计算机控制系统第九章.ppt

应用实例 图9-18 栅渣清除控制示意图 应用实例 图9-19 污水处理厂计算机控制系统网络结构示意图 应用实例 (1) 精确度 指在正常使用条件下，仪表测量结果的准确程度，误差越小，精确度越高。一般生产过程物理量检测仪表的精确度为±1%，水质分析仪表的精确度为±2%（测高浊水的浊度仪的精确度为±5%）。 (2) 响应时间 当对被测量进行测量时，仪表指示值总要经过一段时间才能显示出来，这段时间即为仪表的响应时间。水质分析仪表响应时间应不超过3min。 (3) 输出信号 仪表的模拟输出应是4~20mA DC信号，负载能力不小于600Ω。 仪表选配的一般要求 应用实例 (4) 仪表的防护等级 应满足所在环境的要求，一般应不低于IP65，用于药剂投加系统的检测仪表要求能耐腐蚀。 (5) 电源 四线制的仪表电源多为220V AC、50Hz，两线制的仪表电源为24V DC。 (6) 现场监测仪表 宜选用数显仪。 (7) 仪表的工作电源 应独立，不应和计算机共用电源，以保证发生故障和检修时电源互不干扰，使各自都能稳定可靠地运行。 仪表选配的一般要求 图9-20 总图 图9-21 4#PLC * 计算机控制系统 第九章计算机控制系统设计与实现 原则与步骤 系统设计的原则 1. 安全可靠 系统的可靠性是指系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。 平均无故障时间MTBF（Mean Time Between Failure） MTBF反映了系统可靠工作的能力。 平均维修时间MTTR（Mean Time To Restoration）MTTR表示系统出现故障后立即恢复工作的能力。 原则与步骤 系统设计的原则 （1）高性能的主控模板。 （2）可靠的控制方案，并具有各种安全保护措施，比如报警、事故预测、事故处理和不间断电源等。 （3）后备装置。对于一般的控制回路选用手动操作为后备；对于重要的控制回路，选用常规控制仪表作为后备。 （4）各种软、硬件的冗余设置。 原则与步骤 2. 满足工艺要求 3. 操作维护方便 4. 实时性强 5. 通用性好 6. 经济效益高 系统设计的原则 原则与步骤 系统设计的步骤 （1）工程项目与控制任务的确定阶段； （2）工程项目的设计阶段； （3）离线仿真和调试阶段； （4）在线调试和运行阶段。 原则与步骤 1. 工程项目与控制任务的确定阶段 (1) 甲方提出任务委托书 (2) 乙方研究任务委托书 (3) 双方对委托书进行确认性修改 (4) 乙方初步进行系统总体方案设计 (5) 乙方进行方案可行性论证 (6) 签订合同书 原则与步骤 (1) 组建项目研制小组 (2) 系统总体方案设计 1) 系统总线与主机机型 2) I/O接口 3) 变送器 4) 执行机构 5) 其它现场设备 (3) 方案论证与评审 (4) 硬件和软件的细化设计 (5) 硬件和软件的调试 (6) 系统的组装 2. 工程项目的设计阶段 原则与步骤 3. 离线仿真和调试阶段 4. 在线调试和运行阶段 图9-1 离线仿真和调试阶段流程 控制系统设计的一般步骤 控制系统的设计一般分为以下几个步骤：系统总体控制方案的设计、机型的选择、控制算法的设计、硬件设计、软件设计、系统联调。 系统整体控制方案的设计 1、确定控制任务:控制系统的整体结构、微机的作用 2、软硬件的功能分配 3、接口设计： （1）、选用专门的功能接口板 （2）、选用通用的接口电路 （3）、用集成电路自行设计 4、通道设计 5、操作员控制台的设计 微型计算机的选择 1、组装方案 2、单板机或单片机方案 4、通用微型计算机系统方案 5、通用工业控制计算机系统方案 一、微型计算机系统构成方案选择 3、可编程控制器 二、微型计算机系统性能指标选择 1、完善的中断系统 2、足够的存储容量 3、完备的输入输出通道和实时的时钟 4、足够的数据处理能力 7.1.3、控制算法的设计 控制算法的设计要充分考虑：控制速度、控制精度、系统稳定性 、可实现性。 7.1.4、硬件的设计 7.1.5、软件设计 7.1.6、系统的联调 7.2、微型计算机控制系统的软件 7.2.1、软件的分类 1、系统软件 2、应用软件 1）控制程序 2）数据采集及处理程序 3）巡回检测程序 4）数据管理程序 控制程序的语言选择及设计步骤 一、语言的选择 1、机器语言 2、汇编语言 3、高级语言 二、应用程序的设计步骤和方法 设计步骤：问题的定义、程序设计、编码、调试、改进、再改进 设计方法：模块化设计思想、结构化设计思想 4、组态软件 可靠性技术 简易的手动备用方式即采用手动操作方式实现对自动控制方式的备用。当自动方式发生故障时，