计算机控制技术 教学课件 作者 刘川来 胡乃平 第10章 计算机控制系统的设计与实施.ppt

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1、第10章计算机控制系统的设计与实施Designing&ImplementationofComputerControlSystems7/25/20211计算机控制技术计算机控制系统的设计，既是一个理论问题，又是一个工程问题进行计算机控制系统的工程设计，不仅要掌握生产过程的工艺要求、被控对象的动态和静态特性，还要熟悉检测、计算机、通信、自动控制、微电子等技术7/25/20212计算机控制技术计算机控制系统的理论设计包括：建立被控对象的数学模型；确定满足一定技术经济指标的系统目标函数，寻求满足该目标函数的控制规律；选择适宜的计算方法和程序设计语言；进行系统功能

2、的软、硬件界面划分，并对硬件提出具体要求。7/25/20213计算机控制技术计算机控制系统设计原则和步骤系统工程设计与实施本章主要内容7/25/20214计算机控制技术10.1计算机控制系统设计原则和步骤计算机控制系统设计原则计算机控制系统设计步骤DesigningPrinciples&StepsofComputerControlSystem7/25/20215计算机控制技术10.1.1计算机控制系统设计原则操作性能好，维护与维修方便通用性好，便于扩展可靠性高实时性好，适应性强经济效益好7/25/20216计算机控制技术1、操作性能好，维护与维修方便系统人

3、机界面要友好，操作要简单、方便且便于维护,对重要操作加保护，增加操作鲁棒性等易于查找故障、排除故障;硬件上宜采用标准的功能模板式结构，便于及时查找并更换故障模板。模板上还应安装工作状态指示灯和监测点，便于检修人员检查与维修。在软件上应配备检测与诊断程序，用于查找故障源。必要时还应考虑设计容错程序，在出现故障时能保证系统的安全10.1.1计算机控制系统设计原则7/25/20217计算机控制技术10.1.1计算机控制系统设计原则2、通用性好，便于扩展尽可能地采用标准化设计，采用积木式模块化结构考虑在设备更新时，整个系统不需要大的改动就能立即适应新的情况。尽可能

4、采用通用系统总线结构；接口部件尽量采用标准通用的大规模集成电路芯片；尽可能把接口硬件部分的操作功能用软件来替代；系统的各项设计指标留有一定余量，也是可扩充的首要条件。7/25/20218计算机控制技术10.1.1计算机控制系统设计原则3、可靠性高-----------最重要的要求首先，考虑选用高性能的工控机担任工程控制任务，以保证系统的恶劣的工业环境下仍能长时间正常运行；其次，在设计控制方案时考虑各种安全保护措施，使系统具有异常报警、事故预测、故障诊断与处理、安全联锁、不间断电源等功能。第三，采用双机系统和多微机集散控制。备份工作方式主从工作方式7/25/

5、20219计算机控制技术7/25/202110计算机控制技术7/25/202111计算机控制技术10.1.1计算机控制系统设计原则4、实时性好，适应性强实时性是工业控制系统最主要的特点之一，它要对内部和外部事件都能及时地响应，并在规定的时限内做出相应的处理。定时事件和随机事件的处理在开发计算机控制系统时，一定要考虑到其应用环境，保证在可能的环境下可靠地工作。7/25/202112计算机控制技术10.1.1计算机控制系统设计原则5、经济效益好除了满足生产工艺所必需的技术质量要求以外，也应该带来良好的经济效益。一方面是系统性能价格比要尽可能高，而投入产出比要尽

6、可能低，回收周期要尽可能地短。另一方面还要从提高产品质量与产量，降低能耗，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，有可能是一个多目标优化问题。7/25/202113计算机控制技术10.1.2计算机控制系统设计步骤确定任务阶段工程设计阶段离线仿真和调试阶段在线调试和投运阶段7/25/202114计算机控制技术10.1.2计算机控制系统设计步骤1、确定任务阶段甲方提出任务委托书（招标）乙方研究任务委托书双方对任务委托书进行确认性修改乙方初步进行系统总体方案设计乙方进行方案可行性论证签订合同书甲方指的是任务的委托方乙方则是系统工程的承接方。国际

7、上习惯称甲方为“买方”，称乙方为“卖方”7/25/202115计算机控制技术10.1.2计算机控制系统设计步骤2、工程设计阶段组建项目研制小组系统总体方案设计方案论证与评审硬件和软件的细化设计硬件和软件的调试系统组装7/25/202116计算机控制技术10.1.2计算机控制系统设计步骤3、离线仿真和调试阶段组装后在实验室而不是工业现场进行的仿真和调试。离线仿真和调试后，还要进行考机运行7/25/202117计算机控制技术10.1.2计算机控制系统设计步骤4、在线调试和投运阶段所谓在线调试和运行就是将系统和生产过程联接在一起，进行现场调试和运行。不管上述离线

8、仿真和调试工作多么认真、仔细，现场调试和运行仍可能出现问题，因此必