計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展
2024/11/15 8:03:05點(diǎn)擊:
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與控制理論為基礎(chǔ),在“施控”和“被控”之中“控制策略”是內(nèi)核。計(jì)算機(jī)控制的領(lǐng)域非常廣泛,被控對(duì)象可以從小到大,從簡單到復(fù)雜。計(jì)算機(jī)可以控制單個(gè)電機(jī)或閥門,也可控制和管理一個(gè)車間,整個(gè)工廠以至整個(gè)企業(yè)。計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)的發(fā)展,也從數(shù)字發(fā)展到文字,從黑白到彩色,從無聲到有聲,從本地到遠(yuǎn)方。有關(guān)專家預(yù)測,計(jì)算機(jī)將向微型化、巨型化、網(wǎng)絡(luò)化、多媒體以及智能方向發(fā)展,工業(yè)控制也從“*底層測控”發(fā)展到集“管控一體化”的CIMS工程發(fā)展。
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的根本是實(shí)現(xiàn)開、閉環(huán)控制:以實(shí)現(xiàn)程序順序控制、PID控制、有限拍控制、復(fù)雜規(guī)律的控制、智能控制。所構(gòu)成的系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、直接數(shù)字控制、監(jiān)督控制、分級(jí)控制、集散控制、現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。工控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由80年代初,從單板機(jī)、單片機(jī)到現(xiàn)在的IPC、PCI、嵌入式系統(tǒng)、現(xiàn)場總線系統(tǒng)。目前工控系統(tǒng)機(jī)特別受到關(guān)注的問題集中在如下幾方面:
。1)IPC因PC機(jī)硬、軟件資源豐富、產(chǎn)量大、價(jià)格低、質(zhì)量高,為廣大技術(shù)人員所熟悉和認(rèn)可。目前,PC機(jī)占通用計(jì)算機(jī)95以上。這是工業(yè)PC熱的基礎(chǔ)。IPC是在機(jī)箱中插入各種高性能的CPU卡、RAM、ROM/Flash電子盤,各類外設(shè)卡及工業(yè)I/O卡,便構(gòu)成了一個(gè)工業(yè)控制過程控制IPC硬件系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)上采用個(gè)人電腦顯示器與觸模屏;除適合卡板豎插的機(jī)箱結(jié)構(gòu),還普遍推出前后插的機(jī)箱結(jié)構(gòu);適用于中小系統(tǒng)的一體化結(jié)構(gòu)。
。2)嵌入式PC,即嵌入式計(jì)算機(jī):“嵌入”到設(shè)備內(nèi)部,提供用戶接口,管理數(shù)據(jù)輸入、輸出,指導(dǎo)設(shè)備工作的計(jì)算機(jī)。目前,在嵌入式設(shè)計(jì)中使用*多的還是80386和80486。這種CPU性能價(jià)格比高,有Intel、IBM、Cyrixs、AMD和TI等著名CPU制造商支持;有豐富的軟件支撐。嵌入式PC能在惡劣環(huán)境下長期可靠工作。它是對(duì)以往單片機(jī)系統(tǒng)以及IPC工控系統(tǒng)機(jī)的替代、拓展和完善。同時(shí)它的應(yīng)用思想可擴(kuò)展延伸出象MIC2000)、PC/104系統(tǒng)以及嵌入WinCE系統(tǒng)等。
。3)內(nèi)部總線PCI:PCI隨著CPU性能的不斷提高,總線結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段。局部總線有兩種標(biāo)準(zhǔn):VESA和PCI這兩個(gè)總線的數(shù)據(jù)寬度均為32位,并可擴(kuò)展到64位,數(shù)據(jù)傳輸率132MB~264MB/S,但VL總線受CPU時(shí)鐘頻率的限制,只為Intel486芯片所專用,而PCI總線是一個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的高性能總線,F(xiàn)PCI不僅用于PC機(jī),還向通訊等很廣泛領(lǐng)域擴(kuò)展。
(4)外部總線:現(xiàn)場總線,F(xiàn)場總線是連接設(shè)置在工業(yè)過程現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備的數(shù)字化、雙向、多向通信網(wǎng)絡(luò)。它具有消除4~20mA信號(hào)傳輸瓶頸現(xiàn)象等很多優(yōu)點(diǎn),意義深遠(yuǎn),因此受到國際上自動(dòng)控制、儀表產(chǎn)業(yè)、計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)界的高度重視,有良好的發(fā)展前景。目前,較為流行的現(xiàn)場總線有FF、PROFIBUS、CAN、Lonworks、HART。此外,外部總線一種簡單形式“遠(yuǎn)端模塊總線采集系統(tǒng)”也被普遍采用。
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