过程输入通道由模拟量输入和数字量输入两部分组成。模拟量输入通道由变送器、采
样开关、放大器、A／D 转换器和接口电路组成。其中变送器的作用是将非电量信号变换成
标准电信号，可将温度、压力、流量变换成 0-10mA 或 4-20mA 的直流电信号，它是通过 A
／D

—

转换器来实现的。 数字量输入通道由开关触点、光电耦合器和接口电路组成，反映

生产过程的通／断状态的触点信号，经过光电耦合器和接口电路变换成数字信号送给计
算机。
　　过程控制计算机直接承担运算和控制任务，首先通过过程输入通道采集被控对象的
各种参数信号，再根据预定的控制规律(如 PID)进行运算，然后向被控对象发出控制信号，
再通过输出通道直接控制调节阀等执行机构。
　　过程输出通道由模拟量输出和数字量输出两部分组成。前者把计算机输出的数字控制
信号转换成模拟电压或电流信号，再经过放大器去驱动调节阀等执行器实现对生产过程
的控制。这一部分由接口电路、D／A 转换器，放大器和执行器组成。后者把计算机输出的
开关信号，经放大器去驱动电磁阀和继电器执行器，它由接口电器、光电耦合器、放大器
和执行器组成。
　　3．1．2 直接数字控制系统的基本算法
　　按照偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制，是连续系统中技术成熟、应用最为广
泛的一种基本规律，将 PID 控制规律离散化并在计算机上实现，可以方便地利用已积累
的成熟技术，而且可以在被控对象的数学模型或参数不很清楚的情况下，经过在线整定
达到满意的效果。因此，将模拟调节规律离散化的数字 PID 算法，已被工业过程计算机控
制系统普遍采用，成为 DDC 系统的基本算法。
　　数字 PID 控制算法，模拟量调节器的理想 PID

 

算式为

　　式中 e(t)——偏差(设定值与实际输出值之差)
　　u(t)——控制量
　　Kp——比例放大系数
　　Ti 一积分时间常数
　　Td——微分时间常数
　　写成传递函数形式
　　为了能在计算机上实现，必须将连续形式的微分方程化为离散形式的差分方程。设了
为采样周期(与系统时间常数相比，T 足够小)，k 为采样序号(k=0，1，2 ……

，

)，可用矩

形法计算而积以差分代替微分
　　式中 e——第 k 次采样所得偏差值
　　e(k-1)——第(k-1)次采样所得偏差值
　　u——第 k 时刻的控制量
　　上式中的采样周期 T 越小(与系统时间常数比较而言)，则被控过程与连续控制过程

“

”

越接近，又称为 准连续控制 。
　　3．2 分布式控制系统的体系结构
　　分布式控制系统(Distributed Control Systems 简称 DCS)20 世纪于 70 年代中期出现并迅
速发展起来，它将计算机技术、控制技术、图形显示技术和通信技术汇集于一体，可对分
散在现场的设备进行控制，又可方便地集中管理、操作，与以往的控制系统相比，既避免
了单台计算机集中控制的不足，又克服了常规仪表人机交互困难的缺点。
　　分布式控制系统的多台微型计算机取代了集中控制系统的单台计算机，从体系结构
上分散了危险性，提高了可靠性。其基本结构功能如图 3 所示，图中现场控制站、数据采
集站、工程师站、操作员站、监控计算机和管理计算机通过数据通信网络被有机地结合起来，
组成分级分布控制系统。