第四章第一节计算机控制技术-重庆科创职业学院智能楼宇

1、智 能 建 筑 基 础 知 识 模块四 智能楼宇计算机控制技术智能楼宇计算机控制技术在智能建筑中得到了广泛的应用，它采用的是数字调节及控制方式，主要包括计算机控制技术、集散控制技术、组态控制技术、现场总线技术、无线通信技术。通过硬件、软件、网络、通信的有机结合。使智能楼宇控制系统得到了全面的发展。本学习单元针对智能楼宇所涉及的计算机控制技术和网络通信技术内容进行讲解，通过学习使学生能够加深对该技术的理解和掌握，全面掌握计算机控制原理和网络通信技术。1模块四1计算机控制技术2集散控制技术3组态控制技术4现场总线技术5无线通信技术2学习单元1 计算机控制技术一、计算机控制系统基本概述3学习单元1

2、计算机控制技术工业控制系统基本组成 工业自动化控制技术已经被广泛地应用，其典型的控制方式包括开环控制和闭环控制。开环控制是通过输入信号来改变被控对象的状态，被控对象的状态随输入信号的变化而变化。闭环控制是通过计算给定值与反馈值的偏差来调节被控对象的状态，被控对象的变化实时地被传感器检测并形成反馈信号与给定量比较，所以，闭环控制中被控对象的状态需保持恒定。4学习单元1 计算机控制技术工业控制系统基本组成开环控制闭环控制5学习单元1 计算机控制技术计算机控制系统组成 计算机控制是将常规的模拟控制由计算机（或数字控制装置）所取代，构成计算机控制系统。它采用的是数字化控制结构，其控制核心是CPU。在计

3、算机控制系统中，既包含硬件，也包含软件。计算机执行预定的控制程序，就能实现对被控参数的控制。6学习单元1 计算机控制技术计算机控制原理控制原理 计算机控制系统采用的是数字控制，它需要将外部的模拟输入信号转换成计算机可以执行的数字量（A/D转换），通过内部的PID（P，比例控制；I，积分控制；D，微分控制）运算和调节，实现对外输出（D/A转换）控制，外部设备在模拟量信号的控制下，驱动被控对象完成状态的改变。7学习单元1 计算机控制技术计算机控制系统分类操作指导系统（OGS） ；1直接数字控制系统（DDC） ；2监督控制系统（SCC） ；3集散控制系统（DCS） ；4现场总线控制系统（FCS） ；

4、56网络控制系统（NCS）。8学习单元1 计算机控制技术二、计算机硬件系统9学习单元1 计算机控制技术计算机硬件系统10学习单元1 计算机控制技术计算机硬件系统主机板 主机板是工业控制机的核心，由中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）和I/O接口等部件组成。主机板的作用是将采集到的实时信息按照预定程序进行必要的数值计算、逻辑判断、数据处理，及时选择控制策略并将结果输出给工业过程。11学习单元1 计算机控制技术计算机硬件系统系统总线 系统总线可分为内部总线和外部总线。内部总线是工控机内部各组成部分之间进行信息传送的公共通道，是一组信号线的集合。常用的内部总线有IBM PC总线和STD总线

5、。外部总线是工控机与其它计算机和智能设备进行信息传送的公共通道，常用外部总线有RS-232C、RS485和IEEE-488通信总线。12学习单元1 计算机控制技术计算机硬件系统人机接口 人-机接口包括显示器、触摸屏、键盘、打印机以及专用操作显示台等。通过人-机接口设备，操作员与计算机之间可以进行信息交换、参数设定、命令下达等。13学习单元1 计算机控制技术计算机硬件系统通信接口 通信接口是工业控制机与其它计算机和智能设备进行信息传送的通道。常用IEEE-488、RS-232C和RS485接口。为方便主机系统集成，USB总线接口技术正日益受到重视。14学习单元1 计算机控制技术计算机硬件系统输入

6、/输出通道 输入/输出模板是工控机和生产过程之间进行信号传递和变换的连接通道。包括模拟量输入通道（AI）、模拟量输出通道（AO）、数字量（开关量）输入通道（DI）、数字量（开关量）输出通道（DO）。输入/输出通道一端与外部现场设备相连，另一端与工业计算机的I/O接口相连。15学习单元1 计算机控制技术三、计算机软件系统16学习单元1 计算机控制技术计算机软件系统系统软件 系统软件是指控制和协调计算机及外部设备，支持应用软件开发和运行的系统。主要功能是调度，监控和维护计算机系统；负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使得它们可以协调工作。系统软件使得计算机使用者和其他软件将计算机当作一个整体而不需

7、要顾及到底层每个硬件是如何工作的。17学习单元1 计算机控制技术计算机软件系统工具软件 工具软件是技术人员从事软件开发工作的辅助软件，包括汇编语言、高级语言、编译程序、编辑程序、调试程序、诊断程序等。18学习单元1 计算机控制技术计算机软件系统应用软件 应用软件是系统设计人员针对某个生产过程而编制的控制和管理程序。通常包括过程输入输出程序、过程控制程序、人-机接口程序、打印显示程序和公共子程序等。19学习单元1 计算机控制技术四、计算机编程技术20学习单元1 计算机控制技术计算机编程语言机器语言 机器语言很容易被机器识别，它是由“0”和“1”集合而成的一种代码。是用二进制代码表示的计算机能直接

8、识别和执行的一种机器指令的集合。机器语言具有灵活、直接执行和速度快等特点。但机器语言编程繁琐，花费时间长，直观性差，还容易出错。现在绝大多数程序员已经不再去学习机器语言了。21学习单元1 计算机控制技术计算机编程语言汇编语言 汇编语言使用的是英文缩写，它是一种用助记符表示的仍然面向机器的计算机语言。汇编语言与机器语言相比极大地方便了人们对指令的记忆，所以，在一定程度上简化了编程过程。但计算机不能直接识别和执行汇编语言，必须通过预先放入计算机的 “汇编程序“的加工和翻译，才能被计算机多识别。22学习单元1 计算机控制技术计算机编程语言高级语言 高级语言是面向用户的语言，它是一种通用语言。无论何种

9、机型的计算机，只要配备上相应的高级语言的编译或解释程序，就可以执行高级语言编写的程序。目前，使用比较广泛的高级语言有BASIC、PASCAL、C、COBOL、FORTRAN、LOGO以及VC、VB等。这些语言都属于系统软件。23学习单元1 计算机控制技术五、计算机网络系统24学习单元1 计算机控制技术局域网的概念局域网（LAN）覆盖区域比较小，如一个办公室、一幢办公楼、一所学校、一个企业等。局域网网络硬件一般由服务器、工作站、网卡、传输介质、和网络互连设备组成。 25学习单元1 计算机控制技术网络体系结构物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层26学习单元1 计算机控制技术网络传输协议T

10、CP协议IP协议UDP协议27学习单元1 计算机控制技术 A类网络地址用前面8位来标识网络号，其中规定最前面1位为“0”，后面24位标识主机地址，所以A类IP地址为“1.0.0.0128.255.255.255”。A类IP地址28学习单元1 计算机控制技术 B类网络地址用前面16位来标识网络号，其中规定最前面2位为“10”，后面16位标识主机地址，所以B类IP地址为“128.0.0.0191.255.255.255”。B类IP地址29学习单元1 计算机控制技术 C类网络地址用前面24位来标识网络号，其中规定最前面3位为“110”，后面8位标识主机地址，所以C类IP地址为“192.0.0.0223.255.25