系统的设计原则与步骤.ppt

能源与动力学院 第八章 计算机控制系统设计与实现 能源与动力学院 第八章 计算机控制系统设计与实现 计算机控制系统的设计既是一个理论问题,也是一个工程问题。本章主要介绍计算机系统设计的原则与步骤、计算机控制系统的工程设计与实现、计算机控制系统的设计举例。 第八章 计算机控制系统设计与实现 8.1 系统的设计原则与步骤 8.1.1 系统设计的原则 1. 安全可靠 2. 操作维护方便 3. 实时性强 4. 通用性好 5. 经济效益高 计算机控制系统的工程项目的研制可分为四个阶段： 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 8.1.2 系统设计的步骤 8.1 系统的设计原则与步骤 (1) 组建项目研制小组 (2)制定系统的总体方案 (3)方案的论证与送审 (4)硬件与软件的分别细化设计 (5)硬件和软件的分别调试 (6)系统的组装 2.工程项目与控制任务的确定阶段 8.1 系统的设计原则与步骤 3. 离线仿真和调试阶段 在实验室而不是在工业现场进行仿真和调试。离线仿真和调试后还要进行考机运行，以便在连续不停机的运行中暴露问题和解决问题 4. 在线调试和运行阶段 即将系统和生产过程联接在一起，进行现场调试和运行。系统正常运行后，可组织验收。验收是系统项目最终完成的标志 8.1 系统的设计原则与步骤 8.2 系统的工程设计与实现 8.2.1 系统总体方案设计 1. 硬件总体方案设计 (1) 确定系统的结构和类型 (2) 确定系统的构成方式 (3) 现场设备选择 (4) 其它方面的考虑 2. 软件总体方案设计 3. 系统总体方案 (1) 系统主要功能、技术指标、原理图及文字说明 (2) 控制策略和控制算法 (3) 系统硬件结构及配置 (4) 方案比较和选择 (5) 保证性能指标要求的技术措施 (6) 抗干扰和可靠性设计 (7) 机柜或机箱的结构设计 (8) 经费和进度计划的安排 8.2 系统的工程设计与实现 8.2.2 硬件工程的设计与实现 1. 选择系统的总线和主机类型 (1)选择系统的总线 包括内总线和外总线选择 (2)选择主机机型 2. 选择输入输出通道模板 (1)数字量（开关量）输入输出(DI/DO)模板 (2)模拟量输入输出(AI/AO)模板 8.2 系统的工程设计与实现 3. 选择变送器和执行机构 (1)选择变送器 (2)选择执行机构 8.2.3 软件的工程设计与实现 1. 数据类型和数据结构规划 2. 资源分配 3. 实时控制软件设计 包括数据采集及数据处理程序、控制算法程序、控制量输出程序和实时时钟、中断处理程序 、数据管理程序和数据通信程序 8.2 系统的工程设计与实现 8.2.4 系统的调试与运行 1. 离线仿真和调试 2. 在线调试和运行 在现场进行调试之前应对各种仪器、设备、抗干扰和接地情况以及安全防护措施进行检查。经检查并安装正确之后，就可以进行系统的投运和参数整定。 8.2 系统的工程设计与实现 8.3 计算机控制系统设计举例 8.3.1 啤酒发酵工艺及控制要求 要求控制发酵罐按下图的工艺曲线运行 以啤酒发酵过程计算机控制系统为例 8.3.2系统总体方案设计 1. 发酵罐测控点分布及管线结构 8.3 计算机控制系统设计举例 2. 检测装置和执行机构 温度检测采用WZP-231铂热电阻和RTTB-EKT温度变 送器；压力检测采用CECY-150G电容式压力变送器；液 位检测采用CECU-341G电容式液位变送器 执行机构采用ZDLP-6B电动调节阀