第10章--计算机控制系统的整体设计与实施.pptVIP

10.1计算机控制系统设计原则

10.2计算机控制系统工程设计与实施;计算机控制系统设计原则;1.可靠性（续）;1.可靠性（续）;（2）分布式控制系统

其是提高可靠性的一个重要发展。把所有任务分散地由多台微机来承担，用一台计算机作为上一级的管理主机，如图10.2所示。分两级，第一级对各被控对象进行控制，而上一级的微机通过总线与下一级的微机相连接，并对它们实施管理和监控。

局部故障机器所承担任务还能够由上一级主机来接替，因此，系统工作基本不受影响。如果上一级主机发生故障，则下一级微机仍可以独立维持对被控对象的控制，直到上一级主机排除故障为止。;表现在操作简单、直观形象、便于掌握，并不强求操作工作要掌握计算机知识才能操作，有利于系统的推广和应用。在硬件配置方面系统的控制开关不能太复杂，操作顺序要简单；同时应尽可能采用标准的功能模块，便于查找故障模块并更换故障模板，安装工作指示灯和监测点，便于维修人员检查。软件方面，应尽可能采高级语言，方便程序修改，故障一旦发生，应易于排除与维护，同时应配置诊断程序，在故障发生时用程序来查找故障发生的部位，从而缩短排除故障的时间。凡是涉及人机工程的一切问题都应逐一加以考虑。;实时性是重要指标之一，要求系统对内部和外部事件能及时地响应，并在规定的时间内做出相应的处理；实时系统有两个基本要求：第一，计算必须产生正确结果，称为逻辑或功能正确；第二，计算必须在预定的时间内完成，称为时间正确。

靠软件来保证系统的实时性，使软件能充分发挥计算机硬件的潜力，从而使计算机解决某一个问题所需的时间最短。另外，工程上能设置中断，根据故障的轻重缓急，能够预先分配中断级别，一旦有事件发生，根据中断优先级别进行处理，保证最先处理紧急故障。;根据各种不同的设备和不同控制对象的控制要求，灵活地设计系统。这样设计出的系统便于随时进行系统的扩展或改进，通用性好。通用性表现在一下几个方面：

第一，硬件设计标准化，采用标准总线结构，如STD总线、AT总线和MULTIBUS总线等，并配置各???通用功能模板。扩充时，只增加相应接口插件通道或功能模板即可。

第二，软件设计时使用标准库函数和模块结构，不需要二次开发，只需按照要求选择各种库函数即可。为了减少系统扩充或者硬件更新时的工作量，在速度允许的情况下，尽可能用软件功能代替硬件功能。

第三，各个设计指标留有余量，为日后系统的扩充创造有利的条件。;计算机控制系统在满足设计基本要求的前提下，还应该具有较好的经济性，投入市场要有一定的竞争力。经济性主要体现在两个方面：一方面系统的性价比要尽可能高，而投入产出比要尽可能低，投资回报周期要尽可能短；另一方面还要从提高产品质量与产量、节能降耗、减少污染、改善劳动条件等经济、社会效益各方面进行综合评估。;计算机控制系统设计步骤;计算机控制系统设计步骤（续）;1．工程项目与控制要求的确定阶段;工程项目与控制任务的确定阶段一般流程如下所述。

(1)甲方提出任务委托书。有明确技术性能指标要求，包含经费、计划进度、合作方式等内容。

(2)乙方研究任务委托书。乙方在接到委托书后认真阅读，并逐条研究。

(3)双方对委托书进行确认修改。在乙方对委托书进行了认真研究之后，双方应就委托书的确认或修改事宜进行协商和讨论。

(4)乙方初步进行总体方案设计。总体方案设计时应多做几个方案比较。方案应反映出三大关键问题：技术难点、经费概算、工期。

(5)乙方进行方案可行性论证。方案可行性论证目的是估计完成该项任务的可能行，并为签订合同设计工作打下基础，论证的主要内容是技术可行性、经费可行性、进度可行性。

(6)签订合同书。合同书是达成一致意见的结果，是合作的依据与凭证。;2．系统总体设计与可行性评价;(8)确定系统中断能力与中断方式。

(9)确定字长、速度和总线形式。

(10)确定研制方法及开发工具。在计算机控制系统研发过程中，特别有效的方法是利用控制系统的计算机辅助分析和设计技术，进行可靠性及精度指标的分配。;3．工程项目的设计阶段;3)方案论证与评审

对设计方案的把关和最终裁定，评审后确定的方案是进行具体设计和工程实施的依据。

4)硬件和软件的分别细化设计

细化设计就是将方块图中的方块划到最底层，然后进行底层结构细化设计。对于硬件设计来说，就是选购模块以及设计制作专用模板；对于软件设计来说，就是将模块编成程序。

5)硬软件分别调试。

软硬件设计需要边设计边调试，往往要经过几次反复才能完成。

6)系统的组装

软硬件细化设计后，做成样机并分别进行调试，然后就可进行系统的组装。组