Description
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电子数字计算机是二十世纪四十年代诞生的，但直到1958年才开始进入控制领域。1958年9月在美国路易斯安那州的一座发电厂内安装了第一台用于现场状态监视的计算机，当时的这个系统并不能称为控制系统。因为它只是将一些现场检测仪表的数据采集到一起，然后在计算机的显示屏上进行显示，以供操作人员在中央控制室内观察电厂的运行参数，因此这样的系统被称为监视系统（Monitoring System）。很明显，该计算机系统只是代替了检测控制仪表的显示部分，并实现了多台检测控制仪表的集中监视功能。到1959年3月，在美国德克萨斯州Texaco的一个炼油厂投运了另一套计算机系统，该系统不仅可以显示现场仪表的检测数据，而且可以设定或改变现场控制仪表的给定值，然而真正实施控制（即根据给定值及实际检测值的偏差计算出控制量，并实际输出以使实际值回到给定值的工作）仍然由控制仪表完成。这套系统应该是世界上最早的设定值控制（SPC）或称为监督控制系统。而1960年4月在肯塔基州的一个化工厂投运的另一个计算机系统，除了完成现场检测数据的监视和设定值的功能外，还可以实际完成控制计算并实际输出控制量，这就是第一个直接数字控制（DDC）系统。
计算机进入控制领域，所带来的是从模拟技术到数字技术的革命性的变化。过去，不论是基地式仪表还是单元组合式仪表，采用的都是模拟技术，其表达测量值和控制值的方法是采用某种物理量来进行模拟，如用电流的大小表示液位的高低等等。在对被控对象进行控制时，也是采用同样的物理量来表达给定值和控制量，并采用物理的原理，如流体力学原理、电学原理、电子学原理等模拟出微分、积分等算法。显然，这样的技术无法实现复杂的控制，而且极不灵活，任何算法的改变都要对计算单元进行改装。而数字技术则完全不同，它首先将现场测量值通过模拟量到数字量的转换器（称为ADC或A/D）转换成为一个二进制的、便于计算机处理的数字，这个数字由不同电平分别表示0和1，并以0、1的不同组合表达出不同的数值。这个过程被称为数字化。数字化的工作一旦完成，以后的工作便完全在计算机内部的运算器中通过软件来实现，如各种控制算法的实现等等。由于计算机强大的计算功能，可以完成任何公式的计算，因此计算机控制系统的功能比模拟仪表系统要强大得多。而且，由于所有算法都是通过软件完成的，因此算法的改变非常容易，体现了数字技术极大的灵活性。在经过计算得到了控制结果后，由于这个结果仍然是一个二进制数值，因此还要通过数字量到模拟量的转换器（称为DAC或D/A）将控制值转换成相应的控制信号，然后通过执行器实施控制动作。
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