計算機(jī)控制技術(shù)ppt課件.ppt

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1、沈陽建筑大學(xué)信息與控制工程學(xué)院馬斌、郭彤穎計算機(jī)控制技術(shù)第8章計算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計實例8.1計算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計概述8.2微型機(jī)在煤氣表機(jī)心負(fù)壓試漏中的應(yīng)用8.3微型機(jī)在閥門定位器中的應(yīng)用8.4IC卡智能煤氣表的設(shè)計8.5微型機(jī)實現(xiàn)電加熱鍋爐系統(tǒng)的自動控制8.6單片機(jī)與微機(jī)RS-485通信8.7微機(jī)控制的公共汽車自動報站系統(tǒng)8.8溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計8.1計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計概述系統(tǒng)設(shè)計的步驟計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計分為開發(fā)設(shè)計和應(yīng)用設(shè)計。開發(fā)設(shè)計的任務(wù)是生產(chǎn)出滿足用戶所需的硬件和軟件。首先要進(jìn)行充分地市場調(diào)查，了解用戶的需求；然后進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，落實具體的技術(shù)指標(biāo)；最后進(jìn)行制造調(diào)試，檢驗合格，市場銷

2、售。開發(fā)設(shè)計應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)化、模板化、模塊化和系列化的原則。開發(fā)設(shè)計應(yīng)用設(shè)計應(yīng)用設(shè)計的任務(wù)是選擇和開發(fā)滿足控制對象所需的硬件和軟件，設(shè)計控制方案，并根據(jù)系統(tǒng)性能指標(biāo)要求設(shè)計系統(tǒng)硬件和軟件，以實現(xiàn)系統(tǒng)功能。應(yīng)用設(shè)計或工程設(shè)計按順序可分為5個階段。可行性研究系統(tǒng)總體方案設(shè)計硬件和軟件的細(xì)化設(shè)計系統(tǒng)調(diào)試現(xiàn)場安裝、投運(yùn)圖8－1控制系統(tǒng)設(shè)計示意圖8.1.1計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計原則1．滿足工藝要求2．可靠性要高3．操作性能要好4．實時性要強(qiáng)5．通用性要好6．經(jīng)濟(jì)效益要高7．開發(fā)周期要短8.1.2計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計與實施步驟1．可行性研究階段2．初步設(shè)計階段3．詳細(xì)設(shè)計階段4．系統(tǒng)實施階段5．系統(tǒng)的調(diào)試（

3、測試）階段6．系統(tǒng)運(yùn)行階段8.1.3計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計方法1．規(guī)范化設(shè)計首先，規(guī)范化設(shè)計要實現(xiàn)設(shè)計文件的規(guī)范化。其次，規(guī)范化設(shè)計要體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計開發(fā)過程是保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品開發(fā)效率的重要手段。2．結(jié)構(gòu)化設(shè)計1）硬件結(jié)構(gòu)化設(shè)計硬件結(jié)構(gòu)化是電氣部件和集成電路規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)果。它是開放式系統(tǒng)設(shè)計的產(chǎn)物。工業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)的發(fā)展加速了硬件結(jié)構(gòu)化的形成，各種功能卡或模塊的面市，為使用者提供了豐富的可選資源。因此，硬件結(jié)構(gòu)化模式已被普遍采用。2）軟件的結(jié)構(gòu)化設(shè)計為了保證軟件開發(fā)的質(zhì)量，應(yīng)該采取工程化設(shè)計方法。它借鑒于硬件結(jié)構(gòu)化設(shè)計的思想，將軟件設(shè)計改為分階段的工程化設(shè)計，并將軟

4、件體系同時劃分為一個個獨立的功能模塊。每個模塊間相互獨立而又互有聯(lián)系。所謂模塊獨立化是指每個功能模塊具有相應(yīng)獨立的功能，若干個功能模塊組合成功能更全的模塊。各模塊間通過一定的接口參數(shù)的傳遞實現(xiàn)互連，組合成一個應(yīng)用系統(tǒng)。8.1.4計算機(jī)控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計確定計算機(jī)控制系統(tǒng)總體方案是進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵而重要的一步?？傮w方案的好壞，直接影響到整個控制系統(tǒng)的成本、性能、實施細(xì)則和開發(fā)周期等?？傮w方案的設(shè)計主要是根據(jù)被控對象的工藝要求確定。為了設(shè)計出一個切實可行的總體方案與實施方案，設(shè)計者必須深入了解生產(chǎn)過程，分析工藝流程及工作環(huán)境，熟悉工藝要求，確定系統(tǒng)的控制目標(biāo)與任務(wù)。盡管被控對象多種多樣，

5、工藝要求各不相同，在總體方案設(shè)計中還是有一定共性。1．工藝調(diào)研1）調(diào)研的任務(wù)2）形成調(diào)研報告和初步方案3）形成總體設(shè)計技術(shù)報告2．硬件總體方案設(shè)計1）確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和類型2）確定系統(tǒng)的構(gòu)成方式3）現(xiàn)場設(shè)備選擇4）其他方面的考慮3．軟件總體方案設(shè)計軟件總體方案設(shè)計的內(nèi)容主要是確定軟件平臺、軟件結(jié)構(gòu)，任務(wù)分解，建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、控制策略和控制算法等。在軟件設(shè)計也應(yīng)采用結(jié)構(gòu)化、模塊化、通用化的設(shè)計方法，自上而下或自下而上地畫出軟件結(jié)構(gòu)方框圖，逐級細(xì)化，直到能清楚地表達(dá)出控制系統(tǒng)所要解決的問題為止。在確定系統(tǒng)總體方案時，對系統(tǒng)的軟件、硬件功能的劃分要做統(tǒng)一的綜合考慮，因為一些控制功能既能由硬件實

6、現(xiàn)，也可用軟件實現(xiàn)，如計數(shù)、邏輯控制等。采用何種方式比較合適，應(yīng)根據(jù)實時性要求及整個系統(tǒng)的性能價格比綜合比較后確定。4．系統(tǒng)總體方案系統(tǒng)總體方案是硬件總體方案和軟件總體方案的組合體。系統(tǒng)的總體方案反映了整個系統(tǒng)的綜合情況，要從正確性、可行性、先進(jìn)性、可用性和經(jīng)濟(jì)性等角度來評價系統(tǒng)的總體方案。作為總體方案的一部分，設(shè)計者還應(yīng)提供對各子系統(tǒng)功能檢測的一些測試依據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)。對于較大的系統(tǒng)，還要編制專門的測試規(guī)范。8.2.1煤氣表機(jī)心負(fù)壓試漏原理首先，把煤氣表出氣口密封住，然后打開控制負(fù)壓的電磁閥，這時高速流動的壓縮空氣，經(jīng)負(fù)壓閥產(chǎn)生負(fù)壓，把表內(nèi)的氣體往外抽，表內(nèi)形成負(fù)壓，同時斜管壓力計液面往上升，

7、當(dāng)抽到設(shè)定值時（煤氣表工藝要求斜管壓力計顯示270Pa），即光電管所在的位置時，關(guān)閉電磁閥，這時斜管壓力計的液面要繼續(xù)往上升，停在一個確定的位置。如果在規(guī)定的時間內(nèi)（一般工藝要求６s），斜管壓力計的液面不回落到光電管所在的位置，則表的密封性好，不漏；相反，表的密封性不好，漏。8.2.2系統(tǒng)的構(gòu)成本系統(tǒng)由密封汽缸、定位汽缸、換向汽缸、負(fù)壓閥、光電檢測裝置、斜管壓力計，以及由8031為CPU的控制器構(gòu)成。煤氣表機(jī)心由二個囊殼