第十章 计算机控制系统

随着工业生产过程规模大型化、复杂化，要求控制系统既能处理大量数据，又能实现高级控制，自动化技术与计算机技术、通信技术等的结合（ 3C ）产生了计算机控制系统。 随着各种网络技术、通信技术等向计算机控制系统的渗透，计算机控制技术也在快速发展。

§1 概 述

操作站

控制站（器）

……

……

IPC、数字调节器、 PLC、专用控制器……

管理层计算机 ……

操作站

控制站（器）

……

……

IPC、数字调节器、 PLC、专用控制器……

图 10 － 1 一种普遍使用的计算机控制系统结构

计算机控制系统种类繁多，在不同的应用场合会采用不同的计算机控制系统，如在较大规模的过程控制中，普遍采用 DCS ，而在制造业， PLC 控制系统应用较多；在市政、石油开采等领域， SCADA 应用较多。 不同的控制系统还有交叉的地方，如一些采用 DCS 进行控制的过程，会采用 PLC 系统进行连锁控制。 不论何种类型的计算机控制系统，都有许多共性的地方。

一、计算机控制系统的组成

图 10 － 2 计算机控制系统框图

图 10 － 3 单回路计算机控制系统框图

二、计算机控制技术的发展（ 1 ）直接数字控制（ DDC ） 替代常规仪表对过程进行控制，实现了集中控制、显示和操作，控制精度高，提高了生产过程控制水平。 集中控制带来的风险集中的弱点使得该类控制没有得到普及。

（ 2 ）集散控制系统 20 世纪 70 年代开发出并在过程控制中得到广泛应用。该类系统克服了 DDC 的弱点，克服了常规仪表控制系统功能单一的弱点，能实现连续控制、间歇控制、顺序控制、数据采集和先进控制等，将操作、管理和控制等紧密结合。

（ 3 ）基于 PLC 的控制 20 世纪 60 年代出现，特别适合于逻辑控制，在制造业得到了广泛应用。适合工业现场环境，特别是较恶劣的环境，可靠性高，使用方便。

（ 4 ）现场总线控制系统 以现场总线为基础，把多个测量、控制仪表连接成网络，并按开放、标准的通讯协议，在现场智能控制设备与远程监控计算机间实现数据传输与信息交换。现场总线控制系统的出现是继 DCS 之后控制方式的一次革命。

（ 5 ）计算机集成制造系统（ CIMS ） 把企业内部各个环节，包括工程设计、在线和离线过程监控、产品销售、市场预测、订货和生产计划、新品开发、产品设计、经营管理和用户反馈信息等高度计算机化、自动化和智能化，形成的管－控一体化系统。