微型计算机控制系统概述

五、计算机集成制造系统(CIMS) ——清华大学的国家CIMS工程技术研究中心的CIMS —ERC 总体结构: 4层递阶控制体系结构 层次组成: (1)工厂/车间层 (2)单元层 (3)工作站 (4)设备层 第31页/共44页 六、现场总线控制系统(FCS) 现场总线控制系统是分布控制系统的更新换代产品 并且已经成为工业生产过程自动化领域中一个新的热点。 1、 FCS结构 FCS结构如图1.11所示。 图1.11 现场总线控制系统结构框图 第32页/共44页 六、现场总线控制系统(FCS) 2、特点 现场控制系统与传统的分布控制系统相比，有如下的特点。 (1)数字化的信息传输 (2)分散的系统结构 (3)方便的互操作性 (4)开放的互联网络 (5)多种传输媒介和拓扑结构 第33页/共44页 一、单片微型计算机 单片微型计算机又称微控制器。与微型计算机相比，单片机具有如下特点。 1、集成度高，功能强 单片机的设计抛开了以微处理器为核心构成微机的模式，充分考虑到控制的需要，将CPU、存贮器，并串行I/O口定时计数器，A/D转换器、脉宽调制器等功能部件集成在一块芯片上成为面向控制的微控制器。 2、结构合理 (1)存储容量大； (2)速度快。 3、抗干扰能力强 4、指令丰富 1.4 微型计算机控制系统的发展概况 第34页/共44页 二、可编程序控制器(PC) PC(或称PLC)是微机技术和常规继电逻辑控制概念相结合的产物，其低端为常规继电逻辑控制的替代装置而高端成为一种高性能的工业控制机。 PC是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术操作的指令，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。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。 PC以顺控，程控为其特长，也能进行PID回路控制，实现DDC，通过联网，实现生产过程综合自动化，其应用非常广泛，从单机自动化如机床、机器人、电梯控制到自动化生产线如连铸、电镀、装配，从FMS(柔性制造系统)到工业局部网络，倍受工业界重视。 1.4 微型计算机控制系统的发展概况 第35页/共44页 1、PLC的功能 (1)条件控制 (2)定时控制 (3)计数控制 (4)顺序控制 (5)模\数(A\D)、数\模(D\A)转换 (6)数据处理 (7)通信与联网 2、PLC的特点 (1)可靠性高 (2)编程容易 第36页/共44页 (3)组合灵活 (4)输入\输出功能模块齐全 (5)安装方便 (6)运行速度快 3、PLC的分类 (1)低档PLC (2)中档PLC (3)高档PLC 三、STD总线工业控制机 1、STD总线工业控制机的特点 第37页/共44页 (1)小板结构，模块化设计 (2)标准化及兼容性 (3)面向I/O设计 (4)高可靠性 2、STD总线工业控制机系统的组成 　　STD总线工业控制机的最小系统，主要包括CPU板、存储器板、系统支持板等，然后再根据实际系统的要求选用各种I\O接口板。 四、工业PC １、 含义：工业PC就是在原来个人计算机的基础上进行改造，使其在系统结构及功能模块的划分上更适合工业过程控制的需要。 ２、工业PC与个人计算机区别 　(1)取消了PC中的主板，将原来的大主板变成通用的底板总线插　　座系统；　 　(2)将主板分成几块PC插件; 　(3)把原PC电源改成工业电源； 　(4)采用密封机箱，并采用内部正压送风； 　(5)配以相应的工业应用软件。 第38页/共44页 五、微型计算机控制系统选用控制机的原则 １、对于小型控制系统、智能化仪器及智能化接口尽量采用自行设计单片机模式； ２、如果是一个新产品或用量较大，也尽量采用单片机开发； ３、对于中等规模的控制系统，为了加快系统的开发速度，尽量选用现成的工业控制机，如PLC，STD总线工业控制机等，应用软件一般 可自行开发； ４、对于大型的工业控制系统，最好选用工业PC或专用集散控制系统，软件可自行采用高级语言开发或买现成的组合软件。 第39页/共44页 六、微型计算机控制系统的发展趋势 　微机控制在各行各业得到了广泛的应用，并取得了显著的效果。 １、大力推广应用成熟的先进技术 (1)普及应用可编程控制逻辑器(PLC) (2)广泛使用智能化的调节器 (3)采用新型的DCS和FCS ２、大力研究和发展智能控制系统 (1)