10章计算机控制系统的设计与实施.pptVIP

计算机控制技术 第8章 典型计算机控制系统简介 第10章 计算机控制系统的设计与实施 计算机控制系统的设计，既是一个理论问题，又是一个工程问题 进行计算机控制系统的工程设计，不仅要掌握生产过程的工艺要求、被控对象的动态和静态特性，还要熟悉检测、计算机、通信、自动控制、微电子等技术 计算机控制系统的理论设计包括： 建立被控对象的数学模型； 确定满足一定技术经济指标的系统目标函数，寻求满足该目标函数的控制规律； 选择适宜的计算方法和程序设计语言； 进行系统功能的软、硬件界面划分，并对硬件提出具体要求。 计算机控制系统设计原则和步骤 系统工程设计与实施 10.1计算机控制系统设计原则和步骤 10.1.1 计算机控制系统设计原则 操作性能好，维护与维修方便 通用性好，便于扩展 可靠性高 实时性好，适应性强 经济效益好 10.1.1 计算机控制系统设计原则 1、操作性能好，维护与维修方便 10.1.1 计算机控制系统设计原则 2、通用性好，便于扩展 10.1.1 计算机控制系统设计原则 3、可靠性高-----------最重要的要求 10.1.1 计算机控制系统设计原则 4、实时性好，适应性强 10.1.1 计算机控制系统设计原则 5、经济效益好 10.1.2 计算机控制系统设计步骤 确定任务阶段 工程设计阶段 离线仿真和调试阶段 在线调试和投运阶段 10.1.2 计算机控制系统设计步骤 1、确定任务阶段 10.1.2 计算机控制系统设计步骤 2、工程设计阶段 10.1.2 计算机控制系统设计步骤 3、离线仿真和调试阶段 10.1.2 计算机控制系统设计步骤 4、在线调试和投运阶段 10.2 系统工程设计与实施 10.2.1 计算机控制系统总体方案设计 硬件总体方案设计 软件总体方案设计 系统总体方案 10.2.1 计算机控制系统总体方案设计 1、硬件总体方案设计 10.2.1 计算机控制系统总体方案设计 2、软件总体方案设计 10.2.1 计算机控制系统总体方案设计 3、系统总体方案 10.2.2 硬件工程设计与实现 选择系统总线和主机机型 选择输入输出通道模板 选择变送器和执行机构 10.2.2 硬件工程设计与实现 1、选择系统总线和主机机型 10.2.2 硬件工程设计与实现 2、选择输入输出通道模板 10.2.2 硬件工程设计与实现 3、选择变送器和执行机构 10.2.3 软件工程设计与实现 数据类型和数据结构规划 资源分配 实时控制软件设计 数据采集及数据处理 实时时钟与中断处理 控制算法、控制量输出 数据管理、数据通信等 10.2.4 系统调试与运行 离线仿真与调试 一般在实验室或非工业现场进行 硬件调试与软件调试 系统仿真 在线调试与运行 检查现场安装及准备条件 系统投运与参数整定 本章小结 计算机控制系统设计原则和步骤 系统工程设计与实施 * 第10章 计算机控制系统的设计与实施 Designing Implementation of Computer Control Systems 本章主要内容 计算机控制系统设计原则 计算机控制系统设计步骤 Designing Principles Steps of Computer Control System 系统人机界面要友好，操作要简单、方便且便于维护, 对重要操作加保护，增加操作鲁棒性等 易于查找故障、排除故障;硬件上宜采用标准的功能模板式结构，便于及时查找并更换故障模板。模板上还应安装工作状态指示灯和监测点，便于检修人员检查与维修。在软件上应配备检测与诊断程序，用于查找故障源。必要时还应考虑设计容错程序，在出现故障时能保证系统的安全 尽可能地采用标准化设计，采用积木式模块化结构 考虑在设备更新时，整个系统不需要大的改动就能立即适应新的情况。尽可能采用通用系统总线结构；接口部件尽量采用标准通用的大规模集成电路芯片；尽可能把接口硬件部分的操作功能用软件来替代；系统的各项设计指标留有一定余量，也是可扩充的首要条件 。 首先，考虑选用高性能的工控机担任工程控制任务，以保证系统的恶劣的工业环境下仍能长时间正常运行； 其次，在设计控制方案时考虑各种安全保护措施，使系统具有异常报警、事故预测、故障诊断与处理、安全联锁、不间断电源等功能。 第三，采用双机系统和多微机集散控制。 备份工作方式 主从工作方式 实时性是工业控制系统最主要的特点之一，它要对内部和外部事件都能及时地响应，并在规定的时限内做出相应的处理。 定时事件和随机事件的处理 在开发计算机控制系统时，一定要考虑到其应用环境，保证在可能的环境下可靠地工作。 除了满足生产工艺所必需的技术质量要求以外，也应该带来良好的经济效益 。 一方面是系统性能价格比要尽可能高，而投入产出比要