计算机联锁控制系统技术基础-计算机控制技术ppt课件.ppt

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1、计算机联锁技术---计算机联锁控制系统技术基础计算机联锁控制系统技术基础车站运营及联锁技术基础计算机控制技术基础现场设备及其继电接口电路计算机及其控制技术基础一、计算机控制系统二、工业控制计算机三、数据通信技术四、总线接口技术五、工业网络技术六、现场总线技术一、计算机控制系统1.计算机控制系统可简化为如图所示的两大类：开环控制系统和闭环控制系统。计算机控制系统2.典型的计算机控制系统计算机控制是以数字控制理论为基础，通过传感器和执行器，由计算机对不同的被控对象或生产过程进行检测、变换、控制、和显示等，其典型结构如图所示。3.计算机控制系统

2、的分类-1计算机系统由硬件和软件两大部分组成，最简单的计算机控制系统可用单片机组成，复杂的可由可编程控制器、各类总线工业控制计算机等构成较高级的计算机控制系统。如：直接数字控制系统、监督控制系统、分散控制系统和现场总线控制系统等。3.计算机控制系统的分类-2(1)集中式数字控制系统采用单片机、可编程逻辑控制器（PLC）、顺序逻辑控制器（SLC,SequenceLogicalController）或微机作为控制器。优点：易于根据全局情况进行控制计算和判断，在控制方式、控制时间的选择上可以统一调度和安排。不足：对控制器本身要求很高，必须具有足

3、够的处理能力和极高的可靠性，当系统任务增加时，控制器的效率和可靠性将急剧下降。3.计算机控制系统的分类-3(2)集散控制系统八九十年代占主导地位。其核心思想是集中管理、分散控制，即管理与控制相分离，上位机完成集中监视管理功能，若干台下位机分散到现场实现分布式控制，上下位机之间通过控制网络互连以实现相互间的信息传递。分布式控制思想的实现正是得益于网络技术的发展和应用。图--集散控制系统3.计算机控制系统的分类-4(3)分级控制系统现代微机、通信技术和CRT显示技术的进展生产管理和指挥调度功能分级控制系统是工程大系统，它要解决的不是局部最优

4、化问题，而是一个工厂、一个公司乃至一个区域的总目标或总任务的最优化问题，即综合自动化问题。计算机联锁系统典型的控制系统在一个规模较大的联锁系统中，常常会有几十个、几百个甚至更多的测量和控制对象，即使速度很高的系统也难以满足要求，因此必须将任务分给多个计算机系统并行工作，不同地理位置和不同功能的计算机之间相互交换信息，从而有效地将控制与管理调度相结合，达到行车安全的目的和要求。下面将对分别对计算机控制中的关键技术如：工业控制机、数字通信技术、总线接口技术、工业网络技术、现场总线技术等进行简要地介绍。二、工业控制计算机--11.什么是工业控制

5、计算机计算机用于工业控制一般称其为工控机。2.分类工控机的分类是比较复杂的，若按其构成特点，一般可分为：智能仪表、单片机系统、可编程控制器、各类总线工业控制计算机、分散控制系统和现场总线控制系统等；若按计算机的嵌入式应用和非嵌入式应用将其分为嵌入式计算机和通用计算机。二、工业控制计算机--23、组成(1)主机中央处理器（CPU）和内存储器（RAM,ROM）构成的主机是计算机系统的核心。(2)内部总线和外部总线内部总线是工业控制计算机内部各组成部分进行信息传送的公共通道；外部总线是工业控制计算机与其它计算机和智能设备进行信息传送的公共通道。

6、3、组成--2(3)人－机接口人－机接口是一种标准结构，即由标准的PC键盘、显示器和打印机等组成。(4)系统支持功能①监控定时器②电源掉电检测③保护重要数据的后备存储器④实时日历时钟3、组成--3(5)磁盘系统磁盘系统可以用半导体虚拟磁盘，也可以配通用的软盘、硬盘和光盘等。(6)输入输出通道输入输出通道是设置在工业控制机和生产过程之间的传递和变换信息的连接通道。它包括模拟量输入(AI)通道、模拟量输出(AO)通道、数字量(或开关量)输入(DI)通道、数字量(或开关量)输出(DO)通道。它有两个作用，其—是将生产过程中的信息变换成主机能够接

7、受和识别的代码；其二是将主机输出的控制命令和数据，经变换后作为执行机构或电气开关的控制信号。工控机外部形状与结构主机板底板嵌入式计算机PC机主板PC机主板工业控制计算机的发展方向工业控制计算机采用模块化结构，按其不同的功能分成不同的功能模块，通过总线连接成计算机系统。最近几年，模块化结构的工业控制计算机有被功能强大的单板计算机系统（SBC—SingleBoardComputer，包括了计算机绝大部分功能模块的系统板）和“芯片PC”所代替，且已产品化、系列化。二、工业控制计算机--34、软件系统(1)系统软件VxWorks等实时多任务操作系

8、统，嵌入式实时多任务操作系统VRTX/OS，MS-DOS和Windows等系统软件，(2)支持软件支持软件包括汇编语言、高级语言、编译程序、编辑程序、调试程序、诊断程序等(3)应用软件三、数据