计算机控制IPC9.ppt

第10讲 IPC 1.IPC的结构组成、总线技术和模板结构化。 2.IPC的功能特点与主要模板。 前言 随着计算机设计的日益科学化、合理化和标准化，计算机总线概念与模板化结构已经形成且完善起来。IPC在硬件上，由计算机生产厂家按照某种标准总线，设计制造出符合工业标准的主机板及各种I/O模板，所以控制系统的设计者只要选用相应的功能模板，象搭积木似的、灵活地构成各种用途的计算机控制装置；而在软件上，利用熟知的系统软件和工具软件，编制或组态出相应的应用软件，就可以非常便捷地完成对生产流程的集中控制与调度管理，并进一步向综合自动化网络化方向发展。 11.1.2 软件组成 IPC的硬件构成了工业控制机系统的设备基础，要真正实现生产过程的计算机控制，必须为硬件提供或研制相应的计算机软件，即把人的知识逻辑与控制思维加入计算机中，才能实现控制任务。在工业控制系统中，软件可分为系统软件、工具软件和应用软件三大部分，有时也将工具软件归于系统软件。 11.2 IPC总线结构 IPC的模板结构正是依存于它的总线结构。总线是一组信号线的集合，它定义了各引线的信号特性、电气特性和机械特性。使计算机箱内各模板之间以及主机与外部设备之间建立起信号联系，进行信息传送和通信。因此总线是IPC的重要组成部分，它分内部总线与外部总线两种。 11.2.1 内部总线 内部总线是指IPC内部各个功能模板之间的信息通路，它是构成完整的计算机系统的内部信息枢纽，也称为系统总线。尽管各种总线的引线数目不同，但按功能都是分为数据总线DB、地址总线AB、控制总线CB和电源总线PB四大部分。 11.2.2 外部总线 外部总线是指计算机与计算机之间、计算机与远程终端之间、计算机与外部设备以及测量仪器仪表之间的信息通路，常称为通信总线。通信总线的数据传输方式可以是并行的，也可以是串行的，可分别称为并行通信总线和串行通信总线。 11.3 IPC功能特点 IPC是一种专用于工业场合下的控制计算机。一方面工业环境常常处于高温、高湿、腐蚀、振动、冲击、灰尘，以及电磁干扰严重、供电条件不良等等恶劣环境中；一方面工业生产过程因行业、原料、产品的不同，而使生产过程、工艺要求也五花八门。这些都是工业自动化控制中要解决的重要课题。由于IPC采用了总线技术和模板化结构，再加上采取了多重抗干扰措施，因而使IPC系统具有其它计算机系统无法比拟的功能特点。 11.4 IPC产品简介 目前国内外生产总线式IPC的专业厂家很多，著名品牌比比皆是，如爱瑞、研华、研祥、凌华、中泰、康泰克、康拓、威达、华控、浪潮等等。现以深圳研祥工控集团研制的PC总线工业计算机产品为例作一说明。 11.4.1 工业计算机机箱 研祥的机箱按带不带底板和电源、安装形式是桌面、壁挂还是上架以及尺寸长度不一等问题，又可分为二十几种型号。图11-2为IPC-810/811型号的14槽上架型计算机机箱。 11.4.2 工业级底板 研祥的底板按插槽种类、槽数多少、电源种类以及配置不同等问题，又可分为三十几种型号。图11-3为IPC-6114P4A型号的14槽底板。 产品规格为：最大扩展槽14，最大分段1，ISA槽9，PCI槽4，PICMG槽1，电源LED ±5V,±12V,+3V，可能配置 14(1-PCI系统)，尺寸(mm) 322×300。 11.4.3 工业级CPU卡 研祥的CPU卡按CPU种类、存储器容量、显示方式、主板长短以及I/O接口不同等问题，又可分为十几种型号。图11-4为IPC-586VDNH(GX)CPU卡。 11.4.4 PCI总线I/O卡 研祥的I/O卡按模拟量输入路数与极性、采样速率、模拟量输出范围以及数字I/O通道的不同等问题，又可分为十余种型号。图11-5为PCI-64AD系列数据采集与控制卡 其它新型IPC 常用的各类接口模板 步进电机控制模板 脉冲信号输出 驱动机构(步进电机)的驱动控制信号输出 多通道中断控制模板 中断输入信息 操作中断、事故中断、报警中断及其它需要中断的输入信号 脉冲计数/处理模板 脉冲量输入信息 流量计算、电功率计算、转速、长度测量等脉冲形式输入信号 数字量输出模板 数字量输出信息 执行机构的驱动执行、报警显示蜂呜器等其它数字量 模拟量输出模板 模拟量输出信息 执行机构的控制执行、记录等(模拟电流/电压) 数字量输入模板 数字量输入信息 限位开关状态、数字装置的输出数码、接点 断通状态、“0”“1”电平变化 模拟量输入模板 模拟量输入信息 温度、压力、物移、转速、流量等来自现场设备运行状态的模拟电信号 相配套的 接口模板产品 信息种