第6章电类毕业设计ppt课件.ppt

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1、第6章微机控制系统设计指导6.1微机控制系统设计综述6.2设计实例：由单片机组成的仿三菱可编程控制器6.3设计选题：皮带配料秤单片机控制系统6.1微机控制系统设计综述6.1.1微机控制系统的设计方法对微机控制系统进行设计，应具有以下几方面的知识和能力：(1)一定的硬件基础知识，包括微机系统、I/O接口、存储器、操作控制台上的相关部件、传感器及通信等知识。(2)一定的软件设计能力，这包括对相关的编程语言的了解，并且根据系统的要求设计出相应的程序，如过程通道处理程序、各类算法程序、数据处理程序、通信程序及输出处理程序等；并能根据系统的实时性，将其灵活地组织、优化，使

2、系统处于最佳工作状态。(3)综合运用所学知识的能力，善于把一个复杂的设计系统进行合理的划分，通过几个相互独立的组成部分来实现，并能恰当地运用软件和硬件的折衷。(4)作为一个控制系统的设计者，必须对被控对象有所了解，它不要求对其工艺有专业的知识，但应知道工艺性能、被测参数的测试方法、被控制对象的动态、静态特性及能否提供合适的数学模型供系统处理。微机控制系统的设计主要包括以下几个方面：(1)控制系统总体方案的确定。(2)检测手段及传感器的选择。(3)数学模型及控制算法的选择。(4)微机系统的选择。(5)软、硬件设计：硬件方面是购置成品插件还是自行开发，软件方面的监控

3、程序、管理程序及应用程序如何完成。软、硬件设计是相辅相成的，二者必须综合考虑。(6)系统的模拟调试及试验条件。6.1.2控制系统总体方案的确定1．确定控制系统方案首先要明确微机在系统中的作用，若微机在系统中仅仅是对现场信息进行数据采集和处理，而不直接参与控制，则可降低对微机的要求。如果系统要实现闭环控制，此时还应进一步确定整个系统是采用直接数字控制，还是采用上、下两级的监控控制，或者采用更高级的分布式控制、集散型控制及现场总线控制。集散型控制和现场总线控制是20世纪90年代以来迅猛发展起来的新型工业控制技术，由于它们的诸多优点，目前已成为工程工业控制的主流，也标

4、志着工业自动化领域发生了划时代的进步。集散型控制系统(DCS，DistributedControlSystem)是以微型计算机为基础，将分散控制装置、通信设备、集中操作与信息综合管理结合在一起的新型工业控制系统。分散控制装置一般由各类多回路控制器、批量控制器以及数据采集装置等组成，它们是DCS与生产过程的接口。集中操作和管理部分主要由系统操作站、各种管理单元和管理计算机组成。系统操作站是系统的人机接口，是系统与操作管理人员之间关联的接口。通信系统是DCS各单元(或称工作站)的内联网络，它决定着整个系统的形态与机制。在集散型控制系统中管理与控制相分离，上位机用于集

5、中监视和管理，多台下位机下放分散到现场实现分布式控制功能，上、下位机之间以网络互联实现相互之间的信息传递，克服了集中控制系统对控制器的处理能力和可靠性要求高的缺点。但DCS的控制通信网络采用专用的封闭形式，不同厂家的DCS系统之间以及DCS与上层的Intranet、Internet之间难以实现网络互联和信息共享，且价格昂贵，因此DCS实质上是一种专用封闭的、不能互联的分布式控制系统。著名的集散控制系统产品有日本横河公司的YEWPACKMARK-Ⅱ型系统，HoneyWell公司的SPX系统，L&N公司的MICROMAX系统，欧陆公司的NETWORK6000系统等。

6、国产的DCS厂家有和利时、浙大中控、浙江维盛等。图6-1集散控制系统结构组成图现场总线技术是先进的电子技术、仪表技术、计算机技术和网络技术的集成体。现场总线是生产过程智能化现场测控设备与控制站或更高管理控制层网络之间的一种开放、全数字化、双向、多站通信的公共网络通道。现场总线控制系统(FCS，FiledbusControlSystem)则是基于现场总线技术，将控制功能完全下放到底层网络控制节点，实现对现场仪表和设备的控制操作，各控制节点按公开、规范的通信协议经现场总线连成网络控制系统，以实现现场设备之间、现场设备与外界之间的信息交换，并能够进行统一操作、管理的控

7、制系统。现场总线控制系统采用具有数字通信能力的仪表作为现场设备，用一对双绞线连接多个现场设备，形成总线式的分布式结构，改变了模拟系统中设备一对一的连接方式，简化了系统的结构。由于现场智能仪表集检测、转换、计算、控制、通信等功能于一体，因此，传统系统的输入/输出功能和控制站的功能可分散在各现场智能设备上。现场总线控制系统中，作为智能节点的智能仪表，具备独立的测量、校正、调节、诊断等多种功能，由网络协议统筹工作，任何节点的故障都只影响该节点自身，不会危及全局，从而提高了系统的可靠性。现场总线控制系统与传统控制系统的结构如图6-2所示。图6-2现场总线控制系统与传统控

8、制系统结构比较2．选择检