直接數(shù)字控制系統(tǒng) ppt課件.ppt

《直接數(shù)字控制系統(tǒng) ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、過程控制ProcessControl下篇過程計(jì)算機(jī)控制第11章直接數(shù)字控制系統(tǒng)本章要點(diǎn)◇直接數(shù)字控制系統(tǒng)的構(gòu)成◇過程輸入輸出技術(shù)及數(shù)據(jù)處理方法◇數(shù)字PID控制技術(shù)及數(shù)字控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)◇數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)方法◇監(jiān)控組態(tài)軟件本章學(xué)習(xí)目標(biāo)◇理解直接數(shù)字控制系統(tǒng)的構(gòu)成原理及特點(diǎn)◇掌握模擬量、數(shù)字量輸入輸出技術(shù)◇深刻理解數(shù)字濾波及數(shù)據(jù)處理方法◇熟練掌握數(shù)字PID控制算法及改進(jìn)算法◇掌握單回路、串級、前饋控制策略的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法◇理解數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)方法◇了解監(jiān)控組態(tài)軟件的功能及應(yīng)用第11章直接數(shù)字控制系統(tǒng)11.1直接數(shù)字控制系統(tǒng)概

2、述11.2過程輸入輸出通道技術(shù)11.3數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理11.4數(shù)字PID控制技術(shù)11.5數(shù)字控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)11.6數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)方法11.7監(jiān)控組態(tài)軟件11.1直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DirectDigitalControl，DDC）就是用一臺計(jì)算機(jī)通過測量元件變送器對生產(chǎn)過程中的多個被控參數(shù)進(jìn)行巡回檢測；檢測結(jié)果與給定值進(jìn)行比較，再按PID控制規(guī)律或其他直接數(shù)字控制算法進(jìn)行運(yùn)算；然后將運(yùn)算結(jié)果變換成執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠接受的控制量，輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)對生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，使被控參數(shù)按設(shè)定值曲線變化或穩(wěn)定在給定值上。第

3、11章直接數(shù)字控制系統(tǒng)11.1直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述DDC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖第11章直接數(shù)字控制系統(tǒng)11.1直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)、靈活性好、可靠性高。缺點(diǎn)：危險(xiǎn)集中DDC系統(tǒng)第11章直接數(shù)字控制系統(tǒng)11.1直接數(shù)字控制系統(tǒng)概述DDC系統(tǒng)主機(jī)單元的結(jié)構(gòu)：模板式——主機(jī)板與模擬量輸入/輸出模板、數(shù)字量輸入/輸出模板通過總線母板連接。模塊式——主機(jī)模塊與模擬量輸入/輸出模塊、數(shù)字量輸入/輸出模塊通過總線連接。總線內(nèi)部總線計(jì)算機(jī)內(nèi)部模板之間進(jìn)行通信的總線，也指組成系統(tǒng)各種機(jī)箱的底板總線。PC/XT（62線）PC/AT或ISA（62線+3

4、6線）PCI（124線）PC104（104線）CompactPCI,VXI外部總線計(jì)算機(jī)之間，計(jì)算機(jī)與設(shè)備之間進(jìn)行通信的總線。串行總線（RS-232、RS-422、RS-485）現(xiàn)場總線以及局域網(wǎng)（LAN）工業(yè)以太網(wǎng)（Ethernet）控制網(wǎng)絡(luò)（Control-net）11.2過程輸入輸出通道技術(shù)DDC系統(tǒng)的輸入輸出通道是計(jì)算機(jī)和傳感器、執(zhí)行器之間的信息傳遞和變換裝置。是連接控制計(jì)算機(jī)和工業(yè)生產(chǎn)過程的橋梁和紐帶。第11章直接數(shù)字控制系統(tǒng)11.2過程輸入輸出通道技術(shù)11.2.1概述過程通道模擬量輸入通道（AI）模擬量輸出通道（AO）開

5、關(guān)量輸入通道（DI）開關(guān)量輸出（DO）通道過程通道過程輸入輸出通道的結(jié)構(gòu)第11章直接數(shù)字控制系統(tǒng)11.2控制輸入輸出通道技術(shù)模板式模塊式模塊式結(jié)構(gòu)：模板式結(jié)構(gòu)：(a)混合集中式(b)分離分布式模擬量輸入通道(AI)是計(jì)算機(jī)用于工業(yè)控制、自動測試、計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)療診斷、機(jī)器人等科學(xué)研究時必需的模擬數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。它把各類傳感器從現(xiàn)場檢測到的模擬量信號如溫度、壓力、流量、物位、成分等轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接收的數(shù)字量信號。建立模擬量輸入通道的目的，通常是為了進(jìn)行參數(shù)測量或數(shù)據(jù)采集。它的核心部件是A/D轉(zhuǎn)換器及其微處理機(jī)的接口。第11章直接數(shù)字控制

6、系統(tǒng)11.2過程輸入輸出通道技術(shù)11.2.2模擬量輸入通道模擬量輸入通道一般包括：信號調(diào)理電路、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、采樣保持器、A/D轉(zhuǎn)換器等幾個組成部分。第11章直接數(shù)字控制系統(tǒng)11.2過程輸入輸出通道技術(shù)1.模擬量輸入通道的結(jié)構(gòu)多路共用采集電路分時采集第11章直接數(shù)字控制系統(tǒng)11.2過程輸入輸出通道技術(shù)多路同步取樣共用A/D分時采集多通道同步采樣分時傳輸數(shù)據(jù)通過多路模擬開關(guān)將多路參數(shù)分時送入計(jì)算機(jī)。第11章直接數(shù)字控制系統(tǒng)11.2過程輸入輸出通道技術(shù)2.模擬量輸入通道的組成⑴信號調(diào)理電路經(jīng)由傳感器或檢測儀表、變送器輸入的模擬信號，可能

7、是電壓或電流信號，幅值范圍往往和A/D轉(zhuǎn)換器的量程不匹配，而且一般含有噪聲信號，因此需要進(jìn)行放大、濾波、隔離保護(hù)等處理，稱為信號調(diào)理。⑵多路開關(guān)單向多路開關(guān):AD7501(8路)、AD7506(16路)等；雙向多路外關(guān)：CD4051等;單端輸入:CD4051是單端8通道;雙端輸入:CD4052是雙4通道;多路輸入多路輸出:CD8816等。第11章直接數(shù)字控制系統(tǒng)11.2過程輸入輸出通道技術(shù)⑶采樣保持器在A/D轉(zhuǎn)換器工作期間采樣保持器一直保持著轉(zhuǎn)換開始時的輸入值，因而能抑制由放大器干擾帶來的轉(zhuǎn)換噪聲，提高模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的精確度和消除轉(zhuǎn)換

8、時間的不準(zhǔn)確性。高速采樣(如5000～10000點(diǎn)／秒)必須采用采樣保持器。在低速系統(tǒng)中一般可以省略。采樣保持器的工作方式第11章直接數(shù)字控制系統(tǒng)11.2過程輸入輸出通道技術(shù)⑷A/D轉(zhuǎn)換器在工業(yè)生產(chǎn)過程中，被測參數(shù)，如溫度、壓力、流量