计算机控制技术.doc
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计算机控制技术是现代工业自动化领域中的核心技术之一,它涉及到计算机硬件、软件以及与外部设备的交互。本文档主要探讨了计算机控制系统的组成、发展趋势、工业控制计算机的特点,以及IO接口和过程通道的相关知识。 首先,计算机控制系统的核心在于其实时性、离线方式和在线方式的区分。实时性是指系统对输入信号进行处理并给出响应的时间要求,必须在规定的时间范围内完成,以确保控制的精确性。离线方式和在线方式则分别代表了计算机是否直接参与生产过程的控制。离线方式中,计算机不直接与生产过程相连,而在线方式则实现了计算机与生产过程的实时互动。 系统通常由硬件和软件两大部分构成。硬件包括主机、IO接口、通用外部设备、检测元件、执行机构以及操作台。软件方面则涉及系统软件(如操作系统、驱动程序)和应用软件(如控制算法、人机界面)。随着技术的发展,计算机控制技术呈现出综合自动化、网络化、智能化、虚拟化和绿色低碳化的趋势,如CIMS(计算机集成制造系统)和CIPS(计算机集成生产系统)的应用。 工业控制计算机,相较于普通PC,具有更坚固的机箱设计、防尘措施、工业级电源,以及无源母板和一体化主板等特性,以适应恶劣的工作环境。诺伊曼构造和哈佛构造是两种不同的计算机设计架构,前者将数据和指令存储在同一内存中,而后者则将其分开,以提高处理速度和效率。 IO接口和过程通道是计算机与外部设备通信的关键。接口技术研究了如何有效地进行信息交换,而过程通道则负责在计算机和生产过程之间建立信息传输的桥梁。例如,模拟输入通道号调理包括量程变换和I/U变换,这些步骤的目的是将现场的模拟信号转化为计算机可处理的数字信号。8255A、AD574、LF398、CD4051等芯片可用于构建8路模拟量采集系统,通过编写特定的51单片机程序,实现数据的采集和转换。 采样保持器在模拟量输入通道中扮演着重要角色,它确保在A/D转换过程中信号的稳定性,提高转换精度。并非所有通道都需要采样保持器,但当面临多个信号同时采样、处理和测量的需求时,采样保持器就显得尤为必要,同时也能够减少D/A转换器输出的毛刺,提高系统整体性能。 综上所述,计算机控制技术涵盖了从系统设计、硬件选择到软件编程的广泛内容,其核心目标是实现高效、精准的自动化控制。随着科技的进步,这一领域的创新将持续推动工业生产效率的提升和可持续发展。
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