时是在限定的某几种范围内追求单项最好指标,有时是要求综合性最优指标.x0dx0ax0dx0a(六)自适应控制系统x0dx0ax0dx0a上述的最佳控制,当工作条件或限定条件改变时,就不能获得最佳的控制效果了.如果在工作条件改变的情况下,仍然能的控制系统对受控对象的控制处于最佳状态,这样的控制系统称之为自适应系统.这就要求数学模型体现出在条件改变的情况下,如何达到最佳状态.控制计算机检测到条件改变的信息,按数学模型给出的规律进行计算,用以改变控制变量,使受控对象仍能处在最好状态.x0dx0ax0dx0a(七)自学习控制系统x0dx0ax0dx0a如果用计算机能够不断地根据受控对象运行结果积累经验,自行改变和完善控制规律,使控制效果愈来愈好,这样的控制系统被称为自学习控制系统.x0dx0ax0dx0a以上讲到的最优控制、自适应控制和自学习控制都涉及到多参数、多变量的复杂控制系统，都属于近代控制理论研究的问题。系统的稳定性的判断，多种因素影响控制的复杂数学模型研究等，都必须有生产管理、生产工艺、自动控制、检测仪表、程序设计、计算机硬件各方面人员相互配合才能得以实现。由受控对象要求反应时间的长短、控制点数多少和数学模型复杂程度来决定选用计算机规模。一般来说需要功能很强（速度与计算功能）的计算机才能实现。 x0dx0ax0dx0a上述诸种控制，可以是单一种也可不是单一的，可以几种形式结合对生产过程实现控制。这要针对受控对象的实际情况，在系统分析、系统设计时确定。

计算机控制系统的组成及特点 由于计算机控制系统是利用计算机来实现工业生产过程的自动控制，它主要由传感器、过程输入输出通道、计算机及其外设、操作台、执行器等组成。它以可靠性，可维护性，实时性，性能价格比优为其设计的思想。具有如下的特点： （1）随着生产规模的扩大，模拟控制盘越来越长，这给集中监视和操作带来困难；而计算机采用分时操作，用一台计算机可以代替许多台常规仪表，在一台计算机上操作与监视则方便了许多。 （2）计算机控制系统，由于其所实现功能的软件化，复杂控制系统的实现或控制方案的修改可能只需修改程序、重新组态即可实现。 （3）计算机控制系统可以通过通信网络而互通信息，实现数据和信息共享，能使操作人员及时了解生产情况，改变生产控制和经营策略，使生产处于最优状态。 （4）计算机具有记忆和判断功能，它能够综合生产中各方面的信息，在生产发生异常情况下，及时做出判断，采取适当措施，并提供故障原因的准确指导，缩短系统维修和排除故障时间，提高系统运行的安全性，提高生产效率。

集散控制系统简称DCS，也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。目前DCS在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。DCS通常采用分级递阶结构，如图3.1所示，每一级由若干子系统组成，每一个子系统实现若干特定的有限目标，形成金字塔结构。可靠性是DCS发展的生命，要保证DCS的高可靠性主要有三种措施：一是广泛应用高可靠性的硬件设备和生产工艺；二是广泛采用冗余技术；三是在软件设计上广泛实现系统的容错技术、故障自诊断和自动处理技术等。当今大多数集散控制系统的MTBF可达几万甚至几十万小时。DCS的软件体系通常可以为用户提供相当丰富的功能软件模块和功能软件包，控制工程师利用DCS提供的组态软件，将各种功能软件进行适当的“组装连接”（即组态），生成满足控制系统的要求各种应用软件。(1)现场控制单元的软件系统现场控制单元的软件主要包括以实时数据库为中心的数据巡检、控制算法、控制输出和网络通信等软件模块组成。实时数据库起到了中心环节的作用，在这里进行数据共享，各执行代码都与它交换数据，用来存储现场采集的数据、控制输出以及某些计算的中间结果和控制算法结构等方面的信息。数据巡检模块用以实现现场数据、故障信号的采集，并实现必要的数字滤波、单位变换、补偿运算等辅助功能。DCS的控制功能通过组态生成，不同的系统，需要的控制算法模块各不相同，通常会涉及以下一些模块：算术运算模块、逻辑运算模块、PID控制模块、变型PID模块、手自动切换模块、非线性处理模块、执行器控制模块等等。控制输出模块主要实现控制信号以故障处理的输出。(2)操作站的软件系统DCS中的操作站用以完成系统的开发、生成、测试和运行等任务，这就需要相应的系统软件支持，这些软件包括操作系统、编程语言及各种工具软件等。一套完善的DCS，在操作站上运行的应用软件应能实现如下功能：实时数据库、网络管理、历史数据库管理、图形管理、历史数据趋势管理、数据库详细显示与修改、记录报表生成与打印、人机接口控制、控制回路调节、参数列表、串行通信和各种组态等。

DCS就是把现场仪表信号传输进控制室统一管理，分软体和硬体。分别需要懂仪表和电脑程序相关知识。集散控制系统及应用一、集散控制系统的基本概念集散控制系统是以微处理为基础的集中分散控制系统，它的主要特征是集中管理和分散控制。基本思路：1、把集中的计算机控制系统分解为分散的控制系统，有专门的过程分散控制装置，在过程控制级各自完成过程中的部分控制和操作。2、从模拟电动仪表的操作习惯出发，开发人—机间良好的操作界面，用于操作人员的监视操作。3、为了使操作站与过程控制装置之间建立数据的联系，建立数据的通信系统，使数据能在操作人员和生产过程间相互传递。二、集散控制系统的基本结构1、分散过程控制装置 2、操作管理装置 3、通信系统三、DCS的基本组成部分1、面向被控制现场的现场I/O控制站。2、面向操作人员的操作员站。3、面向DCS监督管理的工程师站。DCS操作员站主要功能是为系统的运行操作提供人机界面，使操作员可以通过操作员站及时了解现场运行状态、各种运行参数、是否有异常情况发生。四、DCS的特点1、分级阶梯结构 2、分散控制 3、自治和协调性五、DCS功能设计1、现场的数据采集功能2、监视报警功能3、日志管理服务器功能4、事故追忆功能5、时间顺序记录功能（SOE）6、二次高级计算功能7、DCS的人机界面集散控制系统(DCS)简介DCS，即所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。在系统功能方面，DCS和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。首先，DCS的骨架——系统网络，它是DCS的基础和核心。由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用，因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。对于DCS的系统网络来说，它必须满足实时性的要求，即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度，是指在无论何种情况下，信息传送都能在这个时间限度内完成，而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此，衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率，即通常所说的每秒比特数（bps），而是系统网络的实时性，即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠，无论在任何情况下，网络通信都不能中断，因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。为了满足系统扩充性的要求，系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。这样，一方面可以随时增加新的节点，另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态，以确保系统的实时性和可靠性。在系统实际运行过程中，各个节点的上网和下网是随时可能发生的，特别是操作员站，这样，网络重构会经常进行，而这种操作绝对不能影响系统的正常运行，因此，系统网络应该具有很强在线网络重构功能。其次，这是一种完全对现场I/O处理并实现直接数字控制（DOS）功能的网络节点。一般一套DCS中要设置现场I/O控制站，用以分担整个系统的I/O和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效，提高系统可靠性，也可以使各站点分担数据采集和控制功能，有利于提高整个系统的性能。DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面（HMI-Human Machine Interface或operator interface）功能的网络节点。系统网络是DCS的工程师站，它是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件（即组态软件），并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳的工作状态之下。与集中式控制系统不同，所有的DCS都要求有系统组态功能，可以说，没有系统组态功能的系统就不能称其为DCS。DCS自1975年问世以来，已经经历了二十多年的发展历程。在这二十多年中，DCS虽然在系统的体系结构上没有发生重大改变，但是经过不断的发展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。总的来说，DCS正在向着更加开放，更加标准化，更加产品化的方向发展。作为生产过程自动化领域的计算机控制系统，传统的DCS仅仅是一个狭义的概念。如果以为DCS只是生产过程的自动化系统，那就会引出错误的结论，因为现在的计算机控制系统的含义已被大大扩展了，它不仅包括过去DCS中所包含的各种内容，还向下深入到了现场的每台测量设备、执行机构，向上发展到了生产管理，企业经营的方方面面。传统意义上的DCS现在仅仅是指生产过程控制这一部分的自动化，而工业自动化系统的概念，则应定位到企业全面解决方案，即total solution 的层次。只有从这个角度上提出问题并解决问题，才能使计算机自动化真正起到其应有的作用。进入九十年代以后，计算机技术突飞猛进，更多新的技术被应用到了DCS之中。PLC是一种针对顺序逻辑控制发展起来的电子设备，它主要用于代替不灵活而且笨重的继电器逻辑。现场总线技术在进入九十年代中期以后发展十分迅猛，以至于有些人已做出预测：基于现场总线的FCS将取代DCS成为控制系统的主角。

1. 计算机控制系统的硬件主要由计算机系统和过程输入输出系统等组成。 （一）计算机系统包括主机和外围设备；主机由CPU 和 内存储器 (RAM,ROM)组成，它是计算机控制系统的核心。主机根据过程输入设备送来的实时生产过程工作状况的各种信息以及预定的控制算法，自动的进行信息处理，及时的选定相应的控制策略，并实时地通过过程输出设备向生产过程发送控制命令。 外围设备可分为输入设备、输出设备、通信设备和外存设备。 常用的输入设备有键盘、专用操作台等，用来输入程序、数据和操作命令。 常用的输出设备有有显示器、打印机、绘图机和各种专用的显示台，他们以字符、表格、曲线、图形、指示灯等形式反映生产过程工况和控制信息、 常用的外存设备有磁盘、磁带、光盘等，有兼输入输出功能，存放程序和数据。 （二）过程输入输出系统 它由输入输出通道及接口、信号检测及变送装置和执行结构等组成。 输入“输出通道及接口是计算机与外部连接的桥梁。常用的输入输出接口有并行接口、串行接口等，输入输出通道有模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。前者一方面将检测変送装置得到的工业对象的生产过程参数变成二进制代码送给计算机；另一方面通过计算机进行模数转换，以实现对生产过程的控制。数字量IO通道除完成编码数字输入输出外，还将各种继电器、限位开关的状态通过输入接口传送给计算机，或将计算机发出的开关动作逻辑信号经由输出接口传送给生产过程中的各个开关、继电器等。 检测変送装置的功能为把检测到的各种物理量状变成电信号，并转换成适用于计算机输入的标准信号。 执行结构用来驱动工业对象，完成相应的动作。常见的有电动机、调节阀、电液伺服阀、各种开关等。

目前操作系统种类繁多，很难用单一标准统一分类。 根据操作系统的使用环境和对作业处理方式来考虑，可分为批处理系统(MVX、DOS/VSE)、分时系统(WINDOWS、UNIX、XENIX、Mac OS)、实时系统(iEMX、VRTX、RTOS,RT Linux)； 根据所支持的用户数目，可分为单用户(MSDOS、 OS/2)、多用户系统(UNIX、MVS、Windows)； 根据硬件结构，可分为网络操作系统(Netware、Windows NT、 OS/2 warp)、分布式系统(Amoeba)、多媒体系统(Amiga)等。 操作系统的五大类型是：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统。 CP/M CP/M其实就是第一个微机操作系统，享有指挥主机、内存、磁鼓、磁带、磁盘、打印机等硬设备的特权。通过控制总线上的程序和数据，操作系统有条不紊地执行着人们的指令…… 主设计人：Gary Kildall博士 出现年月：1974年 MS-DOS DOS系统是1981年由微软公司为IBM个人电脑开发的，即MS-DOS。它是一个单用户单任务的操作系统。在1985年到1995年间DOS占据操作系统的统治地位。 主设计人：Tim Paterson 出现年月：1981年 特点 文件管理方便 外设支持良好 小巧灵活 应用程序众多 Windows Windows是一个为个人电脑和服务器用户设计的操作系统。它的第一个版本由微软公司发行于1985年，并最终获得了世界个人电脑操作系统软件的垄断地位。所有最近的Windows都是完全独立的操作系统。 主设计：微软 出现年月：1985年 >>>>>详细内容 特点 界面图形化 多用户、多任务网络支持良好出色的多媒体功能 硬件支持良好 众多的应用程序 Unix Unix是一种分时计算机操作系统，1969在AT&TBell实验室诞生。从此以后其优越性不可阻挡的占领网络。大部分重要网络环节都是Unix构造。 主设计：AT&TBell实验室 出现年月：1969年 特点 网络和系统管理 高安全性通信可连接性 Internet 数据安全性 可管理性 系统管理器 Ignite/UX 进程资源管理器 Linux 简单的说，Linux是Unix克隆的操作系统，在源代码上兼容绝大部分Unix标准，是一个支持多用户、多进程、多线程、实时性较好的且稳定的操作系统。 主设计人：Linus Torvalds 出现年月：1991年 特点 完全免费 完全兼容POSIX 1.0标准 多用户、多任务 良好的界面 丰富的网络功能 可靠的安全、稳定性能 多进程、多线程、实时性好 支持多种平台 FreeBSD FreeBSD是由许多人参与开发和维护的一种先进的BSD UNIX操作系统。突出的特点FreeBSD提供先进的联网、负载能力，卓越的安全和兼容性。 主设计：加州伯克利学校 出现年月：1993年 特点 多任务功能 多用户系统 强大的网络功能 Unix兼容性强 高效的虚拟存储器管理 方便的开发功能 Mac OS Mac OS是一套运行于苹果Macintosh系列电脑上的操作系统。Mac OS是首个在商用领域成功的图形用户界面。现行的最新的系统版本是Mac OS X 10.3.x版。 主设计人：比尔·阿特金森、杰夫·拉斯金和安迪·赫茨菲尔德 出现年月：1984年 特点 多平台兼容模式 为安全和服务做准备 占用更少的内存 多种开发工具 Palm OS Palm OS是一种32位的嵌入式操作系统，用于掌上电脑。Palm OS与同步软件HotSync结合可以使掌上电脑与PC机上的信息实现同步，把台式机的功能扩展到了手掌上。 主设计：3Com公司的Palm Computing部 出现年月：1996年

微型计算机控制系统的发展是与组成该控制系统的核心部分 — 微型计算机的发展紧密相连的。微型计算机和微处理器自从 20 世纪 70 年代崛起以来，发展极为迅猛：芯片的集成度越来越高；半导体存储器的容量越来越大；控制和计算机性能，几乎每两年就提高一个数量级。另外，大量新型接口和专用芯片不断涌现、软件的日益完善和丰富，大大扩大了微型计算机的功能，这为促进微型计算机机系统的发展创造了条件。目前，计算机控制技术正向智能化、网络化和集成化的方向发展。微型计算机控制系统的发展趋势右以下几个方面· 以工业 PC 为基础的低成本工业控制自动化将成为主流。· PLC 在向微型化、网络化、 PC 化合开放性方向发展。· 面向测控管一体化设计的 DCS 系统。· 控制系统正向现场总线（ FCS ）方向发展。· 仪器仪表技术在向数字化、智能化、网络化、微型化方向发展。· 工业控制网络将向有线和无线相结合的方向发展。· 工业控制软件正向先进控制方向发展。以工业 PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流:工业控制自动化主要包含三个层次，从下往上依次是基础自动化、过程自动化和管理自动化，其核心是基础自动化和过程自动化。传统的自动化系统，基础自动化部分基本被 PLC和DCS所垄断，过程自动化和管理自动化部分主要是由小型机组成。20世纪90年代以来，由于PC-based的工业计算机（工业PC）的发展，以工业PC、I/O装置、监控装置、控制网络组成的PC-based的自动化系统得到了迅速普及，成为实现低成本工业自动化的重要途径由于基于 PC的控制器被证明可以像PLC一样可靠，并且被操作和维护人员接受，所以，一个接一个的制造商至少在部分生产中正在采用PC控制方案。基于PC的控制系统易于安装和使用，有高级的诊断功能，为系统集成商提供了更灵活的选择，从长远角度看，PC控制系统维护成本低。工业 PC主要包含两种类型：IPC工控机和CompactPCI工控机以及它们的变形机。由于基础自动化和过程自动化对工业PC的运行稳定性、热插拔和冗余配置要求很高，现有的IPC已经不能完全满足要求，将逐渐退出该领域，取而代之的将是 CompactPCI-based工控机，而IPC将占据管理自动化层。当 “ 软 PLC ” 出现时，曾认为工业 PC将会取代PLC。然而，时至今日工业PC并没有代替PLC，主要有两个原因：一个是系统集成商的原因；另一个是软件操作系统的原因。一个成功的PC-based控制系统要具备两点：一是所有工作要由一个平台上的软件完成；二是向客户提供所需要的所有东西。工业PC与PLC的竞争将主要在高端应用上，其数据复杂且设备集成度高。工业PC不可能与低价的微型PLC竞争，这也是PLC市场增长最快的一部分。从发展趋势看，控制系统的将来很可能存在于工业PC 和 PLC之间。PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展：长期以来，PLC始终处于工业控制自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与DCS和工业PC形成了三足鼎立之势。同时，PLC也承受着来自其它技术产品的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。微型化、网络化、PC化和开放性是PLC未来发展的主要方向。在基于PLC自动化的早期，PLC体积大而且价格昂贵。但在最近几年，微型PLC已经出现，价格只有几百元。随着软PLC控制组态软件的进一步完善和发展，安装有软PLC组态软件和PC-based控制的市场份额将逐步得到增长。当前，过程控制领域最大的发展趋势之一就是Ethernet技术的扩展，PLC也不例外。现在越来越多的PLC供应商开始提供Ethernet接口。可以相信，PLC将继续向开放式控制系统方向转移，尤其是基于工业PC的控制系统。面向测控管一体化设计的 DCS系统：小型化、多样化、PC化和开放性是未来DCS发展的主要方向。目前小型DCS所占有的市场，已逐步与PLC、工业PC、FCS共享。今后小型DCS可能首先与这三种系统融合，而且 “ 软 DCS ” 技术将首先在小型 DCS中得到发展。PC-based控制将更加广泛地应用于中小规模的过程控制，各DCS厂商也将纷纷推出基于工业PC的小型DCS系统。开放性的DCS系统将同时向上和向下双向延伸，使来自生产过程的现场数据在整个企业内部自由流动，实现信息技术与控制技术的无缝连接，向测控管一体化方向发展。控制系统正在向现场总线（ FCS）方向发展：由于3C技术的发展，过程控制系统将由DCS发展到FCS。FCS可以将PID控制彻底分散到现场设备中。基于现场总线的FCS又是全分散、全数字化、全开放和可互操作的新一代生产过程自动化系统，它将取代现场一对一的4－20mA模拟信号线，给传统的工业自动化控制系统体系结构带来革命性的变化。根据IEC61158的定义，现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线使测控设备具备了数字计算和数字通信能力，提高了信号的测量、传输和控制精度，提高了系统与设备的功能、性能。除了 IEC61158的8种现场总线外，IEC TC17B通过了三种总线标准：SDS、ASI、Device NET。另外，ISO公布了ISO 11898 CAN标准。目前在各种现场总线的竞争中，以Ethernet为代表的COTS通信技术正成为现场总线发展中新的亮点。采用现场总线技术构造低成本的现场总线控制系统，促进现场仪表的智能化、控制功能分散化、控制系统开放化，符合工业控制系统的技术发展趋势。总之，计算机控制系统的发展在经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统以及集散控制系统（ DCS）后，将朝着现场总线控制系统（FCS）的方向发展。虽然以现场总线为基础的FCS发展很快，但FCS发展还有很多工作要做，如统一标准、仪表智能化等。另外，传统控制系统的维护和改造还需要DCS，因此FCS完全取代传统的DCS还需要一个较长的过程，同时DCS本身也在不断的发展与完善。可以肯定的是，结合DCS、工业以太网、先进控制等新技术的FCS将具有强大的生命力。工业以太网以及现场总线技术作为一种灵活、方便、可靠的数据传输方式，在工业现场得到了越来越多的应用，并将在控制领域中占有更加重要的地位。计算机网络技术、无线技术以及智能传感器技术的结合，产生了 “ 基于无线技术的网络化智能传感器 ” 的全新概念。这种基于无线技术的网络化智能传感器使得工业现场的数据能够通过无线链路直接在网络上传输、发布和共享。无线局域网技术能够在工厂环境下，为各种智能现场设备、移动机器人以及各种自动化设备之间的通信提供高带宽的无线数据链路和灵活的网络拓扑结构，在一些特殊环境下有效地弥补了有线网络的不足，进一步完善了工业控制网络的通信性能 。

DCS就是把现场仪表信号传输进控制室统一管理，分软体和硬体。分别需要懂仪表和电脑程序相关知识

一、组装硬件二、分区、格式化硬盘三、装操作系统四、装驱动程序五、安装上网、杀毒等一些应用程序。

　　按控制机参于控制方式来分类， 可分成如下几种：（一）直接数字控制系统由控制计算机取代常规的模拟调节仪表而直接对生产过程进行控制,由于计算机发出的信号为数字量，故得名DDC控制。实际上受控的生产过程的控制部件,接受的控制信号可以通过控制机的过程输入/输出通道中的数/模(D/A)转换器将计算机输出的数字控制量中转换成模拟量;输入的模拟量也要经控制机的过程输入/输出通道的模/数(A/D)转换器转换成数字量进入计算机.DDC控制系统中常使用小型计算机或微型机的分时系统来实现多个点的控制功能.实际上是属于用控制机离散采样,实现离散多点控制.这种DDC计算机控制系统已成为当前计算机控制系统中主要控制形式之一.DDC控制的优点是灵活性大,集中可靠性高和价格便宜.能用数字运算形式对若干个回路,甚至数十个回路的生产过程,进行比例--- 积分---微分(PID)控制,使工业受控对象的状态保持在给定值上,偏差小且稳定.而且只要改变控制算法和应用程序便可实现较复杂的控制.如前馈控制和最佳控制等.一般情况下,DDC级控制常作为更复杂的高级控制的执行级.(二) 计算机监督控制系统计算机监督控制系统是针对某一种生产过程,依据生产过程的各种状态,按生产过程的数学模型计算出生产设备应运行的最佳给定值,并将最佳值自动地或人工对DDC执行级的计算机或对模拟调节仪表进行调正或设定控制的目标值.由DDC或调节仪表对生产过程各个点(运行设备)行使控制.SCC系统的特点是能保证受控的生产过程始终处于最佳状态情况下运行,因而获得最大效益.直接影响SCC效果优劣的首先是它的数学模型,为此要经常在运行过程中改进数学模型,并相应修改控制算法和应用控制程序.(三) 多级控制系统在现代生产企业中,不仅需要解决生产过程的在线控制问题,而且还要求解决生产管理问题,每日生产品种、数量的计划调度以及月季计划安排,制定长远规划、预报销售前景等, 于是出现了多级控制系统.DDC级主要用于直接控制生产过程,进行PID或前馈控制;SCC级主要用于进行最佳控制或自适应控制或自学习控制计算,并指挥DDC级控制同时向MIS级汇报情况.DDC级通常用微型计算机,SCC级一般用小型计算机或高档微型计算机.车间管理的MIS主要功能是根据工厂级下达的生产品种、数量命令和搜集上来的生产过程的状态的信息,随时进行合理调度,实现最优控制,指挥SCC级监督控制.工厂管理级的MIS主要功能是接受公司下达的生产任务和本厂的实际情况,进行最优化计算,制订本厂生产计划和短期(旬或周或日)安排,然后给车间级下达生产任务.公司管理级的MIS主要功能是对市场需求预测计算,制订战略上的长期发展规划,并对订货合同,原料供应情况和企业的生产状况,进行最优生产方案的比较选择计算,制订出整个公司企业较长时间(月或旬)的生产计划、销售计划,并向各工厂管理级下达任务.MIS级主要功能是实现信息实时处理,为各级决策者提供有用的信息,作出关于生产计划调度和管理方案,使计划协调和经营管理处于最优状态.这一级可根据企业的规模和管理范围的大小分成若干级.每级又依据要处理的信息量的大小确定采用的计算机的类型.一般情况车间级MIS用小型计算机或高档微型计算机,工厂管理级的MIS用中型计算机,而公司管理级的MIS则用大型计算机,或者用超大型计算机.(四)分布式控制或分散控制系统分散控制或分布控制,是将控制系统分成若干个独立的局部控制子系统,用以完成受控生产过程自动控制任务.由于微型计算机的出现与迅速发展,为实现分散控制提供了物质和技术基础,近年来分散控制得以异乎寻常的发展,且已成为计算机控制发展的重要趋势.自70年代起,又出现集中分散式的控制系统,简称集散系统.它是采用分散局部控制的新型的计算机控制系统.

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　　dcs是什么意思 dcs相关介绍 　　 中文名： 分布式控制系统 　　 外文名： Distributed Control System 　　 别称： 分布式控制系统 　　 概述： DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System)，在国内自控行业又称之为集散控制系统。是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。 　　 系统的主要技术概述 　　系统主要有现场控制站(I/O站)、数据通讯系统、人机接口单元(操作员站OPS、工程师站ENS)、机柜、电源等组成。系统具备开放的体系结构，可以提供多层开放数据接口。硬件系统在恶劣的工业现场具有高度的可靠性、维修方便、工艺先进。底层汉化的软件平台具备强大的处理功能，并提供方便的组态复杂控制系统的能力与用户自主开发专用高级控制算法的支持能力;易于组态，易于使用。支持多种现场总线标准以便适应未来的扩充需要。系统的设计采用合适的冗余配置和诊断至模件级的自诊断功能，具有高度的可靠性。 　　系统内任一组件发生故障，均不会影响整个系统的工作。系统的参数、报警、自诊断及其他管理功能高度集中在CRT上显示和在打印机上打印，控制系统在功能和物理上真正分散，整个系统的可利用率至少为99.9%;系统平均无故障时间为10万小时，实现了核电、火电、热电、石化、化工、冶金、建材诸多领域的完整监控。“域”的概念。把大型控制系统用高速实时冗余网络分成若干相对独立的分系统，一个分系统构成一个域，各域共享管理和操作数据，而每个域内又是一个功能完整的DCS系统，以便更好的满足用户的使用。 　　网络结构可靠性、开放性及先进性。在系统操作层，采用冗余的100Mbps以太网;在控制层，采用冗余的100Mbps工业以太网，保证系统的可靠性;在现场信号处理层，12Mbps的PROFIBUS总线连接中央控制单元和各现场信号处理模块。标准的Client/Server结构。有的DCS的操作层采用Client/Server结构开放并且可靠的操作系统。系统的操作层采用WINDOWS NT操作系统;控制站采用成熟的嵌入式实时多任务操作系统QNS以确保控制系统的实时性、安全性和可靠性。标准的控制组态软件。系统采用IEC61131-3标准的控制组态工具，可以实现任何监测、控制要求。可扩展性和可裁剪性，保证经济性。 　　 历史前沿 　　DCS自1975年问世以来，已经经历了三十多年的发展历程。在这三十多年中，DCS虽然在系统的体系结构上没有发生重大改变，但是经过不断的发展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。总的来说，DCS正在向着更加开放，更加标准化，更加产品化的方向发展。 　　作为生产过程自动化领域的计算机控制系统，传统的DCS仅仅是一个狭义的概念。如果以为DCS只是生产过程的自动化系统，那就会引出错误的结论，因为现在的计算机控制系统的含义已被大大扩展了，它不仅包括过去DCS中所包含的各种内容，还向下深入到了现场的每台测量设备、执行机构，向上发展到了生产管理，企业经营的方方面面。传统意义上的DCS现在仅仅是指生产过程控制这一部分的自动化，而工业自动化系统的概念，则应定位到企业全面解决方案，即total solution 的层次。只有从这个角度上提出问题并解决问题，才能使计算机自动化真正起到其应有的作用。 　　进入九十年代以后，计算机技术突飞猛进，更多新的技术被应用到了DCS之中。PLC是一种针对顺序逻辑控制发展起来的电子设备，它主要用于代替不灵活而且笨重的继电器逻辑。现场总线技术在进入九十年代中期以后发展十分迅猛，以至于有些人已做出预测：基于现场总线的FCS将取代DCS成为控制系统的主角。 　　但是现场总线并未能够代替DCS。其原因如下： 　　1.现场总线的低速网络特性，使其每条总线的仪表数并未达到理性数量。实际应用中，一条H1总线大约只能安装8台仪表。这样一来，现场总线的节省电缆优势就非常有限了。 　　2.现场总线标准不统一，没有一种取得绝对优势，用户无从选择。 　　3.现场总线始终未能很好解决危险区本安特性问题。 　　 系统结构 　　从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统(MIS系统)，作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。 　　DCS的控制程序：DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的(也有在IO模件中执行控制逻辑的情况，如FOXBORO的DI/DO模件中就可以执行顺序控制逻辑)。 　　过程控制站的组成： 　　DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU(中央处理器)、网络接口和I/O组成 　　I/O：控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是I/O。DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器(调节阀)。 　　I/O单元：通常，一个过程控制站是有几个机架组成，每个机架可以摆放一定数量的模块。CPU所在的机架被称为CPU单元，同一个过程站中只能有一个CPU单元，其他只用来摆放I/O模块的机架就是I/O单元。 　　 系统特点 　　(1)高可靠性由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。 　　(2)开放性DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。 　　(3)灵活性通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。 　　(4)易于维护功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。 　　(5)协调性各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。 　　(6)控制功能齐全控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的构成方式十分灵活，可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成，也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展，DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能，如计划调度、仓储管理、能源管理等。 　　 相关介绍 　　计算机和网络技术的飞速发展，引起了自动化控制系统结构的变革，一种世界上最新型的控制系统即现场总线控制系统(Fieldbus Control System，FCS)在上世纪九十年代走向实用化，并正以迅猛的势头快速发展。现场总线控制系统是目前自动化技术中的一个热点，正越来越受到国内外自动化设备制造商与用户的关注。现场总线控制系统的出现，将给自动化领域在过程控制系统上带来又一次革命，其深度和广度将超过历史的任何一次，从而开创自动化的新纪元。 　　FCS可以说是第五代过程控制系统，是由PLC(Programmable Controller)或DCS(Distributed Control System)发展而来的。FCS与PLC及DCS之间有千丝万缕的联系，又存在着本质的差异。本文针对PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点、性能和差异作一分析。 　　1 PLC、DCS、FCS三大控制系统的基本特点 　　目前，在连续型流程生产工业过程控制中，有三大控制系统，即PLC、DCS和FCS。它们各自的基本特点如下： 　　1.1 PLC 　　(1)从开关量控制发展到顺序控制、运算处理，是从下往上的。 　　(2)逻辑控制、定时控制、 计数控制、 步进(顺序)控制、连续PID控制、 数据控制――PLC具有数据处理能力、 通信和联网等多功能。 　　(3)可用一台PC机为主站，多台同型PLC为从站。 　　(4)也可一台PLC为主站，多台同型PLC为从站，构成PLC网络。这比用PC机作主站方便之处是：有用户编程时，不必知道通信协议，只要按说明书格式写就行。 　　(5)PLC网络既可作为独立DCS/TDCS，也可作为DCS/TDCS的子系统。 　　(6)主要用于工业过程中的顺序控制，新型PLC也兼有闭环控制功能。 　　1.2 DCS 　　(1)分散控制系统DCS与集散控制系统TDCS是集4C(Communication，Computer， Control、CRT)技术于一身的监控技术，是第四代过程控制系统。既有计算机控制系统控制算式先进、精度高、响应速度快的优点，又有仪表控制系统安全可靠、维护方便的要求。 　　(2)从上到下的树状拓扑大系统，其中通信(Communication)是关键。 　　(3)是树状拓扑和并行连续的链路结构，也有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。 　　(4)模拟信号，A/D—D/A、带微处理器的混合。是由几台计算机和一些智能仪表智能部件组成，并逐渐地以数字信号来取代模拟信号。 　　(5)一台仪表一对线接到I/O，由控制站挂到局域网LAN。 　　(6)DCS是控制(工程师站)、操作(操作员站)、现场仪表(现场测控站)的3级结构。缺点是成本高，各公司产品不能互换，不能互操作，大DCS系统是各家不同的。 　　(7)用于大规模的连续过程控制，如石化、大型电厂机组的集中控制等。 　　1.3 FCS 　　(1)FCS是第五代过程控制系统，它是21世纪自动化控制系统的方向。是3C技术(Communication，Computer， Control)的融合。基本任务是：本质(本征)安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。 　　(2)全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。 　　(3)用两根线联接分散的现场仪表、控制装置，取代每台仪表的两根线。“现场控制”取代“分散控制”;数据的传输采用“总线”方式。 　　(4)从控制室到现场设备的双向数字通信总线，是互联的、双向的、串行多节点、开放的数字通信系统取代单向的、单点、并行、封闭的模拟系统。 　　(5)用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。 　　(6)把微机处理器转入现场自控设备，使设备具有数字计算和数字通信能力，信号传输精度高，远程传输。实现信号传输全数字化、控制功能分散、标准统一全开放。 　　(7)可上局域网，再可与internet相通。既是通信网络，又是控制网络。 　　(8)3类FCS的典型应用：1) 连续的工艺过程自动控制如石油化工，其中“本安防爆”技术是绝对重要的;2)分立的工艺动作自动控制如汽车制造机器人、汽车;3)多点控制如楼宇自动化。 　　这三大控制系统，尤其是DCS、PLC，都在电站得到了广泛应用，而且效果也非常好。 　　2 三大控制系统之间的差异 　　2.1 差异 　　2.1.1 DCS或PLC 　　PLC系统与DCS系统的结构差异不大，只是在功能的着重点上的不同，DCS着重于闭环控制及数据处理。PLC着重于逻辑控制及开关量的控制，也可实现模拟量控制。 　　DCS或PLC系统的关键是通信。也可以说数据公路是分散控制系统DCS及PLC的脊柱。由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和安全性。数据公路的媒体可以是：一对绞线、同轴电缆或光纤电缆。 　　DCS的特点是：(1)控制功能强。可实现复杂的控制规律，如串级、前馈、解耦、自适应、最优和非线性控制等。也可实现顺序控制。(2)系统可靠性高。(3)采用CRT操作站有良好的人机界面。(4)软硬件采用模块化积木式结构。(5)系统容易开发。(6)用组态软件，编程简单，操作方便。(7)有良好的性价比。 　　通过数据公路的设计参数，基本上可以了解一个特定DCS或PLC系统的相对优点与弱点。 　　(1)系统能处理多少I/O信息。 　　(2)系统能处理多少与控制有关的控制回路的信息。 　　(3)能适应多少用户和装置(CRT、控制站等)。 　　(4)传输数据的完整性是怎样彻底检查的。 　　(5)数据公路的最大允许长度是多少。 　　(6)数据公路能支持多少支路。 　　(7)数据公路是否能支持由其它制造厂生产的硬件(可编程序控制器、计算机、数据记录装置等)。为保证通信的完整，大部分DCS或PLC厂家都能提供冗余数据公路。 　　为了保证系统的安全性，使用了复杂的通信规约和检错技术。所谓通信规约就是一组规则，用以保证所传输的数据接收与发送。 　　目前在DCS和PLC系统中一般使用两类通信手段，即同步的和异步的，同步通信依靠一个时钟信号来调节数据的传输和接收，异步网络采用没有时钟的报告系统。 　　2.1.2 FCS 　　FCS具有(1)很好的开放性、互操作性和互换性。(2)全数字通信。(3)智能化与功能自治性。(4)高度分散性。(5)很强的适用性。 　　FCS的关键要点有三点： 　　(1)FCS系统的核心是总线协议，即总线标准。 　　采用双绞线、光缆或无线电方式传输数字信号，减少大量导线，提高了可靠性和抗干扰能力。FCS从传感器、变送器到调节器一直是数字信号，这就使我们很容易地处理更复杂、更精确的信号，同时数字通信的差错功能可检出传输中的误码。 　　FCS可以将PID控制彻底分散到现场设备(Field Device)中。基于现场总线的FCS又是全分散、全数字化、全开放和可互操作的新一代生产过程自动化系统，它将取代现场一对一的4～20mA模拟信号线，给传统的工业自动化控制系统体系结构带来革命性的变化。 　　根据IEC61158的定义，现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线使测控设备具备了数字计算和数字通信能力，提高了信号的测量、传输和控制精度，提高了系统与设备的功能、性能。IEC/TC65的SC65C/WG6工作组于1984年开始致力于推出世界上单一的现场总线标准工作，走过了16年的艰难历程，于1993年推出了IEC61158-2，之后的标准制定就陷于混乱。2000年初公布的IEC61158现场总线国际标准子集有八种，分别为： 　　①类型1 IEC技术报告(FFH1);②类型2 Control-NET(美国Rockwell公司支持);③类型3 Profibus(德国Siemens公司支持);④类型4 P-NET(丹麦Process Data公司支持);⑤类型5 FFHSE(原FFH2)高速以太网(美国Fisher Rosemount公司支持);⑥类型6 Swift-Net(美国波音公司支持);⑦类型7 WorldFIP(法国Alsto公司支持);⑧类型8 Interbus(美国Phoenix Contact公司支持)。 　　除了IEC61158的8种现场总线外，IEC TC17B通过了三种总线标准：SDS(Smart Distributed System);ASI(Actuator Sensor Interface);Device NET。另外，ISO公布了ISO 11898 CAN标准。其中Device NET于2002年10月8日被中国批准为国家标准，并于2003年4月1日开始实施。 　　所以，要实现这些总线类型的相互兼容和互操作，就目前状态而言，几乎是不可能的。开放的现场总线控制系统的互操作性，就一个特定类型的现场总线而言，只要遵循同一类型现场总线的总线协议，对其产品是开放的，并具有互操作性。换句话说，不论什么厂家的产品，也不一家是该现场总线公司的产品，只要遵循同一类型总线的总线协议，产品之间是开放的，并具有互操作性，就可以组成总线网络。 　　另外，FCS还可以通过网关和企业的上级管理网络相连，以便管理者掌握第一手资料，为决策提供依据。所以现场总线具有开放性、互操作性、系统结构的高度分散性、灵活的网络拓扑结构、现场设备的高度智能化、对环境的高度适应性等诸多突出特点。 　　(2)FCS系统的基础是数字智能现场装置 　　控制功能下放到现场仪表中，控制室内仪表装置主要完成数据处理、监督控制、优化控制、协调控制和管理自动化等功能。 　　数字智能现场装置是FCS系统的硬件支撑，是基础;道理很简单，FCS系统执行的是自动控制装置与现场装置之间的双向数字通信现场总线信号制。现场装置必须遵循统一的总线协议，即相关的通讯规约，具备数字通信功能，能实现双向数字通。再一点，现场总线的一大特点就是要增加现场一级控制功能。 　　(3)FCS系统的本质是信息处理现场化 　　对于一个控制系统，无论是采用DCS还是采用现场总线，系统需要处理的信息量至少是一样多的。实际上，采用现场总线后，可以从现场得到更多的信息。现场总线系统的信息量没有减少，甚至增加了，而传输信息的线缆却大大减少了。这就要求一方面要大大提高线缆传输信息的能力，另一方面要让大量信息在现场就地完成处理，减少现场与控制机房之间的信息往返。可以说现场总线的本质就是信息处理的现场化。 　　由现场智能仪表完成数据采集、数据处理、控制运算和数据输出等功能。现场仪表的数据(包括采集的数据和诊断数据)通过现场总线传送到控制室的控制设备上，控制室的控制设备用来监视各个现场仪表的运行状态，保存智能仪表上传的数据，同时完成少量现场仪表无法完成的高级控制功能。 　　2.2 典型系统比较 　　通过使用现场总线，用户可以大量减少现场接线，用单个现场仪表可实现多变量通信，不同制造厂生产的装置间可以完全互操作，增加现场一级的控制功能，系统集成大大简化，并且维护十分简便。 　　传统的过程控制仪表系统每个现场装置到控制室都需使用一对专用的电缆或双绞线，以传送4mA~20mA信号。现场总线系统中，每个现场装置到接线盒的双绞线仍然可以使用，但是从现场接线盒到中央控制室仅用一根双绞线完成数字通信。 　　通过采用现场总线控制系统，到底能节省多少电缆，编者就不作详细的计算。 　　2.3 应用差异 　　上述的比较是偏重于纯技术性的比较，下面就DCS与FCS系统在具体应用方面进行比较。前题是DCS系统与典型的、理想的FCS系统进行比较。 　　具体比较： 　　(1)DCS系统是个大系统，其控制器的功能强而且在系统中的作用十分重要，数据公路更是系统的关键，所以，必须整体投资一步到位，事后的扩容难度较大。而FCS功能下放较彻底，信息处理现场化，数字智能现场装置的广泛采用，使得控制器功能与重要性相对减弱。因此，FCS系统投资起点低，可以边用、边扩、边投运。 　　(2)DCS系统是封闭式系统，各公司产品基本不兼容。而FCS系统是开放式系统，不同厂商、不同品牌的各种产品基本能同时连入同一现场总线，达到最佳的系统集成。 　　(3)DCS系统的信息全都是二进制或模拟信号形成的，必须通过D/A与A/D转换。而FCS系统将D/A与A/D转换在现场一次表完成，实现全数字化通信，使精度得到大的提高，可提高到0.1%。并且FCS系统可以将PID闭环控制功能装入现场设备中，缩短了控制周期，提高运算速度，从而改善调节性能。 　　(4)DCS它可以控制和监视工艺全过程，对自身进行诊断、维护和组态。但是，由于自身的致命弱点，其I/O信号采用传统的模拟量信号，因此，它无法在DCS工程师站上对现场仪表(含变送器、执行器等)进行远方诊断、维护和组态。FCS采用全数字化技术，数字智能现场装置发送多变量信息，而不仅仅是单变量信息，并且还具备检测信息差错的功能。FCS采用的是双向数字通信现场总线信号制。因此，它可以对现场装置(含变送器、执行机构等)进行远方诊断、维护和组态。 　　(5)FCS由于信息处理现场化，与DCS相比可以省去相当数量的隔离器、端子柜、I/O终端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜，同时也节省了I/O装置及装置室的空间与占地面积。同时，FCS可以减少大量电缆与敷设电缆用的桥架等，同时也节省了设计、安装和维护费用。 　　(6)FCS相对于DCS组态简单，由于结构、性能标准化，便于安装、运行、维护。 　　3 PLC与DCS的前景 　　大家都知道FCS是由PLC或DCS发展而来，现在FCS系统被广泛的应用，那么，PLC与DCS前景又将如何。 　　PLC于20世纪60年代末期在美国首先出现，目的是用来取代继电器，执行逻辑、计时、计数等顺序控制功能，建立柔性程序控制系统。1976年正式命名，并给予定义：PLC(Programmable logic Controller)是一种数字控制专用电子计算机，它使用了可编程序存储器储存指令，执行诸如逻辑、顺序、计时、计数与演算等功能，并通过模拟和数字输入、输出等组件，控制各种机械或工作程序。经过30多年的发展，PLC已十分成熟与完善，并具有强大的运算、处理和数据传输功能。并定义为可编程控制器(Programmable Controller　PLC)。PLC在FCS系统中的地位似乎已被确定并无多少争论。PLC作为一个站挂在高速总线上。充分发挥PLC在处理开关量方面的优势。另外，电厂辅助车间，例如水处理车间、循环水车间、除灰除渣车间、输煤车间等，这些车间的工艺过程多以顺序控制为主。PLC对于顺序控制有其独特的优势。辅助车间的控制系统应以遵循现场总线通讯协议的PLC或能与FCS进行通讯交换信息的PLC为优选对象。 　　现场总线的应用是工业过程控制发展的主流之一。可以说FCS的发展应用是自动化领域一场革命。采用现场总线技术构造低成本现场总线控制系统，促进现场仪表的智能化、控制功能分散化、控制系统开放化，符合工业控制系统技术发展趋势。 　　总之，计算机控制系统的发展在经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统以及集散控制系统(DCS)后，将朝着现场总线控制系统(FCS)的方向发展。虽然以现场总线为基础的FCS发展很快，但FCS发展还有很多工作要做，如统一标准、仪表智能化等。另外，传统控制系统的维护和改造还需要DCS，因此FCS完全取代传统的DCS还需要一个漫长的过程，同时DCS本身也在不断的发展与完善。可以肯定的是，结合DCS、工业以太网、先进控制等新技术的FCS将具有强大的生命力。工业以太网以及现场总线技术作为一种灵活、方便、可靠的数据传输方式，在工业现场得到了越来越多的应用，并将在控制领域中占有更加重要的地位。 　　4 结论 　　在未来，工业过程控制系统中，数字技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展，同时，工业控制软件也将向标准化、网络化、智能化、开放性发展。因此现场总线控制系统FCS的出现，数字式分散控制DCS及PLC并不会消亡，DCS及PLC系统会更加向智能化、开放性、网络化、信息化发展。或只是将过去处于控制系统中心地位的DCS移到现场总线的一个站点上去。这样说，DCS或PLC处于控制系统中心地位的局面从此将被打破。今后的控制系统将会是：FCS处于控制系统中心地位，兼有DCS、PLC系统一种新型标准化、智能化、开放性、网络化、信息化控制系统。

一台完整的电脑系统由硬件系统和软件系统两部分组成 。硬件的系统包括：控制器、运算器、储存设备、输入设备、输出设备五个部分硬件系统主要由中央处理器、存储器、输入输出控制系统和各种外部设备组成。中央处理器是对信息进行高速运算处理的主要部件，其处理速度可达每秒几亿次以上操作。存储器用于存储程序、数据和文件，常由快速的主存储器(容量可达数百兆字节，甚至数G字节)和慢速海量辅助存储器(容量可达数十G或数百G以上)组成。各种输入输出外部设备是人机间的信息转换器,由输入-输出控制系统管理外部设备与主存储器(中央处理器)之间的信息交换。用通俗的方式再介绍一下，一台家用电脑的硬件有CPU、主板、内存、显卡、声卡、硬盘、光驱、机箱、电源、显示器、键盘、鼠标。另外还有一些可以选配的硬件，比如手写板、电视卡、等等。

　　PLC，即Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。　　单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域有广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。　　PC机，即personal computer ，即面向个人使用的计算机。个人计算机一词源自于1981年IBM的第一部桌上型计算机型号PC，也就是我们目前广泛使用的电脑。主机、显示器、键盘、鼠标、为最基本的组成部分。

第1章 引 论1.1 计算机控制系统的基本概念1.1.1 计算机控制系统计算机控制系统(Computer Control System，简称CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。这里的计算机通常指数字计算机，可以有各种规模，如从微型到大型的通用或专用计算机。辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和执行装置等。与被控对象的联系和部件间的联系，可以是有线方式，如通过电缆的模拟信号或数字信号进行联系；也可以是无线方式，如用红外线、微波、无线电波、光波等进行联系。1.1.2 控制系统的分类1.1.3 计算机控制系统的分类1.1.4 计算机控制系统实现中的实际问题1.2 计算机控制系统的研究内容和对系统的基本要求1.2.1 计算机控制系统的研究内容1.2.2 对计算机控制系统的基本要求1.3 历史回顾1.4 计算机集成制造系统习题第2章 线性连续控制系统2.1 引 言2.1.1 单输入单输出控制系统2.1.2 常用输入信号2.2 拉普拉斯变换2.2.1 拉普拉斯变换的定义2.2.2 拉普拉斯变换定理2.2.3 拉普拉斯逆变换2.2.4 用拉普拉斯变换法解线性常系数微分方程2.3 物理系统的数学模型2.3.1 线性元件的微分方程2.3.2 随动系统的微分方程2.4 传递函数和方框图2.4.1 传递函数和微分方程传递函数 transfer function 零初始条件下线性系统响应（即输出）量的拉普拉斯变换（或z变换）与激励（即输入）量的拉普拉斯变换之比。记作G（s）=Y（s）/U（s），其中Y（s）、U（s)分别为输出量和输入量的拉普拉斯变换。传递函数是描述线性系统动态特性的基本数学工具之一，经典控制理论的主要研究方法——频率响应法和根轨迹法——都是建立在传递函数的基础之上。含有未知函数的导数，如dy/dx=2x、ds/dt=0.4都是微分方程。 一般的凡是表示未知函数、未知函数的导数与自变量之间的关系的方程，叫做微分方程。未知函数是一元函数的，叫常微分方程；未知函数是多元函数的叫做偏微分方程。微分方程有时也简称方程。2.4.2 电子网络的传递函数2.4.3 简单方框图的传递函数2.4.4 方框图简化2.5 传递函数和信号流图2.5.1 信号流图定义借助拓扑图形求线性代数方程组解的一种方法。在1953年由S.J.梅森提出，故又称梅森图。这一方法能将各有关变量的因果关系在图中明显地表示出来，常用于分析线性系统，例如求它们的传递函数。由美国麻省理工学院的梅森（Mason）于20世纪50年代首先提出；应用于：反馈系统分析、线性方程组求解、线性系统模拟及数字滤波器设计等方面。实际上是用一些点和支路来描述系统：线段表示信号传输的路径，称为支路。支路表示了一个信号与另一信号的函数关系，信号只能沿着支路上的箭头方向通过。信号的传输方向用箭头表示，转移函数标在箭头附近，相当于乘法器。结点可以把所有输入支路的信号叠加，并把总和信号传送到所有输出支路。2.5.2 梅逊增益公式2.6 控制系统的时域分析2.6.1 脉冲响应和阶跃响应2.6.2 时域性能指标2.6.3 一阶系统的动态响应2.6.4 二阶系统的动态响应2.6.5 高阶系统分析2.6.6 稳态误差分析2.6.7 用MATLAB绘制单位阶跃响应和单位脉冲响应2.6.8 稳定性分析2.7 根轨迹2.7.1 根轨迹法1948年，W.R.Evans提出了一种求特征根的简单方法，并且在控制系统的分析与设计中得到广泛的应用。1948年，W.R.Evans提出了一种求特征根的简单方法，并且在控制系统的分析与设计中得到广泛的应用。这一方法不直接求解特征方程，用作图的方法表示特征方程的根与系统某一参数的全部数值关系，当这一参数取特定值时，对应的特征根可在上述关系图中找到。这种方法叫根轨迹法。根轨迹法具有直观的特点，利用系统的根轨迹可以分析结构和参数已知的闭环系统的稳定性和瞬态响应特性，还可分析参数变化对系统性能的影响。在设计线性控制系统时，可以根据对系统性能指标的要求确定可调整参数以及系统开环零极点的位置，即根轨迹法可以用于系统的分析与综合。利用根轨迹分析和设计闭环控制系统的图解方法。特征方程（见传递函数）的根随某个参数由零变到无穷大时在复数平面上形成的轨迹，称为根轨迹。在控制系统的分析中，对特征方程根的分布的研究，具有重要的意义。当特征方程的次数不高于2时,其根可用解析方法来简单地定出；但当特征方程的次数高于 2时，求根过程将变得相当复杂。美国学者W.R.埃文斯在1948年提出的根轨迹方法，为简化特征方程的求根过程提供了一种有效的手段。在把根轨迹技术应用于控制系统的分析时，常取系统的开环增益为可变参数,据此作出的根轨迹,表示闭环控制系统的极点在不同开环增益值下的分布。控制系统的极点在复数平面上的位置与系统的稳定性和过渡过程性能有密切的关系。根轨迹的建立，为分析控制系统在不同开环增益值时的行为提供了方便的途径。对于设计控制系统的校正装置(见控制系统校正方法)，根轨迹法也是基本方法之一。根轨迹法和频率响应法被认为是构成经典控制理论的两大支柱。2.7.2 根轨迹图的绘制2.7.3 用MATLAB绘制根轨迹图2.8 频率响应的概念2.8.1 频率响应法2.8.2 频率特性的图形表示2.8.3 典型环节的对数频率特性2.8.4 频域性能指标2.8.5 开环传递函数的频率特性2.8.6 时域和频域响应之间的关系2.8.7 用MATLAB进行频域分析2.9 复合控制系统2.9.1 对输入前馈补偿的复合控制系统2.9.2 对扰动前馈补偿的复合控制系统2.10 控制系统设计2.10.1 校正装置的结构2.10.2 校正装置的特性2.10.3 根轨迹校正2.10.4 频率校正习题第3章 非线性控制系统3.1 非线性数学模型的线性化3.2 控制系统中的典型非线性特性3.3 非线性系统的特性3.3.1 叠加原理不成立3.3.2 稳定性问题3.3.3 极限环（自激振荡）在数学中动态系统的概念里，二维流形或平面中的极限环是相平面中的一段闭合的轨迹。当时间趋于正无穷或负无穷（0）时，有至少一段其他的轨迹与其旋转相交。极限环在非线性系统中经常能看到。在时间t趋于正无穷时附近所有的轨迹都逐渐靠近极限环的时候，这种极限环被称为稳定的极限环。如果所有附近轨迹在t趋于负无穷时逐渐靠近极限环，这个极限环是不稳定的极限环。所有的极限环只有稳定和不稳定两类。稳定的极限环含有自激震荡，任何微扰都会使系统回到极限环中。3.3.4 畸变现象3.4 非线性系统的分析方法3.4.1 描述函数法3.4.2 相平面法3.4.3 李雅普诺夫方法3.4.4 反馈线性化方法3.4.5 计算机仿真3.5 描述函数法3.5.1 描述函数法的基本概念从频率域的角度研究非线性控制系统的稳定性的一种等效线性化方法。在苏联文献中，常把这种方法称为谐波平衡法。描述函数法是把线性控制理论中经典频率域方法应用于非线性系统研究的一种推广，只适用于非线性程度较低的系统。对于非线性程度高的系统，应用描述函数法可能导致错误的结论。在工程技术领域中，许多实际的控制系统都能满足描述函数法的限制条件，因而也都能应用这种方法。3.5.2 典型非线性环节的描述函数3.5.3 用描述函数法分析非线性系统的稳定性3.6 相平面法3.6.1 相平面法的基本概念3.6.2 相轨迹的性质3.6.3 相轨迹图的绘制3.6.4 由相轨迹求时间信息3.6.5 非线性系统的相平面分析3.7 用MATLAB分析非线性系统3.7.1 用MATLAB进行描述函数法分析3.7.2 用MATLAB进行相平面分析习题第4章 线性离散时间系统4.1 引 言4.2 差分方程4.3 采样定理4.3.1 采样过程及采样信号的频谱4.3.2 香农采样定理4.3.3 零阶保持器4.4 z变换4.4.1 z变换定义4.4.2 z变换定理4.4.3 z逆变换4.4.4 用z变换求解差分方程4.5 离散系统的传递函数和方框图4.5.1 离散传递函数与差分方程4.5.2 开环z传递函数4.5.3 闭环z传递函数4.5.4 离散系统的稳态误差4.6 离散系统的极点、零点和稳定性4.6.1 离散系统的极点与零点4.6.2 s平面到z平面的映射4.6.3 离散系统的稳定性4.6.4 双线性变换4.6.5 劳斯稳定性判据4.6.6 朱利稳定性判据4.7 离散系统的根轨迹4.7.1 根轨迹图4.7.2 z平面上的等阻尼比线4.8 离散系统的频率响应4.8.1 对数频率特性4.8.2 极坐标频率特性4.8.3 用MATLAB绘制离散系统的频率特性曲线4.9 利用Simulink对离散系统进行建模和仿真习题第5章 计算机控制系统设计5.1 引 言5.1.1 滤波器的基本原理与设计5.1.2 计算机控制系统连续化设计方法5.1.3 计算机控制系统离散化设计方法5.2 有限拍控制5.2.1 有限拍控制系统设计5.2.2 有限拍无波纹控制系统5.2.3 有限拍设计的改进5.3 根轨迹法5.4 双线性变化法5.5 带纯滞后被控对象的控制系统设计5.5.1 大林算法5.5.2 史密斯预报器习题第6章 PID控制6.1 引 言6.2 模拟和数字PID算法6.2.1 模拟PID算法6.2.2 数字PID算法6.3 数字PID的改进算法6.3.1 积分分离PID控制算法6.3.2 不完全微分PID控制算法6.3.3 带死区的PID控制算法6.4 模拟和数字PID参数整定6.4.1 模拟PID参数整定6.4.2 数字PID参数整定6.4.3 PID控制的自整定方法6.5 模拟和数字PDF和PDFF算法6.5.1 PDF算法6.5.2 PDFF算法6.5.3 PID、PDF和PDFF控制系统6.6 PDF和PDFF参数整定6.6.1 用标准滤波器进行参数整定6.6.2 被控对象为单积分6.6.3 被控对象为双积分习题第7章 可编程序控制器7.1 引 言7.2 可编程序控制器的组成和工作原理7.2.1 可编程序控制器的组成7.2.2 可编程序控制器的工作原理7.3 可编程序控制器的编程方式7.3.1 可编程序控制器的编程语言7.3.2 梯形图的主要特点及编程元件7.3.3 可编程序控制器的指令及编程方法7.4 可编程序控制器通信与网络功能7.4.1 可编程序控制器的通信功能7.4.2 可编程序控制器网络习题第8章 状态空间法8.1 数学基础——矩阵8.1.1 向量及向量运算8.1.2 矩阵及矩阵运算8.2 状态空间法的基本概念8.3 连续系统的状态空间模型8.3.1 由微分方程建立状态空间模型8.3.2 多输入多输出系统的状态空间模型8.3.3 非线性定常系统与非线性时变系统的状态空间模型8.3.4 状态方程求解8.3.5 状态空间模型与传递函数之间的等效转换8.3.6 传递矩阵8.4 离散系统的状态空间模型8.4.1 由差分方程建立离散状态空间模型8.4.2 多输入多输出离散系统的状态空间模型8.4.3 离散状态方程的求解8.4.4 离散状态空间模型与z传递函数之间的等效转换8.4.5 z传递函数矩阵8.5 能控性和能观测性8.5.1 能控性和能观测性的基本概念8.5.2 连续系统能控性和能观测性判据8.5.3 离散系统能控性和能观测性判据8.5.4 对偶原理8.6 控制系统的状态空间设计8.6.1 连续系统的状态反馈控制器设计8.6.2 离散系统的状态反馈控制器设计习题附录 部分习题参考答案参考文献

呵呵，这个比较复杂，我自己讲不好，给你点详细的信息吧要仔细比较啊计算机监控系统我公司开发的“计算机监控系统”，具备现场总线特性，可靠性较高。仪表直接与现场设备相连，通过RS485总线与计算机连接，计算机监控仪表进行工作，如采样数据读取、设备启动关闭、手动自动转换、仪表参数设置等等。RS485总线配置简单，只需一根双芯屏蔽线即可，采用差动式串行传输，抗干扰能力强，数据传输准确。该系统以通用的工控组态软件作为开发平台，能够支持大多数具有通讯功能的生产设备，系统扩充十分容易。典型系统架构整个系统（见上图）由“数据管理”、“实时显示”、“设备控制”、“数据通讯”四个主要部分组成。“数据通讯”是系统的基础，负责与现场仪表通讯，采集各种数据。“实时显示”提供简单、直观、友好的观察界面，拖动鼠标便能观察到现场运行情况。“设备控制”负责向仪表发送控制命令，实现计算机对现场设备的控制。“数据管理”以数据库为基础，具有提供数据报表，曲线分析等功能。计算机通过仪表对现场设备进行控制，一旦计算机监控部分发生故障，仍能直接操作仪表，保证生产正常运行。http://www.vertinfo.com/chemonline/productdetail.asp?cpid=10518直接数字控制系统 direct digital control systems图片： 图片： zhijie shuzi kongzhi xitong直接数字控制系统(卷名：自动控制与系统工程)direct digital control systems 利用计算机的分时处理功能直接对多个控制回路实现多种形式控制的多功能数字控制系统。在这类系统中，计算机的输出直接作用于控制对象，故称直接数字控制，英文缩写 DDC。直接数字控制系统是一种闭环控制系统。在系统（图1）中,由一台计算机通过多点巡回检测装置对过程参数进行采样，并将采样值与存于存储器中的设定值进行比较，再根据两者的差值和相应于指定控制规律的控制算法进行分析和计算，以形成所要求的控制信息,然后将其传送给执行机构,用分时处理方式完成对多个单回路的各种控制（如比例积分微分、前馈、非线性、适应等控制）。直接数字控制系统具有在线实时控制、分时方式控制和灵活性、多功能性三个特点。 在线实时控制 直接数字控制系统是一种在线实时控制系统。在线控制指受控对象的全部操作（反馈信息检测和控制信息输出）都是在计算机直接参与下进行的，无需系统管理人员干预，又称联机控制。实时控制是指计算机对于外来信息的处理速度，足以保证在所容许的时间区间内完成对被控对象运动状态的检测和处理，并形成和实施相应的控制。这个容许时间区间的大小，要根据被控过程的动态特性来决定。对一个快速的被控过程，容许时间区间较小；对慢的被控过程，容许时间区间较大。计算机还应当配有实时时钟和完整的中断系统，并应有相当高的可靠性，以满足实时性要求。一个在线系统不一定是实时系统，但是一个实时系统必定是在线系统。 分时方式控制 直接数字控制系统是按分时方式进行控制的，即按照固定的采样周期时间对所有的被控制回路逐个进行采样，并依次计算和形成控制输出，以实现一个计算机对多个被控回路的控制。计算机对每个回路的操作分为采样、计算、输出三个步骤。为了增加控制回路（采样时间不变）或缩短采样周期（控制回路数一定），以满足实时性要求，通常将三个步骤在时间上交错地安排。例如对第1个回路进行输出控制时,可同时对第2个回路进行计算处理，而对第3个回路进行采样输入。这既能提高计算机的利用率，又能缩短对每个回路的操作时间。 灵活和多功能控制 直接数字控制系统的特点是具有很大的灵活性和多功能控制能力。系统中的计算机起着多回路数字调节器的作用。通过组织和编排各种应用程序，可以实现任意的控制算法和各种控制功能，具有很大的灵活性。直接数字控制系统所能完成的各种功能最后都集中到应用软件里。图2是其中的一些主要方面，如直控程序、报警程序、操作指导程序、人机联系程序、数据记录程序等。这些程序平时存储在数据库中，使用时再从库里调出。 张晋格http://100k.ccut.edu.cn/read-htm-tid-1136.html

分布式（或者集散型）控制系统，简称DCS。参见http://baike.baidu.com/view/46688.htm

PLC的全名叫可编程控制器，是用于工业电气控制，取代了原来的用接触器控制时代，而电脑可以和PLC模块连接在一起，来达到电气控制，智能控制，电脑上可以编程PLC

很多学生在报考志愿的时候，会选择报考自动化专业。那么，自动化专业难学吗？主要学什么课程呢？下面和我一起来看看吧！ 自动化专业难学吗 不难的。 自动化专业是工科里涉及数学最多的专业，到了博士阶段，如果搞理论，就是研究数学了。这个专业跟物理涉及不多，但是大学里所说的物理是不包括电路的。电路是单独的学科，自动化对电路还是有一定要求的，大二会单独上电路这门课的。只要电路不差，学自动化就没问题了。当然，自动化的关键还是数学，如果数学好，这个专业学的还是比较顺的。 大学里的高等数学、大学物理这两门基础课，平时只要按老师要求，七，八十分还是比较简单的。但是，想学好高等数学，不是那么容易的，不仅数学基础要扎实，大一还得下功夫。一般来说，高数学得比较好，大学物理也会好的。因为大学里这两门课很相似。 自动化专业主要学什么 自动化专业有三个发展方向，第一个是工业过程控制方向，第二个是电气工程方向，第三个是嵌入系统方向。 主要课程：《电路》、《信号与系统》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《自动控制原理》、《现代控制理论》《微机原理及应用》、《软件技术基础》、《电机与拖动》、《电力电子技术》、《计算机控制技术》、《系统仿真》、《计算机网络》、《运动控制》（亦称电力拖动自动控制系统）、《过程控制》、《单片机与嵌入式系统原理》、《计算机辅助设计》、《专业英语》和《智能控制》等。 培养要求：自动化专业学生主要学习电工技术、电子技术、控制理论、自动检测与仪表、信息处理、系统工程、计算机技术与应用和网络技术等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识，具有自动化系统分析、设计、开发与研究的基本能力，综合素质高，具有坚实理论基础和创新能力。 自动化专业就业方向 1、工业过程控制方向：以自动控制、计算机技术为支撑，针对实际工业生产过程实现自动控制，由信号检测与变换、过程控制、计算机控制系统、智能控制和现场总路线控制技术等组成方向主干课。 2、电气工程方向：使学生能够从事电力系统自动化、工厂企业、楼宇系统的供电和电气控制、监控等领域的设计开发、维护和管理工作。由电气控制技术、运动控制、PLC应用技术、供电技术、电力系统继电保护等组成方向主干课。 3、嵌入系统方向：注重对嵌入式系统设计与软件设计能力的培养，理论结合实践，通过课堂教学、实验等多种形式的学习，培养嵌入式系统方向的专业人才；由嵌入式系统设计、嵌入式实时操作系统、DSP技术、先进显示技术、控制电机等组成方向主干课。

计算机的概念: 现在，当我们谈到计算机的时候，除加以特殊说明之外，都是指电子数字计算机。电子数字计算机是一种自动化的电子设备，它按照人们事先编写的程序对输入的原始数据进行加工处理，以获得预期的输出信息，并利用这些信息来提高社会生产率、改善人民的生活质量。为帮助大家更好地理解计算机这一概念，让我们先来看一下被称为“现代计算机之父”的冯·诺依曼（J.Von.Neumann）对计算机的定义。冯·诺依曼是计算机领域中最著名的科学家之一，正是他奠定了现代计算机的体系结构。 冯·诺依曼在领导设计EDVAC（电子离散变量自动计算机）时提出的报告对计算机的概念进行了描述，此报告被称为“在计算机科学史上最具影响力的论文”。冯·诺依曼将计算机称为“自动计算系统”，指出“计算机”是一种可以在程序的控制下接受输入、处理数据、存储数据并产生输出的电子装置。 现在，电子计算机不仅能作为计算工具进行数值计算，而且能进行信息处理，并常常用于自动控制等各种领域。随着计算机的发展、应用领域的扩大，计算机更多地用于信息处理。有统计资料表明，当今80%以上的计算机将主要用于信息处理。由于计算机在它出现的初期阶段主要是进行数值计算的缘故，所以我们延续下来了“计算机”这个名称。因此，当我们沿用“计算机”这个称谓的时候，我们应对计算机的含义有个比较全面的理解。现在，更多的人把它叫做“电脑”，主要是指计算机可作为人脑功能的扩展和延伸。 计算机之所以不同于其他的计算装置，主要是因为它具有以下三个突出特征。 1. 基本器件由电子器件构成 现代电子计算机基于数字电路的工作原理。从理论上讲，计算机处理数据的速度只受到电的传播速度的限制，因此，计算机可以达到很高的运行速度。 2. 具有内部存储信息的能力，内部信息以二进制表示 数字电路中只有“0”和“1”两种脉冲信号，为了方便硬件设计，计算机内部的信息以二进制表示。由于具有内部存储能力，不必每次都从外部获取数据，这样就可以使处理数据的时间减少到最小程度，并使程序控制成为可能。这是电子计算机与其它类型的计算装置的一个重要区别。 3. 运算过程由程序自动控制 由于计算机具有内部存储能力，计算机就可以从内部存储单元中依次取出指令和数据，来控制计算机的操作，这种工作方式叫做存储程序控制。它是电子计算机最重要的一个特征。 计算机的应用领域: 现在，计算机的应用已广泛而深入地渗透到人类社会的各个领域。从科研、生产、国防、文化、教育、卫生直到家庭生活，都离不开计算机提供的服务。计算机大幅度地提高了生产效率，使社会生产力达到了前所未有的水平。据估计，现在计算机已有5000多种用途，并且每年以300～500种速度增加，为了讨论上的方便，我们将其应用领域归纳成如下几类。 1. 科学计算 科学计算也称数值计算，是指用计算机来解决科学研究和工程技术中所出现的复杂的计算问题。在诸如数学、物理、化学、天文、地理等自然科学领域以及航天、汽车、造船、建筑等工程技术领域中，计算工作量是很大的，进行这些计算正是计算机的特长。目前，世界上出现了许多用于各种领域的数值计算程序包，这大大方便了广大计算工作者。利用计算机进行数值计算，可以节省大量时间、人力和物力。 2. 信息处理 信息处理也称数据处理，是指人们利用计算机对各种信息进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用以及传播的过程，目的是获取有用的信息作为决策的依据。信息处理是目前计算机应用最广泛的一个领域，有资料显示，如今世界上80%以上的计算机主要用于信息处理。现代社会是信息化社会，随着生产力的高度发展，导致信息量急剧膨胀。目前，信息已经和物质、能量一起被列为人类社会活动的三大支柱。因此，在人类所进行的各项社会活动中，不仅要考虑物质条件，而且要认真研究信息。 计算机信息处理已广泛地应用于办公室自动化（OA）、企事业计算机辅助管理与决策、文字处理、文档管理、情报检索、激光照排、电影电视动画设计、会计电算化、图书管理、医疗诊断等各行各业。信息已经形成了独立的产业，多媒体技术更为信息产业的腾飞插上了翅膀。有了多媒体，展现在人们面前的再也不仅仅是那些枯燥的数字、文字，而且增加了人们喜闻乐见、声情并茂的声音和图像信息。 3. 自动控制 工业生产过程自动控制能有效地提高劳动生产率。过去工业控制主要采用模拟电路，响应速度慢、精度低，现在已逐渐被计算机控制所代替。计算机控制系统把工业现场的模拟量、开关量以及脉冲量经放大电路和模/数（A/D）、数/模（D/A）转换电路送给计算机，由计算机进行数据采集、显示以及控制现场。计算机控制系统除了应用于工业生产外，还广泛应用于交通、邮电、卫星通讯等。基于计算机工业控制的特点，人们也常常将计算机的这种应用称为实时控制或过程控制。 4. 计算机辅助工程 计算机可用于辅助设计、辅助制造、辅助教学、辅助测试等方面，统称为计算机辅助工程。 从本世纪60年代起，许多国家就开始了计算机辅助设计（CAD）与计算机辅助制造（CAM）的探索。应用计算机图形学，可以对产品结构、部件和零件等进行计算、分析、比较和制图，其方便之处是能够随时更改参数，反复迭代、优化直到满意为止。在此基础上，再进一步输出零部件表、材料表以及数控机床加工用的纸带或磁带，就可以把设计的产品加工出来，这就是计算机辅助制造的概念。 计算机辅助教学（CAI）是指利用计算机帮助学习的自动系统，它将教学内容、教学方法以及学习情况等存储在计算机中，使学生能够轻松自如地从中学到所需的知识。 计算机辅助测试（CAT）是指利用计算机进行大量复杂的测试工作。 5. 人工智能 人工智能（AI）指利用计算机模拟人的智能活动，如感知、推理、学习、理解等。人工智能是计算机应用的一个崭新领域，目前这方面的研究尚处于初级阶段。人工智能的研究领域主要包括自然语言理解、智能机器人、博弈、专家系统、自动定理证明等方面。 6. 计算机网络 计算机技术和通讯技术相结合，可以将分布在不同地点的计算机连接在一起，从而形成计算机网络，人们在网络中可以实现软件、硬件和信息资源的共享。特别是Internet的出现，更是打破了地域的限制，缩短了人们传递信息的时间和距离，改变了人类的生活方式。关于这一点，我们还将在后面的章节中进行更加详细的讨论。 计算机系统的主要技术指标与系统配置 1.计算机的主要性能指标 1）字长：字长是CPU能够直接处理的二进制数据位数，它直接关系到计算机的计算精度、功能和速度。字长越长处理能力就越强。常见的微机字长有8位、16位和32位。 2）运算速度：运算速度是指计算机每秒中所能执行的指令条数，一般用MIPS为单位。 3）主频：主频是指计算机的时钟频率，单位用MHz表示。 4）内存容量:内存容量是指内存储器中能够存储信息的总字节数，一般以KB、MB为单位。 5）外设配置:外设是指计算机的输入/输出设备 6）软件配置:包括操作系统、计算机语言、数据库语言、数据库管理系统、网络通信软件、汉字支持软件及其他各种应用软件。 /2.微机系统的主要配置 微机的基本配置主要包括主机、键盘、磁盘驱动器、硬盘、显示器等。 微型计算机的硬件系统 /1.微处理器 微处理器由运算器和控制器组成，它是微型计算机的核心。通常将各种微处理器按字长分为：8位、16位、32位和64位。 /2.存储器 存储器分内存和外存，内存就是CPU能由地址线直接寻址的存储器。内存又分RAM，ROM两种，RAM是可读可写的存储器，它用于存放经常变化的程序和数据。只要一断电，RAM中的程序和数据就丢失。ROM是只读存储器，ROM中的程序和数据即使断电也不会丢失。 /3.输入设备 它是外界向计算机传送信息的装置。在微机系统中，最常用的输入设备是键盘。磁盘机(即磁盘驱动器)也是一种输入设备。 /4.输出设备 它的作用是将计算机中的数据信息传送到外部媒介，最常用的输出设备有显示器和打印机。

简单来说就是仪表集中控制台。主要包括监控系统、控制系统、通信网络、集中展示台4个模块。制造过程要保持产品质量稳定，就需要保持工艺、环境、物料等生产要素的稳定。1、稳定的判定标准就是监控系统，简单说就是仪表，用仪表测量各种指标是否在目标范围内。2、如果出现偏差，怎么改善或者直接停止，就需要控制系统。3、现代生产工艺越来越复杂，需要监控和控制越来越多，就需要通过网络把这些信息集中起来，在显示太集中管理。这就是通信网络和集中展示台（也是操作站）。4、为了分散风险，把控制分了几个独立的部分，当危险发生时，不至于捣毁整条线。这就是分布式管理的思想。综合来说，就是DCS。

计算机联锁技术 总复习第1章 综述3、什么叫区间或闭塞分区？什么叫进路？（书）防止列车冲突的传统做法是将铁路划分成若干段，把在车站之间的各段线路称作区间或闭塞分区。把车站内的线路称作进路。（课件）进路：机车车辆由一点运行到另一点的径路。由道岔决定方向，由信号机防护.第2章 计算机联锁控制系统（CIS）技术基础11、什么叫内部总线？它的特点和作用各是什么？工控机主要有哪些内部总线？内部总线（I-BUS）又称“系统总线”或“板级总线”，是通用微型计算机和测控系统计算机内部所特有的总线。计算机的内部总线一般都是并行总线，系统总线是各种模板进行信息传送的通路，把测控计算机系统的各种模板插件连接起来，就构成了完整的计算机测控系统。常用的内部总线有STD总线、ISA总线、PCI总线、VME总线等。第3章CIS原理15、参与联锁运算的动态数据主要包括哪些？这些变量的作用是什么？(本题比较多，同学们可自己确定要背诵的部分)参与联锁运算的动态数据主要包括操作输入变量、状态输入变量、表示输出变量、控制输出变量以及为实现联锁逻辑所需的控制变量及中间变量等。（1） 操作输入变量 操作输入变量是反映操作人员操作动作的逻辑量。在内存中需设一个操作变量表集中地存放操作变量。一条操作命令执行后，就可从操作命令表中删去相应的操作变量了。操作输入变量除了用以形成操作命令外，还作为表示信息的原始数据。 （2）表示输出变量表示输出变量是指向显示器输出的变量。通过这些变量反映有关站场的状态、列车或车列运行情况、操作人员的操作情况以及联锁设备工作状况。这些信息需取自状态输入变量、操作输入变量、中间变量以及控制命令输出变量等。 （3） 逻辑控制变量 逻辑控制变量是指为实现联锁功能所必须建立的控制表及控制变量。这些控制变量存放在动态数据模块中。联锁软件采用动态进路控制表中的进路进程对不同功能模块进行调度，进路进程就是逻辑控制变量。 状态输入变量状态输入变量是反映监控对象状态的变量，如轨道区段状态、道岔状态、信号状态、灯丝状态，以及与进路有关的其他设备状态等。状态输入变量除了参与联锁运算外，还作为表示信息的原始数据。（5） 设备控制变量设备控制变量是指控制信号和道岔的变量。控制变量存放在动态数据模块中，而控制命令存放在专辟的控制命令表中。控制命令的逻辑地址与输出通道一一对应。控制变量和控制命令都应周期性地刷新，以保证数据的实时性。 (6)中间变量中间变量是指联锁程序执行过程中产生的一些变量。这些变量是为实现联锁逻辑而起过渡或中间转换作用的。有的存放在动态数据模块中，有的动态产生并动态释放。不同的数据结构往往所需的中间变量的个数及类型也是不同的，但好的数据结构可以避免使用太多的中间变量。17、说明基本联锁软件模块的功能，并用语言描述其程序流程。（子模块共六个，流程可以写功能需求里面的内容，也可以写书上45页的那些if语句）1、选排一致检查及道岔控制命令生成子模块功能需求：检查进路建立的技术条件是否满足，检查道岔位置是否符合进路要求，如果不符合则形成相应的道岔控制命令。进路锁闭子模块：功能需求：检查进路的锁闭条件是否满足，若满足时给出进路锁闭变量及提示信息（如白光带等）。3、信号开放子模块功能需求：检查进路信号开放条件是否满足，若满足时形成防护该进路信号机的开放命令。4、信号保持子模块功能需求：该模块不间断的检查信号开放条件，条件满足时使信号机保持开放，否则使信号机关闭。5、进路正常解锁子模块功能需求：自动解锁是实现进路正常通过解锁和调车进路的中途返回解锁。这里只描述正常通过解锁阶段。在该阶段要完成两个功能：a确定信号机的关闭时机：b实现进路正常解锁。与这两个功能相对应的设有两个程序模块：确定信号关闭时机的模块，进路正常解锁模块。列车信号关闭的时机：当列车第一轮对进入该信号机内方第一轨道区段时。调车信号关闭的时机：一是当调车车列出清接近区段且完全进入调车信号机内方；二是若接近区段留有车辆，当车列出清信号机内方第一区段并轧入下一相邻区段时。进路的正常解锁模块处理方法是在进路两端采用两点检查法解锁区段和道岔，其它区段按三点检查法（三点检查：前一区段已解锁，本区段占用且出清，下一区段占用）解除区段及道岔锁闭。取消进路子模块功能需求：信号开放后车还没有接近，即进路处于预先锁闭状态时，要想使进路解锁，采用取消进路的办法。需要注意的是：首先要判断要取消的进路是否建立，然后还需要判断这条进路是否完整。当没有建立进路或进路不完整，部分解锁时不能够采用取消进路命令。补充：会对车站内的股道、道岔、信号机、区段进行编号和命名。会编写联锁表。第4章CIS的可靠性1、什么是故障、差错、失效、失败？这些概念间的联系是什么？故障：指系统硬件中发生的物理缺陷、设计制造的不完善或软件设计中隐含的错误。差错：指系统中由于故障而造成的信息或状态的不正确，是故障的结果。失效：由于硬件的物理性能发生的改变，不能完成预定的功能，称作“失效”。这种失效是物理器件的失效。另外，系统未能正确提供标准的服务或丧失了完成规定功能的能力，也是失效，这种失效称为“系统失效”，是出现差错的结果。失败：故障、差错和失效的出现都有可能造成系统不能够正常工作，此时称为系统操作失败。可见，故障、差错、失效与系统失败构成了一个因果链，即因物理器件的失效而导致的故障引起了差错，而差错又引起系统失效，最终形成了操作失败。5、提高CIS的可靠性有哪两类基本技术？它们各是什么含义？7、容错技术可分为哪两种类型？它们各是什么含义？它们又各自包含哪些主要技术？为什么说冗余技术是容错技术的核心技术？为了提高系统的可靠性，防止故障造成系统失效，人们在长期的研究中发展了两类基本技术。一类是防止和减少故障发生的技术，叫避错技术；另一类是当系统的某一部分发生故障时仍使系统保持正常工作的技术，叫做容错技术。 避错技术的基本着眼点是通过质量控制（如设计审核、元件筛选、测试等）、环境保护（如对外部干扰采取屏蔽）和减载使用等措施设法消除产生故障的原因，从而防止故障的发生，延长系统的使用寿命。容错技术又分为两种类型——故障掩蔽技术和系统重组技术。故障掩蔽技术也称静态冗余技术是指防止系统中故障产生差错的各种技术，将发生的故障掩蔽起来。这一技术不要求在发生故障前检测故障，但要求做到故障包容，即是使故障的影响局部化，防止故障的影响在系统中扩散从而影响整个系统的性能。这种技术中最常用的有纠错码、表决技术等，这是实现容错的第一途径。系统重组技术也称动态冗余技术是防止系统中的差错导致系统失效的技术。系统重组要求首先进行故障检测，然后做到故障复位，最后做到系统恢复，即通过重组等手段使系统保持正常运行，这是实现容错的第二种途径。故障掩蔽技术和系统重组技术都建立在冗余技术的基础上，以资源冗余为前提，是容错技术的核心。 11、构成三模系统要解决哪些问题？硬件同步包括哪三种方式？它们的特点是什么？构成三模系统需要解决下列问题： 1．表决技术 表决可由硬件组成，也可由软件来实现。硬件表决可以用逻辑电路来实现，它的优点是速度快，缺点是所需的附加硬件多，从而造成功耗、重量及体积增大。软件表决不需更多附加硬件，结构简单，而且可以通过修改程序很方便地改变表决方式，因此比较灵活。但是，速度较慢。 2．同步处理 多模冗余系统在表决时的基本要求是同步。同步是整个TMR系统的核心，若冗余模块之间不能很好地同步，将使表决机制处于紊乱状态，系统无法保证正常工作。因此要根据系统的结构以及系统的性能要求制定相应的同步策略。在 TMR 系统中主要有硬件同步和软件同步两种方式。硬件同步属于紧密同步。通过专门的同步装置来迫使系统中各个冗余模块按协同的节拍严格同步工作。这种同步的特点是能够及时检测到故障并制止故障的传播，使得故障对系统的影响迅速得到屏蔽。硬件同步包括三种方式： （1）共同时钟方式。采用一个公共的时钟对所有的模块提供统一的时基。这种方法容易实现，缺点是时钟系统中的任何一个故障都将导致整个冗余系统失效。因此只适用于一些结构不十分复杂的冗余系统。 （2）时钟反馈调节方式。这种方式中，各模块采用独立的时钟，各个时钟之间互相反馈调节漂移以达到同步。能够及时纠正时钟漂移，消除同步误差，这种方式是构造长期无外部参考容错时钟系统的最有效方法，在容错系统中得到广泛应用。 （3）事件调节的同步方式。这种方式是在规定事件的触发之下实现同步。软件同步属于松散同步。这种方式是以软件算法来实现同步，使多模系统各个模块在各自固有时钟的条件下工作在极为接近的同步状态。各模块间的同步取决于模块间通信结构的性能，各个模块固有时钟的精度和同步的频率。17、如何减少程序失控？采用这种编程技术有哪两个条件？减少程序失控的编程技术1．尽量采用单字节指令 在编写程序的过程中，尽量采用单字节指令组成单字节指令段完成规定的功能。这就保证干扰作用后CPU进入伪链，能以较短的时间、较高的概率寻址得到正确的核指令，使CPU得以迅速回到正常走行链上。 2．尽量少用程序控制类指令的操作码作多字节指令的操作数，以降低程序失控的概率。3．慎用堆栈操作指令实时控制程序不得不与堆栈打交道，但堆栈操作因干扰而出错的概率较大，而且堆栈出错往往直接与程序出错联系在一起，后果比较严重。所以，要慎重使用堆栈操作指令，避免一次使用太多的堆栈操作，尽量减少子程序嵌套的层次。4．指令冗余 指令冗余是在关键的地方插入一些空操作（NOP）指令，当失控的程序在遇到该指令后，使PC机进入正常运行轨道，而接下来的指令完整执行，不被拆散。插入的原则如下：在各种转移指令前插入NOP指令；在较重要的指令（如中断操作、堆栈操作等）前插入NOP指令；每隔若干条指令前插入NOP指令。5．关键指令的双重化返回指令如因干扰未能正常被执行，则程序不能正确返回，继而进一步造成程序混乱。如果中断返回指令不能正常被执行，还会造成非屏蔽中断不能那个实现现场的自动恢复，屏蔽中断不能打开中断链，低级中断无法响应等异常现象。如在返回指令后紧接着再写上同样的返回指令，即返回指令的双重化。当CPU执行到返回指令前出现干扰，即使第一条返回指令未被执行，但紧随其后的第二条返回指令可以得到执行。6．指令复执指令复执主要用于暂时故障的软件恢复。当机器发现校错后，立即停止前指令的执行，保存好现场断点，再让当前执行的指令重新执行若干次（如3次）或若干时间（如60ms），以判断是否存在暂时性故障，指令复执等于程序中的每条指令都是重新启动点，一旦发生错误，就重新执行被破坏的现行指令。实现指令复执的基本要点是：当发现错误，要能准确保存现行指令的地址，以便重新取出执行；现行指令使用的初始数据必须保留，以供重新执行时使用。 7．程序卷回程序卷回是指将原程序分成若干段，每一段都有一个基准点（Check Point），在保护好原始数据后，进行该段程序重试。当检查确认该段程序执行结果正确时，才销毁保留的原始数据。否则，卷回该段程序再试。在卷回程序时，只卷回当前出错的那一段，这样比较灵活方便，检测故障的效率也高。采取了上述编程措施以后，可以减少程序失控的次数和缩短伪链上的持续时间，但这并不能保证不发生程序失控。为此还必须捕捉到程序失控，以便采取相应的恢复技术。前述减少程序失控的编程技术是有条件的。首先是失控的程序必须落到程序空间，其次是必须执行到上述指令区。第5章CIS的故障-安全保障技术1、什么是故障-安全？故障-安全，即在故障时，设备应导向安全状态。故障-安全是指在任何部分发生故障及系统处于任何可能的外界环境中时系统的输出均处于安全状态。对铁路信号系统来说，必须考虑在联锁系统发生故障后，确保后果不危及行车安全，在铁路信号领域里称这一原则为故障-安全原则。2、安全性与可靠性之间的关系是什么？安全性与可靠性紧密相关，但两者又有区别，可靠性以维护系统的功能正常执行为目的，安全性以防止人身伤亡和财产损失为目的。可靠性关注的是系统少出故障，安全性则着重于设备故障之后的后果。铁路信号设备的故障-安全特性是建立在设备的高可靠性基础之上的。4、什么是危险侧故障率最小化技术和故障弱化技术？危险侧故障率最小化技术和故障弱化技术以及联锁方法都是提高系统故障安全度的有效方法。1．危险侧故障率最小化技术。采取措施使发生危险侧故障的概率最小化，如混线防护的双断法和电源隔离法，混进来的电源不能构成闭合回路，使危险侧故障的可能性降到最小；2．故障弱化技术。当设备或系统发生局部故障时，设备或系统的功能减弱，使设备或系统继持续执行一定的功能，如使信号灯光能在故障时按显示等级顺序降级。5、构成故障-安全计算机的方法主要有哪3种？构成故障—安全计算机的方法主要有3种：1）基于单机闭环自诊断的故障安全计算机构造方法；2）基于单机采取软件冗余的故障安全计算机构造方法（所谓的“一硬二软”方案）；3）基于多机采取硬件冗余的故障安全计算机构造方法。6、基于单机闭环自诊断的故障-安全计算机采用了哪些关键技术措施？该方法的核心是依靠自诊断程序实现计算机的故障安全特性。自诊断程序要准确判断是瞬时故障还是永久故障，否则就会经常造成故障安全停机。采取措施保证自诊断程序正常运行和防止运行失效。该种故障安全计算机采用了以下关键技术措施：1．安全条件电源电路，受微处理器输出的安全时钟信号的控制，该电路向输出器件供电。2．输出口的闭环校验。3．输入电路的闭环校验。采用闭环检测的方法，微处理器通过特定的输出通道发出某种波形的监测信号，与此同时，通过各个输入通道采集经过器件、导线和继电器接点环路后的监测信号，校验环路上各器件及导线的状态。16、输入/输出的安全性保障可归结为哪两个问题？什么叫回读校验？输入/输出的安全性保障可归结为地址计算的正确性保障和物理寻址的安全性保障。回读校验，即将送出的驱动命令，通过硬件或硬结线的方法从另一个读入口回读回来，以检验命令送出的正确性。如发生地址译码错误，将导致回读位置不正确或回读码错误，从而导致故障被发现以保证安全。17、静态故障-安全输入接口是怎样保障故障-安全的？18、动态故障-安全输入接口是怎样保障故障-安全的？（这两道题的四个图很重要）1、静态故障一安全输入接口静态故障一安全输入接口的设计思想是采用编码方式，将反映监控对象状态的二值开关量用多元代码来表达。假设取码长为n，则可组成 2n 个代码。若取其中的一个代码代表危险侧信息，另取其补码作为安全侧信息，称这两个代码为合法码，那么余下的2n-2 个代码为非法码。当 n 足够大时，一个合法码错成危险侧代码的概率极小。利用这种非对称的出错性质，就可以实现二值信息在存储、传送和处理过程中的故障一安全。这种输入接口电路的结构如图 5.1 所示,以继电器的前接点(危险侧)接通4 个光电耦合器(G)中编码的发光二极管,光电耦合器的输出通过并行接口输入联锁机，该电路是故障—安全的。图 5.1 静态故障-安全输入电路2、动态故障—安全输入接口电路如图 5.2 所示，在继电器前接点闭合且电路未发生故障的情况下，计算机输出脉冲序列,则在输入端必然收到相同的脉冲序列信号。当继电器落下, 或电路发生故障时，计算机读到该稳定信号，则表明收到了安全侧信息。另外该电路是闭环的, 利用闭环原理还能够检测输入输出接口的正确性。 图5.2 动态故障－安全输入电路二、故障安全输出接口u2022 为了避免因输出接口电路及通道中某些电路元件发生故障导致输出常 “1” 或常 “0” 状态，产生危险输出，计算机联锁控制系统在输出接口的设计中，一般采用动／静态变换电路实现安全输出。u2022 在需要输出诸如“开放信号”或“转换道岔”等这类危险侧控制命令时，借助软件的执行使计算机不断输出脉冲序列，再经过动/静态变换电路完成安全控制功能。一旦当输出电路的任一点发生固定型故障，脉冲序列就自动地变成稳态输出，经动/静态电路隔离，避免了产生危险输出，从而达到了故障导向安全的目的。u2022 下面举例说明这类电路的几种具体实现方式。1、 采用脉冲变压器的变换电路如图 5.3 所示，脉冲序列经由光电耦合器后驱动脉冲变压器，其输出经整流后使继电器励磁吸起，当电路输入固定电平信号时，由于脉冲变压器的隔离作用，其输出端不会有电压信号产生，继电器处于失磁落下状态。电路发生故障时，变压器也不会有输出。图 5.3 采用变压器的动态输出电路2、 图5.4 是不用脉冲变压器，一种实用的动／静态变换继电器驱动电路。其工作原理是：在电路正常情况下，当微机没有控制命令输出时，输入端为低电平，此刻电路处于稳态。由于C2没有充电电流，电容器C2两端没有电压，此时偏极继电器J处于释放状态。当有控制命令输出时，作用到输入端的是脉冲序列。C1和C2也就不断地进行充电和放电。当C2两端电压达到继电器J的吸起值时，继电器励磁并保持吸起，直到输入端无控制命令(无脉冲序列)输入，C2 得不到能量补充，待其端电压降到继电器的落下值时，继电器失磁落下。该电路能保证不致因一两个脉冲的干扰而使继电器误动。为了防止当 C1 和 D2 都击穿时造成继电器的错误吸起，必须采用偏级继电器以鉴别电流方向。图5.4 一种实用的继电器动/静态输出电路在上述两个电路中，当电路内部任一点发生故障时，电路总处于某种稳定状态，第 1 种电路中由于脉冲变压器的隔离作用，第 2 种电路中 C2 两端达不到使继电器吸起的电压，故都不会引起继电器的错误动作，从而做到故障导向安全。补充：电气集中联锁系统实现故障-安全的主要方法是什么？书上79页最后一段第6章TYJL 系列计算机联锁控制系统解析7、TYJL-TR9 计算机联锁控制系统的联锁子系统的结构是怎样的？联锁子系统主要由以下部件构成：u2022 主处理器模块：采用三取二完成联锁逻辑运算；u2022 电源模块：冗余的电源模块提供计算机工作的内部电源；u2022 采集模块：采集现场信息，并传递给处理器模块；u2022 驱动模块：执行处理器的命令，驱动现场继电器；u2022 通信模块：完成联锁机和其他设备之间的通信。8、TYJL-TR9 计算机联锁控制系统的输出子系统的结构是怎样的？工作时有何特点？每个输出模块有三条相同的隔离分电路。每条分电路有一个I/O微处理器通过相应的I/O总线从相应的主处理器中获取输出数据。每个微处理器可通过模块上的回读电路读取每点的输出值以便判断输出电路内存在的隐蔽型故障。当输出模块任一条分电路诊断出任何故障时，模块的故障灯点亮，随即在机架的电源模块发出报警信号。模块在单条分电路故障时，仍能不间断工作，若热备模块存在，则可自动切换。当输出模块正常工作且热备模块存在时，则两模块以一小时为时间间隔相互切换，使故障模块会被及时发现。9、TYJL-TR9 计算机联锁控制系统的技术特点是什么？系统技术特点（1）关键部件采用三重冗余，提高了系统的可靠性与安全性。（2）采用TRISTATION1131编程环境，提供了很好的文档管理，提高了联锁软件的可靠性和安全性。（3）联锁安全软件与联锁功能软件相互分离，降低了软件设计的复杂性。（4）通用联锁模块库与定制特殊功能模块相结合，提高了联锁软件的通用性和灵活性。（5）完善的自诊断能力、清晰的故障显示、在线的故障模块替换使系统便于维护。

(1)定序。组成程序的指令必须按照一定的顺序被执行，不能乱套。(2)定时。电子计算机是一种复杂的机器，由众多的元件、部件组成，不同的信号经过的路径也不同。为了让这些元件、部件能协调工作，系统必须有一个统一的时间标准——时钟和节拍。计算机中的时钟和节拍是由一种振荡器提供的。振荡器的T作频率称为时钟频率。(3)操作控制。控制器应能按指令规定的内容，在规定的节拍向有关部件发出操作控制信号。扩展资料操作控制器常用的控制方式有同步控制、异步控制、联合控制。1、同步控制方式：任何指令的运行或指令中各个微操作的执行，均由确定的，具有统一基准时标的时序信号所控制。即所有的操作均由统一的时钟控制，在标准时间内完成。（在同步控制下，每个时序信号的结束就意味着安排完成的工作已经完成，随即开始执行后续的微操作或自动转向下条指令的运行。）2、异步控制方式：没有统一的同步信号，采用问答方式进行时序协调，将前一操作的回答作为下一操作的启动信号。3、联合控制方式：将同步控制和异步控制相结合。其通常设计思想为：在功能部件内部采用同步方式或以同步方式为主的控制方式；在功能部件间采用异步方式。

将DCS中，部分程序控制器及控制的单元装配在一个柜中，通常称为DCS柜。

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1． 计算机数学基础 本课程4学分，课内学时72，开设一学期。 课程的主要内容：线性代数、概率基础、数理统计基础等。 2． 计算机电路基础 (1) 本课程4学分，课内学时72，其中实验18学时，开设一学期。 本课程是计算机应用专业的专业基础课。主要内容包括：电路基本概念（电路与电路模 型、电路基本物理量、电路基本元件、基尔霍夫定律、简单的电阻电路），半导体基本器件 ；开关理论基础，门电路，组合逻辑电路与时序逻辑电路，可编程逻辑器件（随机读写存贮 器、只读存贮器、可编程逻辑阵列、通用逻辑阵列、现场可编程门阵列、在系统（ISP）编 程技术），数字系统的组成。 本课程后续课程：计算机电路基础(2)等。 3． 计算机电路基础(2) 本课程4学分，课内学时72，其中实验14学时，开设一学期。 本课程是计算机应用专业计算机控制方向的一门必修课。主要内容包括：模拟电路基本 概念，运算放大器的原理及应用，功率放大及稳压电路；测试技术概述，机电系统运动参 数 （位移、速度、加速度、力、力矩、应变及应力等）的测试，过程系统参数（压力、温 度、 流量等），测试数据处理。 本课程先修课程：计算机电路基础(1)等。 本课程后续课程：微机接口技术、计算机控制技术等。 4． C++语言程序设计 本课程5学分，90学时，开设一学期。 C++语言程序设计是计算机应用专业的专业基础课。该课程的主要内容：算术、逻辑、 比较、位、条件、逗号、赋值、输入、输出等运算符和表达式，分支和循环控制结构，模块 化程序设计（函数定义、函数调用、函数重载、库函数、变量作用域和存贮类），数据类 型 （整型、实型、字符型、枚举、数组、结构、指针、类等），动态存储空间的分配与释 放， C++操作环境、编译预处理、文件链接和工程文件的使用，类与对象的概念，操作符重 载与 函数模板，C++标准输入输出流、文件流和串流，等等。 本课程先修课程：计算机入门及操作技能训练（在集中实践环节中）、计算机组成原理 与汇编语言等。 5. 计算机组成原理与汇编语言 本课程5学分，课内学时90，开设一学期。 本课程是计算机应用专业的专业基础课。主要内容包括：计算机系统概述，计算机中数 据的表示，运算方法和运算器，指令系统，控制器，存贮器组织，输入输出系统；汇编语 言 ，汇编语言基本程序设计，程序设计举例（输入输出程序设计、中断程序设计、系统调 用及 程序设计）。 本课程先修课程：计算机电路基础(1)等。 本课程后续课程：操作系统，计算机网络等。 6. 数据结构 本课程5学分，90学时，其中实验占27学时，大作业占18学时，开设一学期。 数据结构是计算机应用专业的专业基础课。该课程的主要内容：线性表、栈、队列的定 义、顺序存贮和链接存贮结构，进行插入和删除等运算的算法；树、二叉树、二叉排序树 、 哈夫曼树的定义、性质、存贮结构及建立过程，二叉树的先序、中序和后序遍历算法， 二叉 排序树的查找、插入和生成算法，图的定义，图的邻接矩阵、邻接表和边集数组存贮 结构， 图的深度优先和广度优先遍历算法，求图的最小生成树和最短路径算法，拓扑排序 算法，数 据查找和排序的各种算法，文件的概念和组织方法等。 本课程先修课程：计算机组成原理与汇编语言、C++语言程序设计等。 7. 微机接口技术 本课程5学分，课内学时90，其中实验27学时，大作业18学时，开设一学期。 本课程是计算机应用专业计算机控制方向的一门必修课。主要内容包括：微机接口技术 概述，模拟量输出输入通道（A/D、D/A变换及其接口电路），数字量输出输入通道，常用 可编程并、串行接口电路，工业控制计算机总线技术，人机界面接口技术。 本课程先修课程：计算机组成原理与汇编语言、计算机电路基础(2)等。 本课程后续课程：计算机控制技术、单片机技术等。 8. 数据库基础与应用 本课程6学分，108学时，开设一学期。 数据库基础与应用是计算机应用专业信息管理方向的一门必修课，其它方向的选修课。 该课程的主要内容：数据库系统的概念、组成和主要功能，数据库保护和数据模型，关系 模 型和各种关系运算，利用SQL进行数据库的定义、查询、更新、插入和删除数据，关系规 范 化和函数依赖，第一、二、三范式和BCNF范式，数据库的概念结构设计、逻辑结构设计 和物 理结构设计，FoxPro数据库的建立、显示、修改、查询、统计、复制、索引、排序、 更新、 关联等，Foxpro应用程序设计和用户界面设计。 先修课程：计算机入门及操作技能训练（在集中实践环节中）、离散数学等。 9. 操作系统 本课程5学分，课内学时90，开设一学期。 操作系统是计算机应用专业的专业基础课。操作系统对计算机系统资源实施管理，是所 有其他软件与计算机硬件的唯一接口。学生通过本课程的学习，理解操作系统的基本概念 和主要功能，掌握常用操作系统的使用和一般管理方法，了解它是如何组织和运作的，从 而为今后的学习和工作打下基础。 课程主要内容：操作系统引论；进程管理；处理机管理；存储器管理；文件系统；设备 管理；中断和信号机构；死锁；微内核体系结构；网络操作系统；操作系统展望与中文操 作系统。 本课程先修课程：计算机组成原理与汇编语言、C++语言程序设计、离散数学基础等。 本课程后续课程：网络操作系统等。 10. 计算机控制技术 本课程4学分，课内学时72，其中实验15学时，开设一学期。 本课程是计算机应用专业计算机控制方向的一门必修课。主要内容包括：自动控制的基 本概念，计算机控制系统基本组成及工作原理，计算机控制系统的基本特性，计算机控制 系统的控制算法，控制用计算机系统的配制，实时控制软件技术，计算机控制系统的抗干 扰技术，可编程序控制器的原理及应用，分散型控制系统及其应用，计算机控制系统设计 与调试举例。 本课程先修课程：计算机组成原理与汇编语言、C++语言程序设计等。 本课程后续课程：单片机技术等。 11. 单片机技术 本课程4学分，课内学时72，开设一学期。 本课程是计算机应用专业计算机控制方向的一门必修课。主要内容包括：单片机概述， 单片机芯片结构，单片机指令系统，单片机程序设计，单片机系统扩展，单片机开发系统 及应用，单片机在控制系统中的应用（数据采集系统，智能数字电压表，机械手控制系统 等） 。 本课程先修课程：计算机组成原理与汇编语言等。 12. 计算机网络 本课程5学分，课内学时90，开设一学期。 本课程是计算机应用专业的专业基础课。主要内容包括：计算机网络概述（计算机网络 基本概念、计算机网络硬件、计算机网络软件、互连网络标准体系、开放式系统互连参考 模型、计算机网络的新进展及发展趋势）；计算机网络的层次模型，计算机网络中的通信 子网 （概述、数字通信基础知识、局域计算机网络、城域计算机网络、广域计算机网络、 网际互 连技术）；计算机网络中的高层服务（概述、局域网络服务/广域网络服务、电子邮 政服务 、WWW多媒体信息发布服务、文件传输与终端仿真服务、其他网络高层应用）；计算 机网络应用开发与相关技术，使用计算机网络的道德和法律法规。 本课程先修课程：计算机组成原理与汇编语言等。 本课程后续课程：组网与网络管理技术、Internet与Intranet应用、网络操作系统、计 算机组成原理与汇编语言、网络信息制作与发布等。 13. 多媒体技术基础 本课程4学分，课内学时72，其中实验24学时，开设一学期。 多媒体技术基础课程是计算机应用专业计算机应用软件开发方向的一门必修课。通过本 课程的学习，使学生了解多媒体技术的发展，掌握多媒体软硬件的配置及使用，为今后更 好地应用多媒体技术打下基础。 课程主要内容：多媒体计算机技术概论；视频与音频信息获取与存储技术；多媒体计算 机硬件结构；压缩技术；超文本和超媒体；多媒体素材的采集和处理；动画制作工具和创 作技术；编辑多媒体软件。 本课程先修课程：Windows使用、计算机组成原理。 14. 软件工程 本课程4学分，课内学时72，开设一学期。 软件工程课程是计算机应用专业计算机应用软件开发方向和计算机信息管理方向的必修 课。本课程阐述了软件开发、维护和管理等方面的软件工程学的概念、原理以及典型的技术 方法。通过本课程的学习，使学生树立软件工程的科学思想，能自觉按照软件工程的方法学 进行软件的开发和维护工作，并掌握与此相应的方便的工具，形成良好的软件开发习惯。 课程主要内容：软件工程概述；可行性研究；需求分析；总体设计；详细设计；编码； 测试；维护；原型法。 本课程先修课程：一门高级程序设计语言，操作系统，数据结构等。 15. Visual Basic程序设计 本课程5学分，课内学时90，其中实验32学时，开设一学期。 Visual Basic程序设计课程是计算机应用专业计算机应用软件开发方向的一门必修课。 通过本课程的学习，使学生熟悉VB这一集应用程序开发、设计、编辑、编译和调试为一体 的集成化开发环境，掌握VB的基本语言和语法，培养学生使用VB进行程序设计的技能。 课程主要内容：VB集成化开发环境；VB 窗体；VB控件；VB模块；VB类；VB输出；VB创 建并使用菜单和工具；VB使用数组、变量和常量；VB存储和获取数据；VB创建和使用帮助文 件；VB使用对话框；VB使用鼠标；VB使用Dll和API；VB使用ActiveX；VB面向对象的编程方 法。 本课程先修课程：程序设计基础、Windows操作系统、多媒体技术基础。 16. 软件工具与环境 本课程3学分，课内学时54，其中实验34学时，开设一学期。 软件工具与环境课程是计算机应用专业计算机应用软件开发方向的一门必修课。在软件 开发活动中，采用合适的软件开发工具、平台和环境，可以大大提高软件生产率，也是保 证软件产品的质量的一个重要手段。应用软件开发人员掌握有关概念，熟悉常用软件开发 工具、平台和环境是十分必要的。 课程主要内容：软件开发环境概论；人机界面；程序设计环境；系统集成环境；维护环 境；速成原型环境；程序自动生成环境。 本课程先修课程：软件工程等。 17． 信息管理系统 本课程4学分，72学时，大作业占18学时，开设一学期。 信息管理系统是计算机应用专业信息管理方向的一门必修课，它综合利用了先前学过的 知识，解决信息管理系统的实际问题。主要内容有：信息管理系统的概念与结构，信息管理 系统的开发过程，信息管理系统的管理与维护，信息管理系统的开发环境与工具，信息管理 系统的开发实例等。 本课程先修课程：计算机组成原理与汇编语言、计算机网络、数据结构、数据库基础与 应用、管理学基础等。 18. 组网与网络管理技术 本课程4学分，课内学时72，开设一学期。 本课程是计算机应用专业计算机网络方向的一门必修课。主要内容包括：组网用的物理 信道，组网实践，计算机网络互连（交换网络的概念、局域网络互连、局域网与广域网的 互连），计算机网络管理（网络管理的基本概念、简单网络管理协议SNMP、全面网络管理 ，计算机网络的测试与维护）。 本课程先修课程：计算机网络等。 19. 网络操作系统 本课程4学分，课内学时72，开设一学期。 本课程是计算机应用专业计算机网络方向的一门必修课。主要内容包括：网络操作系统 概论（网络操作系统概念、功能描述），网络操作系统比较（UNIX、Windows NT和Netware 网络操作系统性能价格比较），网络操作系统的发展预测，UNIX操作系统及使用，Windows NT操作系统及使用，Netware网络操作及使用。 本课程先修课程：计算机网络、操作系统等。 20. Internet与Intranet应用 本课程4学分，课内学时72，开设一学期。 本课程是计算机应用专业计算机网络方向的一门必修课。主要内容包括： Internet和 Intranet应用及互连网络应用概貌，域名服务（DNS），电子邮政服务（E-mail），文件 传输服务（FTP），远程登录服务（Telnet），Web服务，代理（Proxy）服务，其他互连网 络服务，新的应用，ISP的实施例子。 本课程先修课程：计算机网络等。 21. 网络信息制作与发布 本课程5学分，课内学时90，开设一学期。 本课程是计算机应用专业计算机网络方向的一门必修课。主要内容包括：网络信息的收 集与组织，网络信息制作工具介绍（ Word、Front Page），网络信息的制作（预备知识： 色彩、构图与网页设计；利用Word制作简单网页，利用Front Page制作网页；视觉与创意 ），网络信息的发布，网络信息的维护。 先修课程：计算机网络等。 22. 英语Ⅰ(1) (2) 本课程6学分，课内学时108，开设一学年。 本课程为公共英语课程。通过课程的学习，学生应能掌握1600左右的常用词汇(包括入 学时要求掌握的600词)和若干相关的常用词组及基础语法知识；能够听懂发音清楚、语速较 慢的教学用语和日常生活用语，并能用英语进行简单的日常交谈；能够读懂所学词汇和语法 范围内的故事、短文及通知、便条等；能够写出简短的私人信函，或用便条转达具体信息。 统设服务课程： 1． 计算机入门及操作技能训练 本实践环节4学分，实验36学时（2学分），开设一学期。 主要内容：计算机系统组成与基本工作原理，计算机的基本操作与维护（键盘和鼠标使用， 中英文输入，外设与主机的连接、配置与使用，计算机常规维护），操作系统使用（Window s95以上），字处理软件使用（Word 97以上），计算机网络基本知识，Internet实用（浏览 器IE5.0、电子邮件Email使用）。 2． OFFICE办公软件 本实践环节4学分，实验45学时（2.5学分），开设一学期。 主要内容：字处理软件Word (97以上)深入使用，电子表格处理软件Excel (97以上)使 用，电子演示软件Power Point (97以上)使用，OFFICE办公软件综合使用训练。

硬件：硬件系统主要由中央处理器、存储器、输入输出控制系统和各种外部设备组成。中央处理器是对信息进行高速运算处理的主要部件，其处理速度可达每秒几亿次以上操作。存储器用于存储程序、数据和文件，常由快速的内存储器（容量可达数百兆字节，甚至数G字节）和慢速海量外存储器（容量可达数十G或数百G以上）组成。各种输入输出外部设备是人机间的信息转换器，由输入-输出控制系统管理外部设备与主存储器(中央处理器)之间的信息交换。

京东上大把的这种设备，而且价格也便宜，我之前在京东上买的 IDV 这个品牌，还不错。