基本概念
計算機自動控制不是一個明確的概念,通常指計算機控制分類下直接數字控制、監督計算機控制等自動化控制。
計算機控制系統
計算機控制系統(Computer Control System,簡稱CCS)是套用計算機參與控制並藉助一些輔助部件與被控對象相聯繫,以獲得一定控制目的而構成的系統。
計算機控制系統可以根據自動化程度分為數據採集與操作指導系統和其他計算機自動控制系統。
控制過程
計算機控制過程一般分為三個基本步驟,實時數據採集、實時決策和實時控制。
計算機自動控制
依據控制系統的基本步驟,完全依照這三個步驟實時控制的計算機系統可以稱為使用了計算機自動控制,相比之下,計算機控制系統中數據採集與操作指導系統是一種初級的計算機控制系統模式,需要人工參與控制,回響慢,無法實現自動化作業,不能被稱為計算機自動控制系統。
主要特點
控制部件
計算機自動控制一個顯著的特點就是以計算機這一數字部件為核心控制部件,以其他傳動裝置、執行裝置、測量儀表等為輔助部件。同時包含用於模擬量和數字量相互轉換的信號變換裝置(AD/DA轉換器等),所以數模混合也是計算機自動控制很明顯的特點。
信號形式
正如上一部分所說,系統中模擬量和數字量同在,依靠轉換器相互轉換,也就是說,數位訊號和模擬信號共存也是該類控制一個明顯的特點。
控制規律
在常規控制系統中,如果修改控制規律,一般需要改變電路結構;在計算機自動控制系統中,由於核心的控制規律由電腦程式實現,所以一般修改程式就可以修改控制規律。
適應性強
計算機控制系統由軟體實現,通過提高計算機的性能,可以在一定範圍內提高整個控制系統的性能。另外一般計控系統都設有監控、自查甚至自恢復等能力,控制系統的查錯糾錯能力有很大的提高。
基本構成
系統結構
從系統結構來說,一個完整的計算機自動控制系統一般包括:計算機系統、輸入輸出通道和被控過程三個方面。
系統設計
從系統設計來說,計算機控制系統包含硬體和軟體兩個方面。
硬體構成
通常的計算機控制系統的硬體構成如概述圖所示,包括計算機、輸入輸出通道、檢測與執行裝置、人機互動設備等。
軟體構成
主要包括系統軟體(用以使用和管理整個控制系統)和套用軟體(用於面向用戶滿足需求)。
典型形式
直接數字控制系統
直接數字控制系統(Direct Digital Control System, DDC-System),指計算機通過檢測單元對一個或多個過程參數進行巡迴檢測,並經過輸入通道將檢測的數據輸入計算機,按照一定控制規律,計算機輸出控制信息達成控制目的。
監督計算機控制系統
監督計算機控制系統(Supervisory Computer Control System, SCC-System),通過專門的監督計算機根據原始參數和現場參數,結合被控過程數學模型,計算產生最優值用以控制。相比DDC,這種方式會根據實際情況產生不同的控制值參數。
計算機分級分散式控制系統
計算機分級分散式控制系統(Distributed Control System, DCS)是分級分布控制的典型套用模式,近些年來發展尤其迅速。這類系統採用分散式控制原理、集中操作、分級管理、分散控制、綜合協調的設計原則,多採用分層結構或網狀結構。
其他
此外還有數據採集與監督控制系統、現場匯流排控制系統等。