自动化技术课件.ppt

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1、智能机电控制基础第四章第四章数字处理技术数字处理器是智能机电控制的核心环节。数字处理单元担负着几乎所有“智能”的任务。所以数字处理单元的性能也决定了整个智能系统的性能。对整个智能机电控制系统来说，选择合适的数字处理平台是合理完成智能任务的重要环节。本章介绍了目前主流的数字处理单元，包括有IPC、ARM处理器、PLC和DSP处理器、MSP430单片机、8051单片机等嵌入式平台。介绍了这些平台的功能特点、技术参数、选型注意事项和发展趋势等。第四章数字处理技术4.1工业控制计算机4.2PLC控制系统4.3ARM嵌入式控制器4.4DSP数字处理技术4.5MSP430单片机技术

2、4.6MS-51单片机技术4.7其他嵌入式平台4.1工业控制计算机工控机即工业控制计算机，但现在，更时髦的叫法是产业电脑或工业电脑，英文简称IPC，全称IndustrialPersonalComputer。工控机通俗的说就是专门为工业现场而设计的计算机。4.1工业控制计算机4.1.1工控机概述4.1.2工控机的特点4.1.3工控机的发展历程与趋势4.1.4工控机的配置举例4.1.1工控机概述工控机通俗的说就是专门为工业现场而设计的计算机，而工业现场一般具有强烈的震动，灰尘特别多，另有很高的电磁场力干扰等特点，且一般工厂均是连续作业即一年中一般没有休息。因此，工控机与普通

3、计算机相比，硬件上一般具有以下特征：1）机箱采用钢结构，有较高的防磁、防尘、防冲击的能力。2）机箱内有专用底板，底板上有PCI和ISA等总线插槽。3）机箱内有专门电源，电源有较强的抗干扰能力。4）要求具有连续长时间工作能力4.1.2工控机的特点1，具有较完善的过程通道，便于各种形式的信息变换,并完成检测数据输入和控制信息输出。2，要有比较完善的中断系统和高速数据通道，以使其能迅速响应生产过程发出的中断请求，并能与生产过程实时交换信息。3，具有高可靠性。4，具有人机联系功能，以便实现人机对话，及时地对生产过程进行必要的干预。5，具有能正确反映生产规律的数学模型。6

4、，具有适于控制用的软件系统。4.1.3工控机的发展历程与趋势回顾历史，中国工控机技术的发展经历了80年代的第一代STD总线工控机，90年代的第二代IPC工控机，现在进入了第三代CompactPCI总线工控机时期，而每个时期大约要持续15年左右的时间。STD总线工控机解决了当时工控机的有无问题；IPC工控机解决了低成本和PC兼容性问题；CompactPCI总线工控机解决的是可靠性和可维护性问题。作为新一代工控机技术，CompactPCI总线工控机将不可阻挡地占据生产过程的自动化层，IPC将逐渐由生产过程自动化层向管理信息化层移动，而STD总线工控机必将退出历史舞台，这是技

5、术发展的必然结果。同时，新一代工控机技术也是下一代网络（NGN）技术设备的基础。因此，覆盖CompactPCI总线、PXI总线以及AdvancedTCA技术的新一代工控机技术具有巨大的市场潜力和广阔的应用前景。1，概述：工业控制计算机是工业自动化设备和信息产业基础设备的核心。传统意义上，将用于工业生产过程的测量、控制和管理的计算机统称为工业控制计算机，包括计算机和过程输入、输出通道两部分。但今天的工业控制计算机的内涵已经远不止这些，其应用范围也已经远远超出工业过程控制。因此，工业控制计算机是“应用在国民经济发展和国防建设的各个领域、具有恶劣环境适应能力、能长期稳定工作的

6、加固计算机”，简称“工控机”。2，第一代工控机技术开创了低成本工业自动化技术的先河其标志性产品是STD总线工控机。STD总线最早是由美国Pro-Log公司和Mostek公司作为工业标准而制定的8位工业I/O总线，随后发展成16位总线，统称为STD80，后被国际标准化组织吸收，成为IEEE961标准。3，第二代工控机技术造就了一个PC-based系统时代1981年8月12日IBM公司正式推出了IBM PC机，震动了世界，也获得了极大成功。IPC在中国的发展大致可以分为三个阶段：第一阶段是从20世纪80年代末到90年代初，这时市场上主要是国外品牌的昂贵产品。第二阶段是从19

7、91年到1996，台湾生产的价位适中的IPC工控机开始大量进入大陆市场，这在很大程度上加速了IPC市场的发展，IPC的应用也从传统工业控制向数据通信、电信、电力等对可靠性要求较高的行业延伸。第三阶段是从1997年开始，大陆本土的IPC厂商开始进入该市场，促使IPC的价格不断降低，也使工控机的应用水平和应用行业发生极大变化，应用范围不断扩大，IPC也随之发展成了中国第二代主流工控机技术。目前，中国IPC工控机的大小品牌约有15个左右，主要有研华、凌华、研祥、深圳艾雷斯和华北工控等。90年代末期，ISA总线技术逐渐淘汰，PCI总线技术开始在I