直接數(shù)字控制(Direct Digit Control)，簡稱為DDC系統(tǒng)，是用一臺計算機對被控參數(shù)進(jìn)行檢測，再根據(jù)設(shè)定值和控制算法進(jìn)行運算，然后輸出到執(zhí)行機構(gòu)對生產(chǎn)進(jìn)行控制，使被控參數(shù)穩(wěn)定在給定值上。利用計算機的分時處理功能直接對多個控制回路實現(xiàn)多種形式控制的多功能數(shù)字控制系統(tǒng)。在這類系統(tǒng)中，計算機的輸出直接作用于控制對象，故稱直接數(shù)字控制，英文縮寫 DDC。
計算機控制系統(tǒng)所采用的的形式與它所控制的生產(chǎn)過程的復(fù)雜程度密切相關(guān)，不同的被控對象和不同的要求，應(yīng)有不同的控制方案。根據(jù)計算機控制系統(tǒng)的功能及結(jié)構(gòu)特點，可將計算機控制系統(tǒng)分為：(1)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng);(2)直接數(shù)字控制系統(tǒng);(3)計算機監(jiān)督控制系統(tǒng);(4)分布式控制系統(tǒng);(5)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。直線數(shù)字控制系統(tǒng)是計算機用于工業(yè)過程最普遍的一種方式，屬于閉環(huán)控制型結(jié)構(gòu)，是用一臺微型計算機對多個被控參數(shù)進(jìn)行巡回檢測，檢測結(jié)果與設(shè)定值進(jìn)行比較，再按PID(比例、積分、微分)規(guī)律或直接數(shù)字控制方法進(jìn)行控制運算，然后輸出到執(zhí)行機構(gòu)對生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，使被控參數(shù)穩(wěn)定在給定值上。也就是說計算機通過測量元器件對一個或多個生產(chǎn)過程的參數(shù)進(jìn)行巡回檢測，經(jīng)過過程輸入通道輸入計算機，并根據(jù)規(guī)定的控制規(guī)律和給定值進(jìn)行運算，然后發(fā)出控制信號，通過過程輸出通道去控制執(zhí)行機構(gòu)，使各個被控量達(dá)到預(yù)定的要求。
直接數(shù)字控制系統(tǒng)計算機的輸入和輸出均為數(shù)字量，首先將來自傳感器或變送器的被控量信號(4~20mA)經(jīng)過AI通道轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送給計算機，再用軟件實現(xiàn)PID算法，然后數(shù)字控制量經(jīng)過AO通道轉(zhuǎn)換成模擬量信號送給執(zhí)行器(電動或氣動閥)，構(gòu)成閉環(huán)控制回路。由于計算機運算速度快?？梢苑謺r處理多個控制回路，不僅可以實現(xiàn)簡單控制回路，而且可以實現(xiàn)復(fù)雜控制回路，如前饋控制、串級控制、選擇性控制、遲延補償控制和解耦控制等。直接數(shù)字控制系統(tǒng)一般用于小型或中型生產(chǎn)裝置的控制。
直接數(shù)字控制系統(tǒng)由被控對象、檢測儀表(傳感器或變送器)、執(zhí)行器(電動或氣動閥)和工業(yè)控制機組成。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)控制機經(jīng)歷了一個不斷發(fā)展的過程。主要是以工業(yè)個人計算機為基礎(chǔ)，并有相應(yīng)的各類I/O接口和外部設(shè)備接口。一般的IPC除了有必備的主板、內(nèi)存、硬盤、CRT或LCD等以外，還有專用鍵盤、專用顯示器和過程輸入輸出設(shè)備，包括AI、DI、AO和DO板卡等。由于IPC的工作環(huán)境比較惡劣，所以要對硬盤、CRT或LCD、鍵盤和機箱等進(jìn)行防塵和防震處理。工業(yè)控制機是直接數(shù)字控制系統(tǒng)的核心，它由主機、過程輸入輸出設(shè)備、入機接口和外部設(shè)備組成。1.主機直接數(shù)字控制系統(tǒng)的主機一般選用Windows操作系統(tǒng)，另外再配置相應(yīng)的應(yīng)用軟件。盡管Windows不是實時操作系統(tǒng)，由于IPC的運算速率快，足以抵消Windows操作系統(tǒng)的非實時性影響。應(yīng)用軟件包括監(jiān)控組態(tài)軟件和實時數(shù)據(jù)庫，保證系統(tǒng)有十分友好的人機界面，便于I/O數(shù)據(jù)點的建立，控制回路的組態(tài)，操作畫面的繪制，打印報表的生成，報警信息的發(fā)布。2.過程輸入輸出設(shè)備過程輸入輸出設(shè)備包括AI、DI、AO和DO板卡等，AI、DI板卡把來自檢測儀表的反應(yīng)過程參數(shù)和狀態(tài)的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送往主機，AI、DO板卡把主機輸出的數(shù)字控制信號轉(zhuǎn)換為適應(yīng)各種執(zhí)行器的信號。它分為兩類，一類是與主機一體的I/O板卡，另一類是獨立的I/O數(shù)據(jù)采集單元，通過串行總線與主機通信。AI板卡的信號類型有4~20mA DC、1~5V DC、毫伏、熱電阻和熱電偶等，輸入方式有單端或差動方式。DI板卡的信號類型有開關(guān)、按鈕等觸點。AO板卡的信號類型有4~20mADC、1~5V DC等。DO卡的信號類型有繼電器觸點、有源開關(guān)元件等。3.入機接口設(shè)備人機接口設(shè)備供操作人員對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)視和操作，包括CRT或LCD、鍵盤和鼠標(biāo)、報警和顯示設(shè)備、打印機等。4.外部設(shè)備
直接數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)有模板式和模塊式兩種。其安裝方式又可分為以下幾種：1.盒式。它是將主控單元、輸入輸出單元和操作顯示單元集于一體，盒正面是LCD顯示器和薄膜式鍵盤。盒式結(jié)構(gòu)體積小，重量輕，可以直接安裝于生產(chǎn)設(shè)備上，便于現(xiàn)場操作監(jiān)視，適用于小型數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)。2.臺式。它是將主控單元和輸入輸出單元集中于一個機箱內(nèi)，再將該機箱以及顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、打印機置于操作臺或終端桌上。臺式結(jié)構(gòu)體積大、部件多，適用于中型數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)。3.柜式。它是將主控單元集中于主機箱內(nèi)，輸入輸出單元集中于I/O機箱內(nèi)，或?qū)⑦@兩個單元集中于一個機箱內(nèi)，這些機箱適用于盤式或機柜式安裝，另外再將顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、打印機置于操作臺或終端桌上。柜式結(jié)構(gòu)體積較大，部件較多，適用于大型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或者規(guī)模相對大一些的控制系統(tǒng)。
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