50 教案第1章 绪论.docx

第1页：教案（第1章）第1页

教案（第1章）第1页

• 教案（理论教学用）第1章共2学时
• 计算机控制系统的结构、组成及工作原理
• 常用的计算机控制系统主机
• 计算机控制系统的典型形式及其特点
• 工业控制计算机的组成、总线结构和特点
• 计算机控制系统的发展概况和发展趋势章节利用计算机控制技术可以完成常规控制技术无法完成的任务，达到常规控制技术无法达到的性能指标。
• 计算机控制系统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，简称工业控制机）来实现生产过程自动控制的系统。计算机控制系统的工作原理，可划分为3个步骤：①实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。②实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。③实时控制输出：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
• 计算机控制系统的主机可编程序控制器、工控机、单片机、DSP、智能调节器等，都是常用的控制器，适应不同的应用要求。在工程实际中，应根据控制规模、工艺要求、控制特点和所完成的工作来确定。
• 计算机控制系统的典型型式操作指导控制系统、直接数字控制系统（DDC)、监督控制系统SCC、分散型控制系统DCS、现场总线控制系统、综合自动化系统
• 工控机的组成、特点及总线结构1工业控制机的硬件组成2工业控制机的软件组成3内部总线--ISA总线、PCI总线4外部总线--RS-232C串行总线、USB串行总线
• 计算机控制系统的发展概况和趋势趋势：网络化、扁平化、智能化、综合化讲授主要内容
• 关于实时系统的理解实时指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，这里输入、计算、输出实际是指计算机控制系统的三个步骤；另外，一定的时间范围则是指本次采样的计算结果输出需在下一个采样时刻到来之前完成，针对不同的系统，该时间范围肯定是有区别的。
• 区分内部总线与外部总线内部总线是指计算机内部模块之间的通讯；而外部总线是指计算机与外部设备之间的通讯。重点难点
• 计算机控制系统的定义，以及实时、在线、离线的含义，进行课堂讨论和举例
• 计算机控制系统的五种典型形式，并分析各种形式的优缺点，对结构框图进行分析
• 工业控制机的组成和总线结构
• 了解计算机控制系统的发展概况和发展趋势要求掌握知识点和分析方法

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教案（第1章）第2页

• 学，能够提供较大的信息量，所有用到原理图，结构框图皆投影可得，减少了课上绘图所需时间。不需要设计板书。
• 依据计算机控制系统原理图（图1.1）和组成框图（图1.2），说明：计算机控制系统由工业控制机和生产过程两部分组成；在本质上，将计算机控制系统的工作原理归纳为三个步骤：实时数据采集、实时控制决策以及实时控制输出。采用比较和提问的方式，理解在线，离线和实时的含义。
• 针对五种计算机控制系统的典型形式，给出相应的系统框图，指出实现自动控制的过程，并且给出每种典型形式各自的优缺点。
• 了解工业控制机的组成和总线结构，并重点分析外部总线：RS-232C串行通讯总线与USB串行通讯总线。
• 让学生了解学科的发展概况、发展方向以及发展趋势是专业课教育的必要所在，因此，对于这部分内容，不但在课上带学生一块熟悉教材内容，同时，给学生指出相应的参考书籍、期刊和网站，鼓励学生对专业知识做进一步的探讨。教授思路采用的教学方法和辅助手段板书设计重点如何突出，难点如何解决，师生互动等1.1，1.2，1.4补充作业：将所阅读的参考书籍、期刊和网站的部分内容进行总结，写出自己对该课程或者学科发展的认识。作业布置
• 《微型计算机控制技术》（第2版）第1章内容；
• 课后练习：《微型计算机控制技术》（第2版）第1章习题；
• 课后练习、实验、分组讨论等学习任务；
• 章节教学参考网站、文献等相关教学资源；
• 教学辅助材料，如课程网站、相应的教学参考。5.1推荐参考书(1)孙增圻.计算机控制理论及应用,北京：清华大学出版社，1989 (2)谢剑英.微型计算机控制技术,北京：国防工业出版社，2001(3)王锦标.计算机控制系统,北京：清华大学出版社，2004(4)王常力，罗安．分布式控制系统（DCS）设计与应用实例,北京：电子工业出版社，2004主要参考资料备注