集散控制系統(tǒng)原理及其應(yīng)用-蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院精品課程

1、學(xué)習(xí)目標(biāo),●掌握計算機控制系統(tǒng)的組成原理,?知識點：,●了解計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用類型,●掌握集散控制系統(tǒng)的基本組成,●掌握計算機控制系統(tǒng)的信號處理原理,●掌握計算機控制系統(tǒng)的輸入、輸出通道的組成,●掌握理想PID控制算法,?技能點：,利用計算機控制系統(tǒng)實訓(xùn)裝置，培養(yǎng)以下技能,●熟練掌握計算機控制系統(tǒng)的構(gòu)成方法,●了解模擬信號、開關(guān)信號的處理方法,●理解和掌握理想PID控制算法,1.1　計算機控制系統(tǒng)的組成,?計算機控制系統(tǒng)是用計算機(通

2、常稱為工業(yè)控制計算機)來實現(xiàn)工業(yè)過程自動控制的系統(tǒng)。,什么是自動控制?自動控制系統(tǒng)由哪些部分組成?,1.1.1　基本概念,設(shè)定值,,控制器,D/A,執(zhí)行機構(gòu),被控對象,A/ D,,計算機,,,,,,,,,,,被控變量,+,圖1.1 計算機閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,,,執(zhí)行機構(gòu),計算機控制系統(tǒng)的工作原理,(1)實時數(shù)據(jù)采集 對測量變送裝置輸出的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后進行處理。,(2)實時控制決策 對被控變量的測量值進行分析、運算和處理，并

3、按預(yù)定的控制規(guī)律進行運算。,(3)實時控制輸出 實時地輸出運算后的控制信號，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，完成控制任務(wù)。,上述過程不斷重復(fù)，使被控變量穩(wěn)定在設(shè)定值上。,可歸納為以下三個步驟：,什么是實時控制?,生產(chǎn)過程,工業(yè)控制機,,圖1.2 計算機控制系統(tǒng)的組成框圖,生產(chǎn)過程,,指按生產(chǎn)過程控制的特點和要求而設(shè)計的計算機它包括硬件和軟件兩部分。,包括被控對象，測量變送、執(zhí)行機構(gòu)、電氣開關(guān)等裝置。,1.1.2　硬件系統(tǒng),接收輸入的指令

4、和工業(yè)對象的信息，向系統(tǒng)各部分發(fā)送命令和數(shù)據(jù)。,包括顯示操作臺、屏幕顯示器(CRT)或數(shù)碼顯示器、鍵盤、打印機、記錄儀等。,從被控對象采集的模擬量或數(shù)字量信號轉(zhuǎn)換為計算機能夠接收的數(shù)字量,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。,圖1.2 計算機控制系統(tǒng)的組成框圖,包括磁盤、光盤、磁帶，主要用于存儲大量的程序和數(shù)據(jù)。,將計算機的處理結(jié)果轉(zhuǎn)換成可以對被控對象進行控制的信號。,工業(yè)控制機硬件：硬件是指計算機本身及外圍設(shè)備

5、。,計算機硬件,過程輸出接口,計算機,過程輸入接口,存儲器,人機接口,軟件是指能完成各種功能的計算機程序的總和.,軟件,系統(tǒng)軟件,,應(yīng)用軟件,,是專門用來使用和管理計算機的程序，包括操作系統(tǒng)、監(jiān)控管理程序、語言處理程序和故障診斷程序等。,應(yīng)用軟件是用戶根據(jù)要解決的實際問題而編寫的各種程序。,1.1.3 軟件系統(tǒng),計算機控制系統(tǒng),分級控制系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),直接數(shù)字控制系統(tǒng),現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),集散型控制系統(tǒng),1.2　計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用

6、類型,計算機監(jiān)督控制系統(tǒng),根據(jù)應(yīng)用特點、控制功能和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，計算機控制系統(tǒng)主要分為六種類型,1.2.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),計算機承擔(dān)數(shù)據(jù)的采集和處理工作。,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對生產(chǎn)過程各種工藝變量進行巡回檢測、處理、記錄以及變量的超限報警。,同時對變量進行累計和實時分析。,,,,,,,,,,,計算機通過過程輸入通道對變量作巡回檢測,1.2.2　直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）,根據(jù)變量，按照一定的控制規(guī)律進行運算,其結(jié)果經(jīng)過輸出通道，作用到控制對象。

7、,,模擬量輸入,,微型計算機,模擬量輸出,,,生產(chǎn)過程,,數(shù)字量輸入,,,數(shù)字量輸出,,,顯示,,打印,,磁盤,,磁盤,采用計算機代替模擬儀表控制，只要改變程序就可以對控制對象進行控制，因此計算機可以控制幾百個回路，并可以對上下限進行監(jiān)視和報警。,工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境惡劣，干擾頻繁，直接威脅著計算機的可靠運行。因此，必須采取抗干擾措施。,1.2.2　直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）,1.2.3　計算機監(jiān)督控制系統(tǒng)(SCC),D

8、DC級微機完成生產(chǎn)過程的直接數(shù)字控制；SCC級微機進行優(yōu)化分析計算，產(chǎn)生最優(yōu)化設(shè)定值。,用數(shù)字控制儀器代替，再配以輸入采樣器、A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器、輸出掃描器，便是SCC加數(shù)字控制器的SCC系統(tǒng)。當(dāng)SCC計算機出現(xiàn)故障時，由數(shù)字控制器獨立完成控制任務(wù)，比較安全可靠。,1.2.4　分級控制系統(tǒng),生產(chǎn)過程中既存在控制問題，也存在大量的管理問題。 由若干臺微處理器或微機分別承擔(dān)部分控制任務(wù)，代替了集中控制的計算機。

9、 這種系統(tǒng)的特點是將控制功能分散，用多臺計算機分別完成不同的控制功能，管理則采用集中管理。,(3)工廠集中控制級 它可根據(jù)上級下達的任務(wù)和本廠情況，制定生產(chǎn)計劃、安排本廠工作、進行人員調(diào)配及各車間的協(xié)調(diào)，并及時向上級報告。,(4)企業(yè)管理級 制定長期發(fā)展現(xiàn)劃、生產(chǎn)銷計劃，發(fā)命令至各工廠，并接受反饋信息，實現(xiàn)全企業(yè)的總調(diào)度。,（2)車間監(jiān)督級(SCC級) 它根據(jù)廠級計算機下達的命令和通過裝置控制級獲得的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，

10、進行最優(yōu)化控制。,(1)裝置控制級(DDC級) 對生產(chǎn)過程進行直接控制，使所控制的生產(chǎn)過程在最優(yōu)工作狀況下工作。,,,,,1.2.5　集散控制系統(tǒng),協(xié)調(diào)各控制站的工作達到過程的動態(tài)最優(yōu)化,人機接口裝置，完成操作、顯示和監(jiān)視任務(wù),集散控制系統(tǒng)是分布式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。,完成過程的現(xiàn)場控制任務(wù),實現(xiàn)了地理上和功能上分散的控制，將各個分散的信息集中起來，進行集中的監(jiān)視和操作。,采集非控制過程信息,,,,,?集散控制系統(tǒng)是一種典型的分級分布式控制結(jié)

11、構(gòu)。?集散控制系統(tǒng)有計算機控制系統(tǒng)控制算法先進、精度高、響應(yīng)速度快的優(yōu)點．又有儀表控制系統(tǒng)安全可靠、維護方便的優(yōu)點。?集散控制系統(tǒng)容易實現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律，系統(tǒng)是積木式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)靈活，可大可小，易于擴展。,1.2.6 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)，是新一代分布式控制結(jié)構(gòu)，采用工作站-現(xiàn)場總線智能儀表的二層結(jié)構(gòu)模式。,現(xiàn)場數(shù)字執(zhí)行器,現(xiàn)場數(shù)字控制功能模塊,服務(wù)器,工作站,現(xiàn)場數(shù)字傳感器,1.3　信號處理,在連續(xù)量控制系

12、統(tǒng)中，控制信號、反饋信號和偏差信號都是連續(xù)型的時間信號；而在計算機控制系統(tǒng)中，計算機的輸入、輸出都是離散型的時間函數(shù)。,CPU,D/A,執(zhí)行器,對象,采樣器,A/D,1.3.1　輸入信號處理,?為了實現(xiàn)計算機對生產(chǎn)過程的控制，需要將被控對象的各種測、控變量按要求的方式送入計算機，以便運算和處理。?被控對象所提供的信息是紛繁復(fù)雜的，其種類、性質(zhì)及大小等各不相同，因此需要通過某種裝置將生產(chǎn)過程中的各種被測變量轉(zhuǎn)換成計算機能夠接受的信號，這

13、種在計算機與生產(chǎn)過程之間，起著信號轉(zhuǎn)換并向計算機傳送信息的裝置稱之為輸入通道。輸入通道的信號處理包括數(shù)字量輸入信號處理和模擬量輸入信號處理。,圖1.2 計算機控制系統(tǒng)的組成框圖,1．?dāng)?shù)字量輸入信號處理,數(shù)字量通道,信號變換電路,整形電路,信號和接口電路,電平變換電路,計算機不能直接接受生產(chǎn)現(xiàn)場的狀態(tài)量因此，必須通過輸入通道將狀態(tài)信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量送入計算機。,2．模擬量輸入信號處理,檢測各種非電量過程變量，并將其轉(zhuǎn)換為電信號。,將多路模

14、擬信號按要求分時輸出,放大器將傳感器輸出的微弱電信號放大到A/D轉(zhuǎn)換器所需要的電平,采樣保持器對模擬信號進行采樣，在模/數(shù)轉(zhuǎn)換期間對采樣信號進行保持,將模擬信號轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)字信號,接口電路提供模擬量輸入通道與計算機之間的控制信號和數(shù)據(jù)傳送通路,,3．模擬量輸入信號采樣過程,,計算機對某個隨時間變化的模擬量進行采樣，是利用定時器控制的開關(guān)，每隔一定時間使開關(guān)閉合而完成一次采樣。 開關(guān)重復(fù)閉合的時間間隔T稱為采樣周期，其倒數(shù)? s=1/T

15、稱為采樣頻率。,采樣過程，是指將一個連續(xù)的輸入信號經(jīng)開關(guān)采樣后，轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)生在采樣開關(guān)閉合瞬時0、T、2T…nT的一連串脈沖輸出信號? *(t)，如圖1.11所示。,式中 ?*(t)——輸出脈沖序列 ? (kT)——輸出脈沖數(shù)值序列； 　　δ (t-kT)——發(fā)生在t=kT時刻上的單位脈沖,（1-1）,,,,,,,,單位脈沖函數(shù)的定義為,（1-2）,根據(jù)理想單位脈沖函數(shù)的定義式(1-2)，在采樣開關(guān)閉合

16、時，? (kT)與?(t)的瞬時值相等，式(1-1)還可改寫成如下形式,式(1-3)說明，數(shù)字控制系統(tǒng)中的采樣過程可以理解為脈沖調(diào)制過程。在這里，采樣開關(guān)只起著理想脈沖發(fā)生器的作用，通過它將連續(xù)信號?(t)調(diào)制成脈沖序列?*(t)。,（1-3）,4．香農(nóng)采樣定理,采樣后的離散信號?*(t)才能夠無失真地復(fù)現(xiàn)?(t),一個連續(xù)時間信號?(t)，設(shè)其頻帶寬度是有限的，其最高頻率為?max，如果在等間隔點上對該信號?(t)進行連續(xù)采樣，為了使

17、采樣后的離散信號?*(t)能包含原信號?(t)的全部信息量，則采樣頻率只有滿足下面的關(guān)系,?s≥2?max （1-4）,式中 ?s ——采樣頻率；　 ?max——?(t)最高頻率。,在實際工程中采樣頻率的選擇還跟采樣回路數(shù)和采樣時間有關(guān)，一般根據(jù)具體情況選用。?s≥（5~10）?max,采樣定理表明，采樣頻率?s的選擇至少要比?max高二倍，對于連續(xù)模擬信號?(t)，我們并不需要有無限多個連續(xù)

18、的時間點上的瞬時值來決定其變化規(guī)律，而只需要有各個等間隔點上的離散抽樣值就夠了。,5．?dāng)?shù)字濾波,數(shù)字濾波優(yōu)點：,①數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的，不需要硬件設(shè)備，所以可靠性高、穩(wěn)定性好。,②數(shù)字濾波可以濾除頻率很低的干擾，這一點是模擬濾波難以實現(xiàn)的。,③數(shù)字濾波可以根據(jù)不同的信號采用不同的濾波方法，使用靈活、方便。,數(shù)字濾波是通過編制一定的計算或判斷程序，減少干擾在有用信號中的比重，提高信號真實性的濾波方法。,常用的數(shù)字濾波方法有：,數(shù)字濾波方

19、法,平均濾波,程序判斷濾遞推,中位值法濾波,一階滯后濾波,加權(quán)遞推平均濾波,程序判斷濾波的具體方法是通過比較相鄰的兩個采樣值，如果它們的差值過大，超出了變量可能的變化范圍，則認為后一次采樣值是虛假的，應(yīng)予以廢除，而用前一次采樣值送入計算機。,中位值法濾波就是將某個被測變量在輪到它采樣的時刻，連續(xù)采 3 次 ( 或 3 次以上 ) 值，從中選擇大小居中的那個值作為有效測量信號。,管道中的流量、壓力或沸騰狀液面的上下波動，會使其變送器輸出信

20、號出現(xiàn)頻繁的振蕩現(xiàn)象。若將此信號直接送入計算機，會導(dǎo)致控制算式輸出紊亂，造成控制動作極其頻繁。甚至執(zhí)行器根本來不及響應(yīng)，還會使控制閥因過分磨損而影響使用壽命，嚴(yán)重影響控制品質(zhì)。,(3)遞推平均濾波如圖 1.12 所示。,圖中的黑點表示各個采樣值。對于這類信號，僅僅依靠一次采樣值作為控制依據(jù)是不正確的，通常采用遞推平均的方法，即第 n 次采樣的 N 項遞推平均值是 n，(n-1)，… ，(n-N+1) 次采樣值的算術(shù)平均。,,,,,N 值

21、的選擇對采樣平均值的平滑程度與反應(yīng)靈敏度均有影響。,遞推平均算式為：,（1-6）,——往前遞推第 i 項的測量值；,——遞推平均的項數(shù)。,也就是說，第 n 次采樣的 N 項遞推平均值的計算，應(yīng)該由 n 次采樣往前遞推 ( N-1 )項。,在實際應(yīng)用中，可通過觀察不同 N 值下遞推平均的輸出響應(yīng)來決定 N 值的大小。目前在工程上，流量常用 12 項平均，壓力取 4 項平均，溫度沒有顯著噪聲時可以不加平均。,(4)加權(quán)遞推平均濾波,,,,,

22、,,遞推平均濾波法的每一次采樣值，在結(jié)果中的比重是均等的，這對時變信號會引入滯后。,一個 N 項加權(quán)遞推平均算式為：,（1-7）,0≤ Ci ≤1 且,為增加當(dāng)前采樣值在結(jié)果中所占的比重，提高系統(tǒng)對本次采樣的靈敏度，可采用加權(quán)遞推平均方法。,(5)一階慣性濾波,一階慣性濾波器的動態(tài)方程式為：,（1-8）,——輸出值；,——輸入值。,,,,,,,,,在實際應(yīng)用上述幾種數(shù)字濾波方法時，往往先對采樣信號進行程序判斷濾波，然后再用遞推平

23、均、加權(quán)遞推平均或一階慣性濾波等方法處理，以保持采樣的真實性和平滑度。,一階慣性濾波對周期性干擾具有良好的抑制作用，適用于波動頻繁的變量濾波。,(1-11),,1.3.2 輸出信號處理,過程輸出通道:計算機和執(zhí)行器之間進行信息傳遞和變換的裝置.,1．?dāng)?shù)字輸出信號的處理,數(shù)字信號的輸出必須通過數(shù)字量輸出通道。數(shù)字量輸出通道的任務(wù)是根據(jù)計算機輸出的數(shù)字信號去控制接點的通、斷或數(shù)字式執(zhí)行器的啟、停等，簡稱 DO (Digital outpu

24、t)通道。,根據(jù)被控對象的不同，其輸出的數(shù)字控制信號的形態(tài)及相應(yīng)的配置也不相同。,其中最為常用的數(shù)字控制信號是開關(guān)量和脈沖量信號,隔離器一般采用光電隔離器，如TLP521系列；輸出驅(qū)動器將計算機輸出的信號進行功率放大，以滿足被控對象要求。,繼電器、晶閘管(或大功率晶體管)、TTL電平輸出等為需要開關(guān)量控制信號的執(zhí)行機構(gòu)，通過這些開關(guān)器件的通、斷去控制被控對象。,,,2．模擬輸出信號的處理,,模擬信號的輸出必須通過模擬量輸出通道來完成。,

25、模擬量輸出通道是計算機控制系統(tǒng)實現(xiàn)控制的關(guān)鍵。,它的任務(wù)是把計算機輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電壓或電流信號。以便驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)、達到控制的目的。,模擬量輸出通道—般由輸出接口電路、D/A轉(zhuǎn)換器、V/I變換等組成。,（1）一個通路設(shè)置一個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器:,微處理器和通路之間通過獨立的接口緩沖器傳送信息，這是一種數(shù)字保持的方案。它的優(yōu)點是轉(zhuǎn)換速度快、工作可靠，即使某一路D/A轉(zhuǎn)換器有故障也不會影響其它通路的工作。缺點是使用了使用硬件較多，成本

26、高。但隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，這個缺點正在逐步得到克服。這種方案較易實現(xiàn)。,多路信號共用一個數(shù)／模轉(zhuǎn)換器。,（2）多個通路共用一個數(shù)／模轉(zhuǎn)換器的形式,因此它必須在微型機控制下分時工作。即依次把D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成的模擬電壓(或電流)，通過多路模擬開關(guān)傳送到下一級電路。,這種結(jié)構(gòu)節(jié)省了數(shù)／模轉(zhuǎn)換器，但因是分時工作，只適用于通路數(shù)量多且速度要求不高的場合。,因多路共用一個D/A轉(zhuǎn)換器，所以可靠性較差。,,,,,,,1.4　PID控制算法

27、,按偏差的比例、積分和微分控制(以下簡稱PID控制)，是控制系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一種控制規(guī)律。在系統(tǒng)中引入偏差的比例控制，以保證系統(tǒng)的快速性，引入偏差的積分控制以提高控制精度，引入偏差的微分控制來消除系統(tǒng)慣性的影響。,1.4.1　理想PID控制算法,ＰＩＤ控制器將根據(jù)偏差e＝sv-pv（設(shè)定值sv與測量值pv之差），給出控制信號u(t)。,,理想PID常用以下形式表示：,式中 Kp ——控制器比例增益；,TI ——積分時間；,TD——微分

28、時間。,由于在計算機控制系統(tǒng)中，計算機只能每隔一定的時間(采樣周期T)才能完成一次檢測、計算并輸出控制，因此必須將原來的PID微分方程經(jīng)過差分處理后變成相應(yīng)的差分方程。,（１－１２）,（１－１３）,,,,,,,積分與求和的關(guān)系可用圖1.17說明。,,簡寫為,（1-16）,（1-14）,設(shè)采樣周期為T，取 ,,采用差分近似法分別代入式（1-12）中的,（1-15）,,,,,,雖屬離散量，但隨著時間的增長，累積結(jié)果會無限加大，給

29、實際計算機計算帶來困難。所以常將式(1-16)進一步化簡成遞推形式，即令n＝n-1，代入式(1-16)得,（1-17）,用式(1-17)減去式(1-16)，得控制器輸出的增量表達式為,（1-18）,1.4.2　理想PID控制算法的改進,1．積分分離,,在一般的PID控制中，當(dāng)啟動、停車或大幅度改變給定值時，由于在短時間內(nèi)產(chǎn)生很大的偏差，往往會產(chǎn)生嚴(yán)重的積分飽和現(xiàn)象，以致造成很大的超調(diào)和長時間的振蕩。為了克服這個缺點，可采用積分分離方法，

30、即在被控制量開始跟蹤時，取消積分作用；而當(dāng)被控制量接近給定值時，才將積分作用投入以消除靜差。,（1-20）,1.4.2　理想PID控制算法的改進,1．積分分離,,圖1.18 兩種控制效果比較a-積分分離式的PID控制過程；b-普通的PID控制過程,在單位階躍信號的作用下，將積分分離式的PID控制與普通的PID控制響應(yīng)結(jié)果進行比較，可以發(fā)現(xiàn)，前者超調(diào)小，過渡時間短。,常規(guī)PID運算,2．微分先行,,微分先行是只對被控變量求導(dǎo)，而不對設(shè)

31、定值求導(dǎo)。這樣，在改變設(shè)定值時，輸出不會突變，而被控變量的變化，通?？偸潜容^和緩的。,（1-21）,此時控制算法為：,2．微分先行,,微分先行的控制算法明顯改善了隨動系統(tǒng)的動態(tài)特性，而靜態(tài)特性不會產(chǎn)生影響，所以這種控制算法在模擬式控制器中也在采用。,與常規(guī)PID運算相比較，微分先行PID運算規(guī)律中， PV值經(jīng)微分運算，而SV只經(jīng)PI運算。,,,,控制器輸出U(S)可用下式表示,（1-22）,而,（1-23）,由上式可見SV項無微分作用，

32、當(dāng)人工改變SV值時不會給控制系統(tǒng)帶來附加擾動。,本章小結(jié),計算機控制系統(tǒng)由工業(yè)控制機和生產(chǎn)過程兩大部分組成。工業(yè)控制機是指按生產(chǎn)過程控制的特點和要求而設(shè)計的計算機，它包括硬件和軟件兩部分。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。,在計算機控制系統(tǒng)中，生產(chǎn)過程與計算機之間是通過輸入輸出通道連接起來的。輸入通道將生產(chǎn)過程中的數(shù)字信號與模擬信號轉(zhuǎn)換成計算機能夠接受的數(shù)字信號，送到計算機去處理；輸出通道將計算機的控制信號轉(zhuǎn)換為

33、現(xiàn)場設(shè)備能夠接收的信號去控制生產(chǎn)過程的自動運行。,計算機控制系統(tǒng)按其應(yīng)用特點、控制功能和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、計算機監(jiān)督控制系統(tǒng)、分級控制系統(tǒng)、集散型控制系統(tǒng)及現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。,本章小結(jié),按偏差的比例、積分和微分控制(以下簡稱PID控制)，是控制系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一種控制規(guī)律。在系統(tǒng)中引入偏差的比例控制，以保證系統(tǒng)的快速性，引入偏差的積分控制以提高控制精度，引入偏差的微分控制來消除系統(tǒng)慣性的影響。,要實現(xiàn)對生

34、產(chǎn)過程的控制，首先要對現(xiàn)場的各種模擬信號進行采集、然后通過A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便送到計算機進行運算和處理。計算機將輸入的測量信號與預(yù)置的設(shè)定值進行比較、運算，將結(jié)果以數(shù)字信號的形式輸出，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器后輸出模擬信號去控制執(zhí)行器。,按偏差的比例、積分和微分控制(以下簡稱PID控制)，是控制系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一種控制規(guī)律。在系統(tǒng)中引入偏差的比例控制，以保證系統(tǒng)的快速性，引入偏差的積分控制以提高控制精度，引入偏差的微分控制