型计算机课程总结
HEFEIUNIVERSITY
电子系专业导论论文
专业10级自动化（1）班姓名
学号1005073028完成时间201*/7/1指导老师丁健
题目微型计算机控制控制技术总结
摘要
近年来，随着计算机技术、自动控制技术、检测与传感器技术、网络与通信技术、微电子技术、CRT显示技术、现场总线智能仪表、软件技术以及自控理论的高速发展，计算机控制的技术水平大大提高，计算机控制系统的应用突飞猛进。利用计算机控制技术，人们可以对现场的各种设备进行远程监控，完成常规控制技术无法完成的任务，微型计算机控制已经被广泛地应用于军事、农业、工业、航空航天以及日常生活的各个领域。工业控制是计算机的一个重要应用领域，计算机控制正是为了适应这一领域的需要而发展起来的一门专业技术，他主要研究如何将计算机技术、通信技术和自动控制理论应用于工业生产过程，并设计出所需要的计算机控制系统。“计算机控制技术”是我国高等学校各类自动化、电子与电气工程、计算机应用、机电一体化等专业的主干专业课程。本课程主要介绍了计算机的硬件设计技术、数字控制技术、常规及复杂的控制技术、现代控制技术、先进控制技术、分布式测控网络技术和计算机控制系统的设计实现等知识。关键字：计算控制DDC技术FCS
一、计算机控制系统
1.定义
计算机控制系统(ComputerControlSystem，简称CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。这里的计算机通常指数字计算机，可以有各种规模，如从微型到大型的通用或专用计算机。辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和执行装置等。与被控对象的联系和部件间的联系，可以是有线方式，如通过电缆的模拟信号或数字信号进行联系；也可以是无线方式，如用红外线、微波、无线电波、光波等进行联系。被控对象的范围很广，包括各行各业的生产过程、机械装置、交通工具、机器人、实验装置、仪器仪表、家庭生活设施、家用电器和儿童玩具等。控制目的可以是使被控对象的状态或运动过程达到某种要求，也可以是达到某种最优化目标。
2.组成
计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制计算机）来实现工业过程自动控制的系统。在计算机控制系统中，由于工业控制机的输入和输出时数字信号，而现场采集到得信号或送到执行机构的信号大多是模拟信号，因此与常规的按偏差控制的闭环负反馈系统相比，计算机控制系统需要有莫属转换器和数模转换器这两个环节。计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。工业控制机硬件指计算机本身及外围设备。硬件包括计算机、过程输入输出接口、人机接口、外部存储器等。软件系统是能完成各种功能计算机程序的总和，通常包括系统软件跟应用软件。
二、直接数字控制(DDC)
DDC直接数字化控制是一种简易的微电脑设备，它须与其它组件，如变频器、温度湿度传感器、焓差控制器、两通阀等组件整合搭配才能发挥功效。这些组件的输入输出以模拟信号DC0-10V或低电流4-20mA作信号传送，送至DDC控制器。经DDC内置软件作判别后反向输出信号来控制阀部件或变频器来调节。DDC自动控制系统各周边设备及控制功能。
直接数字控制器的“控制器”系指完成被控设备特征参数与过程参数的测量，并达到控制目标的控制装置“数字”的含义是该控制器利用数字电子计算机实现其功能要求“直接”意味着该装置在被控设备的附近，无需再通过其他装置即可实现上述全部测控功能。DDC系统利用硬件和软件来调整控制变数或依据操作人员的需要来控制制造程序。其中控制变数包括温度、压力、相对湿度、流量等。控制程序和设定点可利用软件输入电脑内，并能够在操作人员的键盘上进行修正，如此可以取代过去对硬件控制器的校正。DDC系统亦可将检测到的温度、压力等控制变数，与预先储存在电脑内的希望数值相比较，如果测试的数值小于或大于所希望的数值，系统将会送出一系列的数字脉冲，这些脉冲则借助电动对气动的转换器，或电动对电动的转换器转变成控制装置的调整信号，然后通过电脑的调整，其所输出的信号，再操作其转换器，使原来系气动或电动的组件按指示信号操作。
三、现场总线控制系统（FCS）
FCS是FieldbusControlSystem的意思，即现场控制系统在无线通信系统中，FCS代表帧检验序列。FCS就是现场总线控制技术，这两者是一回事。FCS是由PLC发展而来的；而在另一些行业，FCS又是由DCS发展而来的，所以FCS与PLC及DCS之间有着千丝万缕的联系，又存在着本质的差异。
1、FCS系统的核心是总线协议，即总线标准一种类型的总线，只要其总线协议一经确定，相关的关键技术与有关的设备也就被确定。就其总线协议的基本原理而言，各类总线都是一样的，都以解决双向串行数字化通讯传输为基本依据。但由于各种原因，各类总线的总线协议存在很大的差异。
为了使现场总线满足可互操作性要求，使其成为真正的开放系统，在IEC国际标准，现场总
线通讯协议模型的用户层中，就明确规定用户层具有装置描述功能。为了实现互操作，每个现场总线装置都用装置描述DD来描述。DD能够认为是装置的一个驱动器，它包括所有必要的参数描述和主站所需的操作步骤。由于DD包括描述装置通信所需的所有信息，并且与主站无关，所以可以使现场装置实现真正的互操作性。2、FCS系统的基础是数字智能现场装置
数字智能现场装置是FCS系统的硬件支撑，是基础，道理很简单，FCS系统执行的是自动控制装置与现场装置之间的双向数字通信现场总线信号制。如果现场装置不遵循统一的总线协议，即相关的通讯规约，不具备数字通信功能，那么所谓双向数字通信只是一句空话，也不能称之为现场总线控制系统。再一点，现场总线的一大特点就是要增加现场一级控制功能。如果现场装置不是多功能智能化的产品，那么现场总线控制系统的特点也就不存在了，所谓简化系统、方便设计、利于维护等优越性也是虚的。3、FCS系统的本质是信息处理现场化
对于一个控制系统，无论是采用DCS还是采用现场总线，系统需要处理的信息量至少是一样多的。实际上，采用现场总线后，可以从现场得到更多的信息。现场总线系统的信息量没有减少，甚至增加了，而传输信息的线缆却大大减少了。这就要求一方面要大大提高线缆传输信息的能力，另一方面要让大量信息在现场就地完成处理，减少现场与控制机房之间的信息往返。可以说现场总线的本质就是信息处理的现场化。
四、分散控制系统（DCS）
DCS是分散控制系统（DistributedControlSystem）的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机（Computer）、通讯（Communication）、显示（CRT）和控制（Control）等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
五、课程总结
微型计算机控制技术是一门跨学科以及应用性、技术性、综合性都很强的专业技术课程，要求具备较强的自动控制理论、微型计算机原理、模拟电子技术、数字电子技术等专业基础知识。通过学习，要求掌握计算机控制系统的控制原理和分析设计方法，具备基本的设计技能，能够设计出简单的计算机控制系统。学习该课程对工科专业的学生是十分重要而有用的。当今社会是计算机的时代，而工业控制领域，计算机更是扮演着不可缺少的角色。随着计算机技术、自动控制技术与网络通信技术的不断发展，计算机控制系统中，数字式分散控制DCS并不会消亡，现场总线控制系统FCS的出现，只是要改变DCS中心地位，DCS可作为现场总线的一个站点。也可以这样说，DCS处于控制系统中心地位的局面从此将被打破。
通过对计算机控制技术的学习，让我对计算机控制技术的学习有了更加深刻的认识，刚好这学期在学习这门课程之前，我们比赛用的控制算法正好在这门课程中作了详细的介绍即数字控制系统中的PID控制算法。于是，我就详细的研究了书本中介绍的相关知识对我们程序控制算法的编写提供了很好理论依据。当然，在这门课的学习过程中，丁老师为我们付出了很多，在这里非常感谢丁老师陪我们度过的学习时刻。
扩展阅读：计算机网络技术课程教学心得
计算机网络技术课程教学心得
近年来，随着计算机网络的迅速普及，社会对计算机网络人才的需求不断增加，计算机网络技术教育已经成为当前教育研究与发展中的热点之一。计算机网络技术是计算机专业和非计算机专业的一门选修课程，主要任务是使学生掌握计算机网络基本原理，计算机网络体系结构，局域网和广域网一般特性，典型网络的结构特点及具体实现，计算机网络应用。通过本课程的学习，可了解计算机网络涉及的术语，概念及新技术，掌握典型计算机网络结构及实现技术。通过多年的教学积累，以及中职计算机网络技术的日益重要性以及社会的需要，我认为需要对中职计算机网络技术教学进行一些的改革，这样对提高网络技术的教学质量，培养满足社会需要的人才具有重要的意义。本文初步探讨的中职计算机网络教学存在的问题及改进的建议，对目前的计算机网络教育水平的提高有一定的参考意义。
一、计算机网络技术教学中存在的问题及分析(一)多采取以教为主的传统教学模式
传统教学模式的特点是教师教授知识，学生被动地接受知识．靠机械地重复进行学习。这种教学模式忽视了学生在学习中的主动性，片面强调理论知识的灌输，在不同程度上压抑和阻碍了学生的个性发展，不利于培养学生的扩散思维能力和创新能力。
受传统教学观念的影响，计算机网络技术教学中的教育缺乏创新模式。在网络技术的教学中依然大量采用传统的教学手段，多媒体等现代教学手段在计算机网络技术教学中采用很少。传统教学手段的大量采用使学生难以理解所学课程的内容，导致教学质量不理想。同时传统的考核手段使得学生通过大量记忆来实现知识的掌握，学生实际操作与运用计算机网络的能力较差。这种传统的教学模式难以适应网络技术的飞速发展，学生的思维能力、创新能力、实际操作技能差，难以满足社会对计算机网络技术人才的需求。
(二)知识体系结构陈旧．跟不上网络技术的发展
目前绝大部分的教材内容陈旧，不符合计算机网络技术的发展要求，学生难以接受到较新的计算机网络方面的知识与技术。同时教师水平参差不齐，部分教师对计算机网络方面新知识、新设备缺乏必要
的学习和了解，专业知识、教学观念和手段落后于技术的发展，这导致学生难以接触到较新的网络知识与软件，所学知识滞后于社会的需求，导致计算机网络教学水平难以达到教学目标。
(三)网络实践的环节缺乏，学生实际运用和管理网络的能力欠缺当前，中职计算机网络技术教学注重网络理论知识的讲授，网络技术的实践环节相对较少，使得学生的实际操作技能明显不足，难以满足企业的需求。社会需求同样反映出中职计算机网络教学实践环节缺乏、教学中实践与理论课程安排比例不合理、学生网络操作与管理能力差等局限性。
(四)学生水平参差不齐．采取一刀切的教育模式，导致教学水平不理想
学生的接受能力、专业知识水平以及专业目的不同，给中职计算机网络技术教学带来了诸多的不利条件。以计算机网络基础课程为例，除涉及计算机公共基础、数字电子技术等基础课程外，还涉及计算机操作系统和计算机接口技术等专业课程，而计算机网络基础又是其他网络专业课程的基础，如实用组网技术、Internet的连接与使用。如果不具备一定的专业理论基础很难让非专业学生理解相关的网络知识。随着教学的深入，有些学生面对专业名词和专业术语理解困难，这势必导致教学水平的下降。此外，教学硬件设施投入不足，计算机网络技术教育开展时间不长等也是导致中职计算机网络技术教育存在问题的因素。
二、计算机网络技术教学改进探讨
针对目前中职计算机网络课程教学中存在的问题，本文提出如下建议：
第一，对传统的教学理念和方式进行改变。在教学过程中应调动学生的主动性，充分发挥学生的个性思考，以培养学生自主思考、创新的能力。在教授理论知识的同时，充分采用现代化的教学手段，增加多媒体教学，通过先进的教学手段把一些复杂的网络理论和技术以较为直观的形式讲解给学生，这同时也为专业水平相对较差的学生提供了良好的教学手段。
增加学生上机实践的课时，改革考核方式，增加实践操作的考核，做到理论考核与实际操作相结合。有条件的中职学校可安排学生参加网络技术的社会实习，以达到所学习的知识与实际的工作相结合．巩固教学成果。
第二，改革教材体系，建议有条件的中职学校可组织教学经验丰富的教师结合最新的计算机网络技术，编写计算机网络技术的教程，并及时跟踪网络技术的进步，调整教材中相应的内容，以使学生能接触到最新的计算机网络技术。教师是教学的核心之一，加强对教师队伍的培训，通过提高教师队伍的素质来提高整个教学的水平。聘请知名的专家和技术人员作为兼职教学人员，以引进先进的网络技术。开拓学生眼界，通过参与社会中的网络技术实践，让学生了解最新的网络技术，激发学生学习网络知识的兴趣，提高学生参与实践的能力。
第三，加强针对学生的计算机基础教育，在学生已具备一定的计算机基础知识的前提下．再进行计算机网络技术的教学。同时，根据学生的专业方向和培养目标、知识层次的差异，制定出相应的授课计划和大纲，并选择适当的教材作为学习工具。对于非计算机专业学生．尤其要重视教材选取。如电子商务专业学生在学习计算机网络课程时，可以考虑选取计算机网络基础和计算机网络安全等方面的教材；对于物流管理等专业学生学习计算机网络课程，可以考虑选取Internet应用、网页设计等方面的教材，做到因人施教。
第四，加强网络技术教育的硬件方面建设，利用计算机多媒体、大屏幕投影、网络等先进的教育手段代替传统的粉笔和黑板，提高教学质量，建设校园网教育信息系统，全面实现学校教育技术现代化，方便课件生成、教育信息的获取。通过Internet网，扩大教育信息交流。建立校园网信息系统为学校多媒体课件制作、管理、点播演示、学习、练习、考试和评价的各个教学环节提供了理想的网络信息环境。能根据自己的知识和能力层次自由地去探索、发现和解决问题。
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