第5章 工业控制计算机及其接口.pptVIP

第5章 工业控制计算机及其接口 5.1 工业控制计算机 5.2 计算机控制接口技术 5.3 可编程控制器  5.1 工业控制计算机 一 工业控制计算机系统的组成  它由计算机基本系统、人-机对话系统、系统支持模块、过程输入输出子系统组成。 工业控制计算机系统的软件包括适应工业控制的实时系统软件、通用软件和工业控制软件等。 5.1 工业控制计算机 二. 工业控制计算机系统的基本要求 1.具有完善的过程输入输出功能 2.具有实时控制功能  3.具有可靠性 4.具有较强的环境适应性和抗干扰能力 5.具有丰富的软件 三. 工业控制计算机的分类及其应用特点 1. 可编程序控制器 可编程控制器(PC，Programmable Controller)是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业环境下应用而设计。由于最初研制这种装置的目的，是为了解决生产设备的逻辑及开关量控制，故也把它称为可编程逻辑控制器（PLC，Programmable Logic Controller）。PLC采用可编程序的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 三. 工业控制计算机的分类及其应用特点 1. 可编程序控制器 图5-11是PLC应用于逻辑控制的简单事例。输入信号是由按钮开关、限位开关、继电器触点等提供的各种开关信号，通过接口进入PLC，经PLC处理后产生控制信号，通过输出接口送给线圈、继电器、指示灯、电动机等输出装置。 主要特点： 1. 程序可变，柔性好。 2. 可靠性强，适于工业环境。 3. 编程简单，使用方便。 4. 功能完善。 5. 体积小，重量轻，易于装入机器内部。 2. 总线型工业控制计算机 主要特点： 1）提高设计效率，缩短设计和制造周期。 2）提高系统可靠性。 3）便于调试和维修 。 4）能适应技术发展的需要。  2. 总线型工业控制计算机 1）STD总线工业控制机 典型的STD总线工控机系统的构成如图5-13所示，其突出特点是：模块化设计，系统组成、修改和扩展方便；各模块间相对独立，使检测、调试、故障查找简便迅速；有多种功能模板可供选用，大大减少了硬件设计工作量；系统中可运行多种操作系统及系统开发的支持软件，使控制软件开发的难度大幅降低。   2） PC总线工业控制机 IBM公司的PC总线微机最初是为个人或办公室使用而设计的，早期主要用于文字处理或一些简单的办公室事务处理。早期产品是基于一块大底板结构，加上几个I/O扩充槽。 ? PC/AT总线的IBM兼容计算机由于价格低廉、使用灵活、软件资源非常丰富，因而用户众多，在国内更是主要流行机种之一。 近几年来许多公司推出了PC/AT总线工业控制机，一般对原有微机作了以下几方面的改进 （1）机械结构加固，使微机的抗震性好。 （2）采用标准模板结构。 （3）加上带过滤器的强力通风系统，加强散热，增加系统抵抗粉尘的能力。 （4）采用电子软盘取代普通的软磁盘，使之能适于在恶劣的工业环境下工作。 （5）根据工业控制的特点，常采用实时多任务操作系统。 3. 单片机 下面以MCS系列单片机为例，来介绍单片机的结构、性能及使用上的特点。  1）受集成度的限制，片内存储器容量较小。 2）可靠性高。 3）易扩展。 4）控制功能强。 5）一般单片机内无监控程序或系统通用管理程序。 MCS-51单片机系列 该系列包括有8031、8051、8751、2051、89C51等多种机型。其主要特点是：  （1）8位CPU，工作频率为1~12MHz。 （2）128BRAM数据存储器，4KBROM程序存储器。 （3）5V电源，40引脚双列直插式封装。 （4）12MHz工作频率时机器周期为1μs，所有指令的执行为1~4个机器周期。 （5）外部可分别扩展64KB数据存储器和程序存储器。 （6）2级中断，5个中断源。 （7）21个专用寄存器，有位寻址功能。 （8）两个16位定时/计数器，1个全双工串行通信口。 （9）4组8位I/O口。 5.2 计算机控制接口技术 I/O接口电路简称接口电路，它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件（电路）。它在主机和外围设备之间的信息交换中起着