1、國家級精品課程 計算機控制技術(shù),主講教師：于海生 教授,青島大學,第1講 第1章 緒論（一）,第1章 緒論（一）,0.2 自動化科技與社會進步,1.1 計算機控制系統(tǒng)概述,1.2 計算機控制系統(tǒng)的典型形式,0.1 課程信息,主講教師： 于海生 教授 Office Room: 自動化樓306室 Lab Room: 自動化樓214室 Tel.: 85953690 E-mail: yhsh_qd 課程網(wǎng)站： 或 校園網(wǎng)主頁，點擊教學平臺，再點擊精品課程,計算機控制技術(shù)：是自動化專業(yè)主干專業(yè)課程，是國家級精品課程。,2.前續(xù)基礎(chǔ)課程,1.課程的性質(zhì),.程序設(shè)計技術(shù)（匯編、C/C+、VC、VB） .自動

2、控制理論（經(jīng)典/現(xiàn)代） .過程檢測及儀表 .微機原理（單片機）與接口技術(shù),課程要求與說明,0.1 課程信息,3.教材 國家級“十二五”規(guī)劃教材 高等院校信息技術(shù)規(guī)劃教材 高等教育面向二十一世紀教材 于海生 等編著，微型計算機控制技術(shù)(第2版)，清華大學出版社 4.參考書 (1)國家級“十一五”規(guī)劃教材 于海生 等編著，計算機控制技術(shù)，機械工業(yè)出版社 (2)謝劍英，微型計算機控制技術(shù)，國防工業(yè)出版社 (3)何克忠，計算機控制系統(tǒng)，清華大學出版社 (4)王錦標，計算機控制系統(tǒng)，清華大學出版社,0.1 課程信息,0.1 課程信息,本課程組編著出版的教材,5.指定的課后閱讀參考期刊雜志,0.1 課程信

3、息,6.主要教學內(nèi)容,本課程共48學時（講課40學時,實驗8學時）。 第1章 緒論 第2章 輸入輸出接口與過程通道 第3章 數(shù)字控制技術(shù) 第4章 常規(guī)及復雜控制技術(shù) 第5章 現(xiàn)代控制技術(shù)（本科生不學） 第6章 應用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù) 第7章 人機接口技術(shù)與監(jiān)控組態(tài)軟件 第8章 分布式測控網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 第9章 計算機控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn),0.1 課程信息,7.討論課要求,（1）本學期在課程最后，有2講是討論課。 （2）討論課內(nèi)容可以是與本課程相關(guān)的大學生創(chuàng)新訓練項目、實驗室開放項目、參加科研訓練項目、第二課堂的設(shè)計制作項目、自選項目等。 （3）全班同學分成6組，每組設(shè)一個組長，配備指導教師（課程組老師

4、）。課后報分組結(jié)果。 （4）項目答辯。每組由組長代表本組匯報所做工作（10分鐘PPT），課程組老師提問，小組回答。 （5）答辯結(jié)果作為平時成績一部分。,0.1 課程信息,8.選一名課代表,汽車自動焊接生產(chǎn)線,自動化是人類文明進步和社會現(xiàn)代化的標志。 自動化是關(guān)于一切人造系統(tǒng)自動、智能、自主、高效和安全運行的科學與技術(shù)。 計算機控制技術(shù)是實現(xiàn)自動化的主要方法和手段。,自動搬運機器人,0.2 自動化科技與社會進步,注塑機,機器人足球比賽,自動立體倉庫,計算機集成制造系統(tǒng),0.2 自動化科技與社會進步,美國第一臺火星探測器Sojourner在火星表面軟著陸(1996),旅行者Voyager一號，二號

5、走出太陽系，對茫茫太空進行探索,0.2 自動化科技與社會進步,中國航天載人飛船,中國運載火箭,0.2 自動化科技與社會進步,1.1 計算機控制系統(tǒng)概述,1.1.1 自動控制系統(tǒng) 自動控制：就是在沒有人直接參與的情況下，通過控制器使生產(chǎn)過程自動地按照預定的規(guī)律運行。 自動控制系統(tǒng)原理框圖如下：,典型的工業(yè)生產(chǎn)過程： 連續(xù)過程（Continuous process） 產(chǎn)品是流體 離散過程（Discrete process） 產(chǎn)品是固體、按件計量 批量過程（Batch process） 連續(xù)、離散間歇性交替,1.1.2 計算機控制系統(tǒng) 計算機控制系統(tǒng)：就是利用計算機(通常稱為工業(yè)控制計算機，簡稱工業(yè)

6、控制機)來實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制的系統(tǒng)。,1.1 計算機控制系統(tǒng)概述,1.計算機控制系統(tǒng)的工作原理,計算機控制系統(tǒng)的工作原理： 實時數(shù)據(jù)采集：對來自測量變送裝置的被控量的瞬時值進行檢測和輸入。 實時控制決策：對采集到的被控量進行分析和處理，并按已定的控制規(guī)律，決定將要采取的控制行為。 實時控制輸出：根據(jù)控制決策，適時地對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出控制信號，完成控制任務(wù)。,1.1 計算機控制系統(tǒng)概述,2.在線方式和離線方式,在線方式（on-line）: 生產(chǎn)過程和計算機直接連接，并受計算機控制的方式稱為在線方式或聯(lián)機方式。 離線方式(off-line): 生產(chǎn)過程不和計算機相連，且不受計算機控制，而是靠人進行聯(lián)

7、系并做相應操作的方式稱為離線方式或脫機方式。,1.1 計算機控制系統(tǒng)概述,3. 實時的含義 實時(real-time)： 指信號的輸入、計算和輸出都要在一定的時間范圍內(nèi)完成，亦即計算機對輸入信息，以足夠快的速度進行控制，超出了這個時間，就失去了控制的時機，控制也就失去了意義。 這個時間范圍的大小與被控對象關(guān)系非常緊密，不同的被控對象，對時間范圍的要求不同。,1.1 計算機控制系統(tǒng)概述,一個在線的系統(tǒng)不一定是一個實時系統(tǒng)，但一個實時控制系統(tǒng)必定是在線系統(tǒng)。,1.1.3 計算機控制系統(tǒng)的組成 計算機控制系統(tǒng)由計算機(工業(yè)控制機)和生產(chǎn)過程兩大部分組成。,1.1 計算機控制系統(tǒng)概述,工業(yè)控制機包括硬

8、件和軟件； 生產(chǎn)過程包括被控對象、測量變送、執(zhí)行機構(gòu)、電氣開關(guān)等裝置。,1.1.4 常用的計算機控制系統(tǒng)主機 1. 可編程序控制器（PLC） 2. 工控機（IPC） 3. 嵌入式系統(tǒng)（MPU、單片機、DSP、SOC） 4. 智能調(diào)節(jié)器 5. 其它類型主機,1.1 計算機控制系統(tǒng)概述,1.2 計算機控制系統(tǒng)的典型型式,1.2.1 操作指導控制系統(tǒng),優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，控制靈活和安全。 缺點：要由人工操作，開環(huán)結(jié)構(gòu)，控制的實時性差，不能 控制多個對象。,1.2.2 直接數(shù)字控制（DDC）系統(tǒng),閉環(huán)結(jié)構(gòu)，控制的實時性好，可以控制多個回路或?qū)ο蟆?1.2 計算機控制系統(tǒng)的典型型式,1.2.3 監(jiān)督控制（SCC）系統(tǒng),1.2 計算機控制系統(tǒng)的典型型式,1.2.4 集散控制系統(tǒng)（DCS）-亦稱分布式控制系統(tǒng),1.2 計算機控制系統(tǒng)的典型型式,全集成DCS,1.2 計算機控制系統(tǒng)的典型型式,1.2.5 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）,1.2 計算機控制系統(tǒng)的典型型式,綜合自動化系統(tǒng)的整體解決方案： 企業(yè)資源信息管理系統(tǒng)ERP (Enterprise Resources Planning)； 生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES（Manufacturing Execution System）； 生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)PCS (Process Control System）。,綜合自動化系統(tǒng)： 計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS