1、 一、以自動控制形式分類 1.計算機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng) 若控制系統(tǒng)的輸出對生產(chǎn)過程能行使控制，但控制結(jié)果一生產(chǎn)過程的狀態(tài)沒有影響計算機(jī)控制的系統(tǒng)，其中計算機(jī)、控制器、生產(chǎn)過程等環(huán)節(jié)沒有構(gòu)成閉合回路，則稱之為計算機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)。生產(chǎn)過程的狀態(tài)沒有反饋給計算機(jī)，而是由操作人員監(jiān)視生產(chǎn)過程的狀態(tài)并決定著控制方案，使計算機(jī)行使其控制作用，這種控制形式稱之為計算機(jī)開環(huán)控制。 2.計算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng) 計算機(jī)對生產(chǎn)對象或生產(chǎn)過程進(jìn)行控制時，生產(chǎn)過程狀態(tài)能直接影響計算機(jī)控制系統(tǒng)，稱之為計算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)?？刂朴嬎銠C(jī)在操作人員監(jiān)視下，自動接受生產(chǎn)過程的狀態(tài)檢測結(jié)果，計算并確定控制方案，直接指揮控制部件(器)的動作，行

2、使控制生產(chǎn)過程作用。在這樣的系統(tǒng)中，控制部件按控制機(jī)發(fā)來的控制信息對運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行控制;另一方面運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)作為輸出，由檢測部件測出后，作為輸人反饋給控制計算機(jī)，從而使控制計算機(jī)、控制部件、生產(chǎn)過程、檢測部件構(gòu)成一個閉環(huán)回路，這種控制形式稱之為計算機(jī)閉環(huán)控制。計算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，是利用數(shù)學(xué)模型設(shè)置生產(chǎn)過程最佳值與檢測結(jié)果反饋值之間的偏差，控制達(dá)到生產(chǎn)過程運(yùn)行在最佳狀態(tài)。 3.在線控制系統(tǒng) 只要計算機(jī)對受控對象或受控生產(chǎn)過程，能夠行使直接控制，不需要人工干預(yù)的都稱之為計算機(jī)在線控制或稱聯(lián)機(jī)控制系統(tǒng)。 4離線控制系統(tǒng) 計算機(jī)沒有直接參與控制對象或受控生產(chǎn)過程，它只完成受控對象或受控過程的狀態(tài)檢

3、測，并對檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而后制定出控制方案，輸出控制指示，然后操作人員參考控制指示，進(jìn)行人工手動操作，使控制部件對受控對象或受控過程進(jìn)行控制，這種控制形式稱之為計算機(jī)離線控制系統(tǒng)。 5.實(shí)時控制系統(tǒng) 計算機(jī)實(shí)時控制系統(tǒng)是指當(dāng)受控制的對象或受控過程，在請求處理或請求控制時，其控制機(jī)能及時處理并進(jìn)行控制的系統(tǒng)通常用在生產(chǎn)過程是間斷進(jìn)行的場合，只有進(jìn)人過程才要求計算機(jī)進(jìn)行控制。計算機(jī)一旦進(jìn)行控制，就要求計算機(jī)對來自生產(chǎn)過程的信息在規(guī)定的時間內(nèi)做出反應(yīng)或控制，這種系統(tǒng)常使用完善的中斷系統(tǒng)和中斷處理程序來實(shí)現(xiàn)。二、以參與控制方式分類1.直接數(shù)字控制系統(tǒng)由控制計算機(jī)取代常規(guī)的模擬調(diào)節(jié)儀表而直接對生產(chǎn)過

4、程進(jìn)行控制的系統(tǒng)稱為直接數(shù)字控制（DDC)系統(tǒng)受控的生產(chǎn)過程的控制部件接受的控制信號可以通過控制機(jī)的過程輸入/輸出通道中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，將計算機(jī)輸出的數(shù)字控制量換成模擬量 ,輸人的模擬量也要經(jīng)過控制機(jī)的過程的輸入/輸出趁道的模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量進(jìn)入計算機(jī)。.DDC使用小型計算機(jī)或微型機(jī)的分時系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)多個點(diǎn)的控制功能實(shí)際上是屬于用控制機(jī)離散采樣，實(shí)現(xiàn)離散多點(diǎn)控制。DDC計算機(jī)控制系統(tǒng)已成為當(dāng)前計算機(jī)控制系統(tǒng)中的主要控制形式其優(yōu)點(diǎn)是靈活性大、可靠性高和價格便宜，能用數(shù)字運(yùn)算形式對若干個回路，甚至數(shù)十個回路的生產(chǎn)過程，進(jìn)行比例一積分一微分(PID)控制.使工業(yè)受控對象的狀態(tài)保持在給定值

5、上，偏差小且穩(wěn)定，只要改變控制算法和應(yīng)用程序便可實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制，如前饋控制和最佳控制等。一般清況下-DDC控制常作為更復(fù)雜的高級控制的執(zhí)行級 2.計算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng) 計算機(jī)盔督控側(cè)系統(tǒng)是針對某一種生產(chǎn)過程，依據(jù)生產(chǎn)過程的各種狀態(tài).按生產(chǎn)過程的數(shù)學(xué)模型計算出生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)運(yùn)行的最佳給定值，并將最佳值自動地或人工對DDC執(zhí)行級的計算機(jī)或?qū)δM調(diào)節(jié)儀表進(jìn)行調(diào)整或設(shè)定控制的目標(biāo)值，由DDC或調(diào)節(jié)儀表對生產(chǎn)過程各個點(diǎn)(運(yùn)行設(shè)備)行使控制。計算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是能保證受控的生產(chǎn)過程始終處于最佳狀態(tài)下運(yùn)行，因而獲得最大效益。直接影響計算機(jī)監(jiān)督控制效果優(yōu)劣的首先是它的數(shù)學(xué)模型，為此要經(jīng)常在運(yùn)行過程中改進(jìn)數(shù)學(xué)

6、模型，并相應(yīng)修改控制算法和應(yīng)用控制程序。 3.多級控制系統(tǒng) 在現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)中.不僅需要解決生產(chǎn)過程的在線控制問題，而月還要求解決生產(chǎn)管理問題，每日生產(chǎn)品種、數(shù)量的計劃調(diào)度以及月季計劃安排，制定長遠(yuǎn)規(guī)劃、預(yù)報銷售前景等，于是出現(xiàn)了多級控制系統(tǒng)。 DDC級主要用于直接控制生產(chǎn)過程.進(jìn)行YII)或前饋控制計算機(jī)監(jiān)督控制級主要用于進(jìn)行最佳控制或自適應(yīng)控制或自學(xué)習(xí)控制計算，并指揮DI)C:級控制同時向MIS級匯報情況DDC,級通常用微型計算機(jī)，計算機(jī)監(jiān)督控制級一般用小型計算機(jī)或高檔微型計算機(jī)。車間管理的MIS主要功能是根據(jù)工廠級下達(dá)的生產(chǎn)品種、數(shù)量命令和搜集上來的生產(chǎn)過程狀態(tài)的信息，隨時進(jìn)行合理調(diào)度實(shí)現(xiàn)

7、最優(yōu)控制，指揮計算機(jī)監(jiān)督控制級監(jiān)督控制。工廠管理級的 MIS主要功能是接受公司下達(dá)的生產(chǎn)任務(wù)和本廠的實(shí)際情況，進(jìn)行最優(yōu)化計算，制訂本廠生產(chǎn)計計劃和短期(旬或周或日)安排，然后給車間級下達(dá)生產(chǎn)任務(wù)公司管理級的MIS主要功能是對市場需求預(yù)測計算，制訂戰(zhàn)略上的長期發(fā)展規(guī)劃，并對訂貨合同，原料供應(yīng)情況和企業(yè)的生產(chǎn)狀況，進(jìn)行最優(yōu)生產(chǎn)方案的比較選擇計算制訂出整個公司企業(yè)較長期(月或旬)的生產(chǎn)計劃、銷售計劃，并向各工廠管理級下達(dá)任務(wù)。MIS級主要功能是實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時處理.為各級決策者提供有用的信息做出關(guān)于生產(chǎn)計煙一調(diào)度和管理方案，使計劃協(xié)調(diào)和經(jīng)營管理處于最優(yōu)狀態(tài).MTS級可根據(jù)企業(yè)的規(guī)模和管理范圍的大小分成若

8、干級，每級又依據(jù)要處理的信息t的大小確定采用的計算機(jī)類型一般情況車間級MIS用小型計算機(jī)成離傳徽公什算機(jī)，工廠管理級的MIS用中型計算機(jī)而公司管理級的MIS則用大型計算機(jī)，或用超大型計算機(jī)。4.分布式控制或分散控制系統(tǒng)分散控制或分布控制，是將控制系統(tǒng)分成若干個獨(dú)立的局部控制子系統(tǒng)，用以完成受控生產(chǎn)過程啟動控制任務(wù)。由于微型計算機(jī)的出現(xiàn)與迅速發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)分散控制提供了物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)。近年來分散控制得到異乎尋常的發(fā)展，且已成為計算機(jī)控制發(fā)展的重要趨勢。 自20世紀(jì)70年代起，又出現(xiàn)集中分散式的控制系統(tǒng)，簡稱集散系統(tǒng)，它是采用分散局部控制新型計算機(jī)控制系統(tǒng) 三、以調(diào)節(jié)規(guī)律分類 1釋序控制 如果計算機(jī)

9、控制系統(tǒng)是按照預(yù)先編制的固定程序進(jìn)行自動控制，則這種控制稱之為程序控制。如爐溫按照一定的時間曲線進(jìn)行書;制就為程序控制 2.順序控制 在程序控制的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了順序控制，計算機(jī)如能根據(jù)隨時間推移所確定的對應(yīng)值和此刻以前的控制結(jié)果兩方面情況行使對生產(chǎn)過程控制的系統(tǒng)，稱之為計算機(jī)的順序控制。 3.比例一積分微分PID控制 常規(guī)的模擬調(diào)節(jié)儀表叮以完成PID樸制，用微型計算機(jī)也，!以實(shí)現(xiàn)PIh控制。 4.前饋控制 通常的反饋控制系統(tǒng)中，由于擾造成了一定后果.才能反饋過來產(chǎn)生抑制干擾的控制作用，因而產(chǎn)生滯后控制的不良后果。為了克服這種滯后的不良控制，用計算機(jī)接受干擾信號后，在還沒有產(chǎn)生后果之前插人一個前饋

10、控制作用.使其剛好在干擾點(diǎn)上完全抵消干擾對控制變量的影響，這種控制稱為前饋控制，又稱為擾動補(bǔ)償控制。; 最優(yōu)控制(最佳控制)系統(tǒng) 控制計算機(jī)如有使受控對象處于最佳狀態(tài)運(yùn)行的控制系統(tǒng)稱之為最佳控制系統(tǒng)。此時計算機(jī)控制系統(tǒng)在現(xiàn)有的限定條件下，恰當(dāng)選擇控制規(guī)律(數(shù)學(xué)模型)，使受控對象運(yùn)行指標(biāo)處于最優(yōu)狀態(tài)，如產(chǎn)量最大、消耗最少、質(zhì)量合格率最高、廢品率最少等。最佳狀態(tài)是由定出的數(shù)學(xué)模型確定的，有時是在限定的某兒種范圍內(nèi)追求單項(xiàng)最好指標(biāo)，有時是要求綜合性最優(yōu)指標(biāo)。 6.自適應(yīng)控制系統(tǒng) 上述的最佳控制，當(dāng)工作條件或限定條件改變時，就不能獲得最佳的控制效果了。如果在工作條件改變的情況下，仍然能使控制系統(tǒng)對受控

11、對象進(jìn)行控制而處于最佳狀態(tài)，這樣的控制系統(tǒng)稱之為自適應(yīng)系統(tǒng)。這就要求數(shù)學(xué)模型體現(xiàn)出在條件改變的情況下，如何達(dá)到最佳狀態(tài)，控制計算機(jī)檢測到條件改變的信息，按數(shù)學(xué)模型給出的規(guī)律進(jìn)行計算，用以改變控制變量，使受控對象仍能處在最好狀態(tài)。7.自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng) 如果用計算機(jī)能夠不斷地根據(jù)受控對象運(yùn)行結(jié)果積累經(jīng)驗(yàn)，自行改變和完善控制規(guī)律，使控制效果愈來愈好，這樣的控制系統(tǒng)稱之為自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)。 最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制和自學(xué)習(xí)控制都涉及到多參數(shù)、多變量的復(fù)雜控制系統(tǒng)，都屬于近代控制理論研究的問題。系統(tǒng)的穩(wěn)定性的判斷，多種因素影響控制的復(fù)雜數(shù)學(xué)模型研究等、都必須有生產(chǎn)管理、生產(chǎn)工藝、自動控制、檢測儀表、程序設(shè)計、計

12、算機(jī)硬件各方面人員相互配合才能得以實(shí)現(xiàn)。應(yīng)根據(jù)受控對象要求反應(yīng)時間的長短、控制點(diǎn)數(shù)多少和數(shù)學(xué)模型復(fù)雜程度來決定選用計算機(jī)規(guī)模，一般來說需要功能很強(qiáng)(速度與計算功能)的計算機(jī)才能實(shí)現(xiàn)。 上述諸種控制，既可以是單一的，也可以是幾種形式結(jié)合的，并對，仁產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)控制。這要針對受控對象的實(shí)際情況，在系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計時確定。第二節(jié)順序控制系統(tǒng) 順序控制是指按預(yù)先設(shè)定好的順序使控制動作逐次進(jìn)行的控制，可用成熟的可編程序控制器來完成順序控制。圖7-1是反饋控制系統(tǒng)原理框圖，圖-2是順序控制系統(tǒng)原理框圖。 比較圖7-1和圖7-2可看出，反饋控制系統(tǒng)與順序控制系統(tǒng)的區(qū)別是，在反饋系統(tǒng)中有調(diào)節(jié)盒，而順序控制系統(tǒng)

13、中沒有調(diào)節(jié)盒。 圖7-4所示為順序控制的計量槽系統(tǒng)。槽內(nèi)的液面在下限時(限位開關(guān)1閉2開)，電磁閥1和2都關(guān)閉，處于停止?fàn)顟B(tài)，指示燈亮表示計量結(jié)束，并準(zhǔn)備下一次的計量。此時，如果按下按鈕開關(guān)，電磁閥1開，進(jìn)人計量狀態(tài)。原料裝滿時限位開關(guān)1開，電磁閥1閉，電磁閥2開，進(jìn)人排出狀態(tài)。液面到達(dá)下限時，限位開關(guān)2開，電磁閥2閉，又返回停止?fàn)顟B(tài)第三節(jié)計算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng) 一、數(shù)字控制系統(tǒng)簡述 隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，以及數(shù)字信號的特點(diǎn)，數(shù)字控制系統(tǒng)在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。 離散系統(tǒng)、采樣系統(tǒng)和數(shù)字控制系統(tǒng)的共同特點(diǎn)為系統(tǒng)的一部分或幾部分是以離散信號的形式出現(xiàn)的。所謂離散信號是指只有在離散時刻出現(xiàn)和

14、變化的信號;一個系統(tǒng)只包含離散。如果既包含離散信號又包含連續(xù)信號就叫做采樣系統(tǒng)，而數(shù)字系統(tǒng)指信號就叫做離散系統(tǒng)。如果既包含離散信號又包含連續(xù)信號叫采樣系統(tǒng)。而數(shù)字系統(tǒng)指的是系統(tǒng)中的某些信號是由數(shù)字計算機(jī)或者數(shù)字轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的，并且呈現(xiàn)數(shù)碼形式。可以這樣說，數(shù)字系統(tǒng)既包含了離散系統(tǒng)和采樣系統(tǒng)的特點(diǎn)和內(nèi)容，又有它自己的特殊內(nèi)容，即信號的數(shù)字表現(xiàn)形式.第四節(jié)自適應(yīng)控制系統(tǒng) 一、自適應(yīng)控制的含義 在對象參數(shù)和擾動為未知或者隨時間變化的條件如何設(shè)計一個控制器，使得系統(tǒng)運(yùn)行在某種意義下的最優(yōu)或近似最優(yōu)狀態(tài)，這就是自適應(yīng)控制所要解決的問題。如果把系統(tǒng)未知參數(shù)作為附加的狀態(tài)變量，則狀態(tài)后的系統(tǒng)方程就總是非線性的

15、。因此，自適應(yīng)控制所要解決的問題，實(shí)際上可表述為一個特殊的非線性隨機(jī)控制問題。非線性隨機(jī)控制的解法是極其復(fù)雜的，為了獲得某種實(shí)用解法必須對它做出近似。自適應(yīng)控制技術(shù)即是這種近似的設(shè)計方法.具體的方法可不相同，但其設(shè)計思想均有下述共同特點(diǎn): 1;必須不斷地在線觀測被控系統(tǒng)的狀態(tài)、性能或參數(shù)，進(jìn)行信息積累。 2根據(jù)積累的的信息，做出使系統(tǒng)趨向期望性能的控制決策。 3)在決策的基礎(chǔ)上，對控制器進(jìn)行修正以達(dá)到使系統(tǒng)運(yùn)行在某種意義下的最優(yōu)或近似最優(yōu)狀態(tài).二、自適應(yīng)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀 在制造業(yè)中所謂自適應(yīng)性控制就是為使加工系統(tǒng)順應(yīng)客觀條件的變化而進(jìn)行的自動調(diào)節(jié)控制從廣義上講，任何一種加工系統(tǒng)都在某種程度上具有

16、適應(yīng)性控制的功能，只是實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)所采用的方式或調(diào)節(jié)的內(nèi)容不同而已。現(xiàn)討論的是以數(shù)控技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機(jī)控制技術(shù)等為基礎(chǔ)的適應(yīng)性控制圖7-8為具有這種適應(yīng)性控制功能的加工系統(tǒng)框圖。 由圖7-8可知，這種系統(tǒng)中包括兩種反饋系統(tǒng):一種是閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床本身帶有的位置環(huán)控制回路;另一種則是根據(jù)需要在加工過程中檢測某些反映加工狀態(tài)的過程變量信息，并將這種信息反饋給適應(yīng)性控制裝置.由其產(chǎn)生調(diào)節(jié)指令.以改變系統(tǒng)的某些功能與切削參數(shù)而NC系統(tǒng)不需要進(jìn)行任何人工干預(yù)，使切削加工在合理狀態(tài)下進(jìn)行，不僅保證了較高的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量并性最大限度地發(fā)揮了機(jī)床的效能，降低了生產(chǎn)成本。 加工過程的適應(yīng)性控制實(shí)際上是一種

17、自適應(yīng)控制自適應(yīng)控制是動物的一種本能，其控制機(jī)理是相當(dāng)復(fù)雜的。究其原因在于自適應(yīng)控制是一種非線性系統(tǒng)，對于加工過程這樣一個復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，要求其能正常工作的本質(zhì)問題就是穩(wěn)定。而目前尚不能設(shè)計出一個非線性系統(tǒng)對多變的加工過程的設(shè)計解始終是穩(wěn)定的。反之，系統(tǒng)行為非常緊密地與參考信號及干擾相關(guān)，不同的參考信號有時可能獲得截然不同的解。由此看來，能否建立一個一般的非線性穩(wěn)定系統(tǒng)，需要繼續(xù)深人研究。這是一個理論問題，也是一個實(shí)際問題。目前，人們的研究大多是在現(xiàn)有的適應(yīng)性控制發(fā)展的基礎(chǔ)上加上專家系統(tǒng)的人工智能手段，使自適應(yīng)控制有個較好的基礎(chǔ)。然而，或許只有從根本上改進(jìn)自適應(yīng)的機(jī)制(從僅有遞推估計作為適應(yīng)

18、機(jī)制的初級狀況中走出來)，才能使適應(yīng)性控制的發(fā)展躍上一個新的臺階。適應(yīng)性控制的應(yīng)用范圍非常廣泛，尤其適用于大型數(shù)控機(jī)床、IMS進(jìn)行加工的場合及加工復(fù)雜的難切削材料的零件和加工切削條件不穩(wěn)定的零件。因而，適應(yīng)性控制始終是先進(jìn)制造技術(shù)研究的一個重要分支。盡管它尚處于初級階段，隨著研究的深人，一定會有光明的前景。第五節(jié)DNC控制系統(tǒng) DNC指的是用一臺計算機(jī)對多臺數(shù)控機(jī)床實(shí)施綜合數(shù)字控制的一種方式，是車間自動化的重要組成形式。DNC的研究始于20世紀(jì)60年代，但因后來CNC和FMS技術(shù)的發(fā)展，人們更加注意對單臺數(shù)控系統(tǒng)和FMS的研究近年來，隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展以及工廠自動化的需要，單臺數(shù)控

19、設(shè)備咆括加工中心)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的要求越來越迫切，同時FMS由于投資風(fēng)險大，囚而國內(nèi)外關(guān)于DNC的研究又重新活躍起來。DNC最早的含義是直接數(shù)字控制(Direct Numerical Control)指的是將若干臺數(shù)控設(shè)備直接連接在一臺中央計算機(jī)上，由中央計算機(jī)負(fù)責(zé)Nc程序的管理和傳送它解決了早期數(shù)控設(shè)備因使用紙帶而帶來的一系列問題.隨著數(shù)控技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，顯然，“集成”的思想和方法在DNc中占有越來越重要的地位，集成已成為現(xiàn)代DNC的核心鑒于此，提出了集成DNC(簡稱IDNC )的概念(見圖7-9) 集成DNC是現(xiàn)代化機(jī)械加工車間控制管理的一種模式，它以數(shù)控技術(shù)

20、、通信技術(shù)、控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)，把與制造過程有關(guān)的設(shè)備(如數(shù)控機(jī)床等)與上層控制計算機(jī)集成起來，從而實(shí)現(xiàn)制造車間制造設(shè)備的集中控制管理以及制造設(shè)備之間、制造設(shè)備與上層計算機(jī)之間的信息交換?？梢哉f集成DNC是現(xiàn)代化機(jī)械加工車間實(shí)現(xiàn)設(shè)備集成、信息集成和功能集成的一種方法和手段，是未來車間自動化的重要模式，也是CIMS實(shí)現(xiàn)設(shè)備集成和信息集成的重要組成部分。集成DNC的內(nèi)涵還可以從結(jié)構(gòu)持征、功能鑄征和過程特征等幾方面進(jìn)一步描述: 1結(jié)構(gòu)特征:集成DNc.系統(tǒng)是把與制造過程有關(guān)的設(shè)備(如數(shù)控機(jī)床等)、主控計算機(jī)和通信設(shè)施等按一定的結(jié)構(gòu)和層次組合起來的一個整體 2)功能特征:集

21、成DNC系統(tǒng)通過集成DNC主機(jī)實(shí)現(xiàn)對制造車間的數(shù)控機(jī)床等制造設(shè)備的集中控制管理，并可實(shí)現(xiàn)與上層計算機(jī)的信息集成，具有與CAD, CAPP, CAM, MPRII等系統(tǒng)信息接口。 3）過程特征：集成DC系統(tǒng)只涉及與產(chǎn)品制造有關(guān)的活動，不包括市場分析、產(chǎn)品設(shè)計、工藝規(guī)劃、檢驗(yàn)出廠和銷售服務(wù)等環(huán)節(jié)。第六節(jié)多級分布式計算機(jī)控制系統(tǒng)一、多計算機(jī)控制系統(tǒng)與分布式計算機(jī)控制系統(tǒng)分布式計算機(jī)控制系統(tǒng)有集中式和分散式之分。在計算機(jī)控制與管理系統(tǒng)發(fā)展的初期，幾乎全是集中式系統(tǒng)。這是因?yàn)楫?dāng)時計算機(jī)的價格比較昂貴，購置一臺要較多的投資，人們總希望一臺計算機(jī)能承擔(dān)較多的任務(wù)尤其是當(dāng)時一些大型生產(chǎn)裝置或過程的測量控制點(diǎn)比

22、較多，需要集中在操作室由一兩個人全面監(jiān)視這樣集中式控制就顯出一定的優(yōu)越性，在管理方面也有需要集中、匯總的情況。但是在使用了一段時問后，發(fā)現(xiàn)有許多缺點(diǎn)，一是由于集中式系統(tǒng)主機(jī)過于龐大，所以可靠性較差而一旦失效影響全局，將造成很大損失;二是在同一臺計算機(jī)上完成不同的任務(wù)，無效開銷太大反應(yīng)不及時;三是缺乏擴(kuò)展的靈活性;四是如果被控設(shè)備或信息源距主機(jī)過遠(yuǎn)，所用線纜過多、過長，將會造成投資的大量增加。后來，由于小型機(jī)特別是微型機(jī)的出現(xiàn)，使得系統(tǒng)總成本中主機(jī)所占比重降低了很多,這樣就可對一些控制對象或管理對象分處各地的系統(tǒng)采取了分散式的的結(jié)構(gòu)。這種分散式系統(tǒng)比集中式系統(tǒng)或“群控”系統(tǒng)要優(yōu)越得多，在分散式系

23、統(tǒng)中，每一臺計算機(jī)只控制或管理一個子系統(tǒng)，都有各自的目標(biāo)與運(yùn)行方式，整個系統(tǒng)的可靠性得到了很大的提高這是因?yàn)?子系統(tǒng)規(guī)模小，所用計算機(jī)也較少，涉及的電子器件與裝置較少，可靠性就相對較高;即使一個子系統(tǒng)失效，也只影響局部;不會波及全局; 反應(yīng)也比較及時;因?yàn)橛嬎銠C(jī)分處各地，不需要像集中式那樣，用過多的通信線纜;系統(tǒng)的擴(kuò)展也比較容易。但是對一個系統(tǒng)整體來說，各子系統(tǒng)之間總要有聯(lián)系，系統(tǒng)要有總的目標(biāo)，各子系統(tǒng)要按總目標(biāo)加以協(xié)調(diào)。為了完成這一任務(wù)就產(chǎn)生了所謂分布式系統(tǒng)。所謂分布式系統(tǒng)，也和分散式系統(tǒng)一樣，各個子系統(tǒng)都由各自的計算機(jī)來控制或管理，但它和分散式系統(tǒng)不同的地方是整個系統(tǒng)的目標(biāo)和任務(wù)事先按一定

24、方式分配給子系統(tǒng)，而了系統(tǒng)之間必然有較多的信息交換。所有計算機(jī)可能處于平等地位，也可能有主從之分這樣就形成了三種控制系統(tǒng):集中式控制系統(tǒng);分散式控制系統(tǒng);3.分布式控制系統(tǒng)(Distributed Control System)，也是多機(jī)系統(tǒng)，是分散式控制系統(tǒng)中的一種二、分布式控制系統(tǒng)的分類 分布式控制系統(tǒng)可分為平等式、分級式與混合式。分級式系統(tǒng)廣泛采用的原因是許多現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組織機(jī)構(gòu)等本身就是分級的按照系統(tǒng)的層次性原則，對干大型的復(fù)雜系統(tǒng)，很難由一個上級部門(對計算機(jī)系統(tǒng)來說是一臺土機(jī))全部負(fù)責(zé)、統(tǒng)一管理，而是應(yīng)該分層負(fù)責(zé)，各司其職。從圖7-11中可以看出，最底層是檢測層，它所檢測的

25、內(nèi)容有:工藝過程的狀態(tài)，原料、半成品的成分和性能，成品質(zhì)量，設(shè)備狀況.庫存?zhèn)浼?。第二層是監(jiān)控層，它要控制狀態(tài)參數(shù)、半成品的成分和性能以及加工時間，并保持其穩(wěn)定。第三層是調(diào)度層，它負(fù)責(zé)設(shè)備的起停、工一作狀態(tài)的改變、事故的發(fā)現(xiàn)和消除。第四層是優(yōu)化層，它保證生產(chǎn)過程靜態(tài)與動態(tài)的優(yōu)化。第五層是輸出信息形成層，它形成提供給生產(chǎn)人員的信息和上報給上一級的信息。由此可見，分級式系統(tǒng)中各子系統(tǒng)問有上、下級的主從關(guān)系，一般與實(shí)際系統(tǒng)中的上、下級分層控制和管理的關(guān)系相對應(yīng)。而平等式系統(tǒng)間沒有主從關(guān)系完全是平等的并行關(guān)系?；旌鲜较到y(tǒng)則是兩者的結(jié)合.整個系統(tǒng)中既有主從關(guān)系.也有并行關(guān)系三、分布式計算機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺

26、點(diǎn)1.分布式計算機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1.性能價格比高采用低價的微機(jī)構(gòu)成高性能的系統(tǒng).與同樣功能的大、中型計算機(jī)相比，分布式多微機(jī)系統(tǒng)的價格僅為1/301/40(2)資源共享系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)、程序、外設(shè)等資源都可由各子戶系統(tǒng)共享，這也是提高性能價格比的重要方面.同時也增加了系統(tǒng)的適應(yīng)性與靈活性(3)采用模塊化結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)通用化j系列化，系統(tǒng)的擴(kuò)充也很方住。還可以對系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)，實(shí)時地動態(tài)分配r管理系統(tǒng).以適應(yīng)不同環(huán)境和用戶的要求.(4)可靠性高子系統(tǒng)故障般不會影響全局，可由其他子系統(tǒng)以“容錯”方式帶故障運(yùn)行，或稱“優(yōu)美降級運(yùn)行”。各子系統(tǒng)問還可互相診斷、檢測和保護(hù)，從而提高了整個系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)對故障的處理能力或帶故障運(yùn)行的能力也稱為堅定性或堅強(qiáng)性，即系統(tǒng)的容錯運(yùn)行能力，它是可靠性指標(biāo)的重要組成部分。分布式多機(jī)系統(tǒng)的堅定性大大優(yōu)于集中式的單機(jī)系統(tǒng)。(5)響應(yīng)速度快可通過并行處理或各子系統(tǒng)分別處理來實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。集中式控制則采用分時處理方式對多個對象的申請按優(yōu)先級排隊響應(yīng)，往往滯后與等待時間較長。2.分布式控制系統(tǒng)的缺點(diǎn) 技術(shù)要求較高多機(jī)系統(tǒng)中的硬件與軟件