7 测控系统设计

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1、第七章测控系统设计2011年5月18日星期三第七章测控系统设计2011年5月18日星期三第七章测控系统设计一、控制系统设计的一般步骤1、确定系统整体控制方案操作台2、确定控制算法传感器I/OA/D多路及变送I/O接口开关器3、选择微型计算机计打印机接口工多路执行4、系统总体设计算I/OD/A开关机构接口业显示I/O机5、硬件设计终端接I/O数字量输入对口主接口6、软件设计象机7、系统联调I/O数字量输出接口通用主机及I/O接信号检外部I/O通道被控对操作台口电测及变设备象路送第七章测控系统设计2011年5月18

2、日星期三第七章测控系统设计2011年5月18日星期三一、控制系统设计的一般步骤二、确定系统整体控制方案另外一种划分方法：微型计算机控制系统设计的第一步是了解控制对象，熟悉控制要求，构思控制系统的整体方案。1、系统总体控制方案设计；1、首先要从系统构成上考虑，是采用开环控制还是闭环2、微型计算机选择控制。2、考虑执行机构的方案。3、控制算法设计；3、考虑是否有特殊控制要求。4、硬件设计4、微型计算机在整个控制系统中应起的作用。5、软件设计5、初步估算成本。6、系统联调6、画出系统组成框图。第七章测控系统设计201

3、1年5月18日星期三第七章测控系统设计2011年5月18日星期三三、确定控制算法三、确定控制算法推导系统的数学模型，确定控制算法。选择控制算法时应注意以下问题：所谓数学模型是系统动态特性的数学表达式。它反映了系1、应针对不同的控制对象、不同的控制指标要求，选择不统输入、内部状态和输出之间的逻辑和数量关系，这些关同的控制算法。系式为计算机进行处理提供了依据，即由数学模型推出控2、有分析地选用计算公式。制算法。3、简化和完善控制算法。所谓计算机控制，简单说来，就是计算机按照规定的控制算法进行控制。1第七章测控系统设

4、计2011年5月18日星期三第七章测控系统设计2011年5月18日星期三四、选择微型计算机四、选择微型计算机从用于生产机械或生产过程控制的角度出发，微型计算机选择微型计算机除应满足上述几点要求外，从不同的被控应能满足下述要求：制对象角度而言，还应考虑几个特殊要求：1、较完善的中断系统1、字长。实时控制：微处理器的字长定义为并行数据总线的线数。¾系统正常运行时的实时控制能力2、速度。¾发生故障时的紧急处理能力3、指令。2、足够的存储容量一般说来，指令条数越多，针对特定操作的指令就3、完备的输入输出通道和实时时钟多

5、，这样会使程序量减少，处理速度加快。第七章测控系统设计2011年5月18日星期三第七章测控系统设计2011年5月18日星期三五、系统总体设计五、系统总体设计简单说来，系统总体设计是系统控制方案的具体实施步骤。1、硬件软件功能分配与协调©系统总体设计的依据主要有：2、接口设计¾系统组成粗框图©接口扩充方案：¾系统的设计要求¾选用功能接口板¾所选用的微型计算机系统¾选用通用接口电路©系统总体设计的目标：¾用集成电路自行设计接口电路画出系统构成的总体框图©接口设计包含的内容：¾扩充接口¾安排通过各种接口电路输入输出端

6、的输入输出信号选定各信号输入输出时采用何种控制方式第七章测控系统设计2011年5月18日星期三第七章测控系统设计2011年5月18日星期三五、系统总体设计五、系统总体设计3、通道设计4、操作员控制台设计©开关量操作员控制台一般应有下列一些功能：¾开关量输入要解决电平转换、去抖动及抗干扰等问（1）有一组或几组数据输入键（数字键或拨码开关等），题。用于送入或更新给定值、修改控制器参数或其它必要的数¾开关量输出要解决功率驱动等问题。据。¾开关量和数字量的输入输出都要通过接口电路。（2）有一组或几组功能键或转换开关，用

7、于转换工作方式，启动、停止系统或完成某种指定的功能。©模拟量（3）有一个显示装置或显示屏，用于显示各状态参数及故¾模拟量输入通道主要由信号处理装置（标度变换、滤障指示等。波、隔离、电平转换、线性化处理等）、采样单元、采样保持器和放大器、A/D转换器等组成。（4）控制台上应有一个“紧急停止”按钮，用于在紧急事故时停止系统运行，转入故障处理。¾模拟量输出通道主要由D/A转换器、放大器等组成。2第七章测控系统设计2011年5月18日星期三第七章测控系统设计2011年5月18日星期三六、硬件设计七、软件设计©硬件设计的

8、任务软件：系统软件、应用软件根据系统总体框图，设计出系统电气原理图，再按照电气原©组织应用软件的内容及步骤理图着手元件的选购和开始实施设计工作。¾确定具体要求©硬件设计的内容¾软件规划通常，除微型机外，系统硬件可能有接口电路和I/O通道的¾程序编制扩充、简单的组合逻辑或时序逻辑电路、供电电源、光电隔¾软件调试离、电平转换、驱动放大电路等等。¾善后工作©确定具体要求¾管理要求¾输入输出要