電熱水器
[拼音]：gongye kongzhi jisuanji
[英文]：process computer
用於實現工業生產過程控制和管理的計算機，又稱過程計算機。它是自動化技術工具中最重要的裝置。在工業控制方面，計算機最早用在模擬控制系統中起監控作用。它對過程變數進行週期掃描，向操作人員顯示全過程的資訊，並通過計算為模擬量調節器設定給定值。1962年英國首先採用計算機實現化工廠的直接數字控制。此後計算機控制在工業領域得到越來越廣的應用（見數字控制系統）。大規模積體電路的迅速發展，使以微型計算機為基礎的分散控制系統得到迅速發展和推廣。
功能與特點
工業控制計算機分為大、中、小和微型4類。它們被用於工業控制物件的實時控制和工廠、企業的資訊管理，能完成如下 6項功能。
（1）巡迴檢測和資料處理：對數以百計的過程物理引數週期性地或隨機地進行測量顯示、列印記錄，對於間接指標或引數可進行計算處理。
（2）順序控制和數值控制：對複雜的生產過程可按一定順序進行啟、停、開、關等操作，或對工件加工的尺寸進行精密數值控制。
（3）操作指導：對生產過程進行測量，根據測量結果與預期目的作出比較判斷，決定下一步應該怎樣改變生產程序，將這種決定列印或顯示出來供操作人員執行或參考。
（4）直接數字控制：對生產過程直接進行反饋或前饋控制，代替常規的自動調節器或控制裝置，採用分時的形式，一臺工業控制計算機可以同時控制眾多的生產環節。
（5）監督控制：對生產過程不進行直接控制，只監督生產過程的進行，根據生產過程的狀態、環境、原料等因素，按照過程的數字模型（或控制演算法）計算出最優狀況或當時應採取的控制措施，把這種措施交給在現場起直接控制作用的計算機或常規控制儀表執行（整定其給定值）。
（6）工廠管理或排程：對車間或全廠的自動生產線或生產過程進行排程管理。工業控制計算機與一般通用計算機相比，具有如下4 項特點。
（1）實時響應性：工業控制計算機的控制物件都是實時變化的，為了及時對付被控物件隨時發生的變化，計算機在某一限定的時間內必須完成規定處理的動作，通常要求工業控制計算機具有硬實時（嚴格的實時處理）性。
（2）配備完善的過程介面子系統：工業控制計算機為完成對生產過程的檢測和控制，必須配有完善的過程介面子系統（即過程輸入輸出裝置）。
（3）比較完善的實時控制軟體：包括實時作業系統和實時控制軟體包，藉以完成嚴格的實時處理功能。
（4）極高的可靠性：避免因計算機故障而引起質量事故或生產事故。
圖1是工業控制計算機用於燃燒爐監控的一個例項。燃油與空氣配比之後在燃燒爐進行充分燃燒，對原料進行加熱。原料通過反應器之後即變成要求的產品。各種原始資料（空氣流量、燃油流量、被加熱原料流量、爐溫、分析結果）連續輸入計算機。計算機根據預定的數學模型（或控制算式）計算出應有的給定值輸出，最後調節兩個閥門的開度，以保證產品的質量。
系統結構
工業控制計算機系統主要由主機、過程介面和人機介面等部分組成（圖2）。
（1）主機：通常採用16位字長的計算機。但是，隨著處理資訊量的增加和實現最優控制，也採用32位字長的計算機。它具有實時應答效能，例如平均指令執行時間為1～2微秒，一般的應答時間在 1毫秒以下。主儲存器容量通常為256千位元組～1兆位元組。
（2）過程介面：又稱過程輸入輸出裝置，是由許多與工業物件相互作用的裝置組成。它一方面把工業物件的生產過程引數變換成計算機能夠接受和識別的程式碼，以便計算機處理；另一方面，又把計算機發出的控制指令，變成操作執行器的控制訊號。經過過程介面的訊號有模擬量輸入、數字量輸入、模擬量輸出和數字量輸出等。模擬量輸入訊號一般來自溫差電偶、熱電阻和壓力感測器等；而數字量輸入則為開關接點或脈衝訊號。模擬量輸出用於控制電磁閥或伺服電動機的電壓（電流）訊號；數字量輸出則多用於控制繼電器觸點。
（3）人機介面：用於手動控制和監視工廠狀態的操作開關以及工作狀態顯示裝置統稱為人機介面或操作員介面。人機介面裝置通常製成操作檯形式，由鍵盤打字機、陰極射線管顯示裝置和指示燈顯示裝置等組成。工業控制計算機系統結構分為三種類型。
集中型計算機直接控制系統
在工業控制計算機系統發展的初期，多采用一臺較大型的計算機對生產過程集中進行監視和控制。在這種控制系統中，通常採用雙機工作方式或用一臺計算機作後備或設定模擬量調節器作為關鍵控制迴路的備份,以提高系統工作的可靠性(見直接數字控制系統)。
分散型計算機控制系統
在集中型計算機直接控制系統中，一臺計算機往往要控制幾十個甚至幾百個迴路，一旦計算機出現故障，就會對生產帶來很大影響，這就是所謂的危險集中。提高系統安全性和可靠性的方法是將控制權分散，即將基本控制功能由以微型機為基礎的控制器來實現。隨著大規模積體電路的出現，微型計算機技術和計算機網路通訊技術迅速發展，有可能用微型計算機實現分散控制，並用上位計算機對生產過程進行集中控制、監視和管理，從而構成分散型計算機控制系統（圖3）。
分散控制系統用微型計算機在生產現場控制幾個或十幾個迴路。有若干臺微處理機就可以控制整個生產過程，從而使“危險分散”。在分散控制的基礎上，把大量資訊通過資料通訊電纜送到陰極射線管 (CRT)顯示操作站和上位計算機，以實現集中監視和管理（見分散控制系統）。
多級計算機控制系統
分散型控制系統的大型化就構成多級計算機控制系統。多級計算機系統一般分為直接控制級、監控級和生產管理級（圖4）。直接控制級直接控制生產過程，進行比例積分微分 (PID)、順序、比值串級、前饋、延遲補償等各種控制運算，還具有資料收集、監視報警等功能。監控級主要實現最優控制和適應控制，指揮直接控制級工作，調整常規調節器的給定值或向操作人員發出操作指示等。在某些場合下，監控級還能兼做直接控制級的一些工作。生產管理級主要進行生產的計劃和排程，指揮監控級工作。這一級依企業規模和管理範圍又可劃分為總廠管理級、分廠管理級和車間管理級。
模組化和標準化
分散控制系統的特點是功能分散化。它的必然發展趨勢是功能的模組化和標準化。80年代以來開始把分散控制系統的資料獲取(過程介面)、直接數字控制、監督控制和操作員控制檯等功能部分做成模組，再連線起來構成整個系統。每個模組都採用微型計算機,對模組的功能和計算機程式實行標準化設計,這類似於模擬儀表的功能化和標準化設計。模組之間採用數字通訊系統(計算機網路)連線起來。組成通訊系統的通訊線路具有高速和公用的特點，因此被形象地稱為資料公路。通訊系統使分散控制系統在工廠按地區安裝模組的成本大為降低。通過對通訊系統的研究設計，可以改變各模組間的連線方式，增強功能的獨立性，當其他級的功能塊發生故障時不致影響本塊的工作。這種積木塊式的結構能簡化控制系統的設計，使組裝新系統的時間減少到最低限度，還可對關鍵功能設定備用模組，或在某模組發生故障時臨時把任務轉派給其他模組，從而降低備用成本，提高系統執行的可靠性。工業控制計算機的功能分散化、模組化和標準化設計的效果是：降低成本；提高可靠性、安全性；使用靈活和便於重新設計、組裝和維修。