计算机控制系统的设计与实施(1)优秀文档.ppt

计算机控制系统的设计与实施是将计算机技术应用于工业控制领域的一个关键环节。这一过程涉及到多个方面的技术和理论，旨在构建一个高效、可靠、易维护的自动化系统。本章主要探讨了设计计算机控制系统的基本原则和步骤。 计算机控制系统的设计原则是确保系统的优良操作性能。这包括创建友好的人机界面，使得操作简便且易于维护。为了提高系统的鲁棒性，设计时需考虑故障排查和快速修复。硬件方面，推荐采用标准的功能模板结构，以便快速定位和更换故障部件，同时配备状态指示灯和监控点，便于技术人员进行检查和维修。软件层面上，应包含检测和诊断程序，帮助定位故障源，必要时设计容错程序以保证系统在故障发生时仍能安全运行。 通用性和可扩展性是设计中的重要考量。系统应采用标准化设计，采用模块化结构，允许在未来设备更新时进行无缝对接。例如，使用通用的系统总线结构，选择标准的接口集成电路，以及利用软件实现部分硬件功能。此外，为系统的各个设计指标预留一定的余量，以备扩展之需。 再者，系统的可靠性至关重要。这需要选择高质量的工业级计算机硬件，以应对恶劣环境下的长期稳定运行。同时，设计中要包含各种安全机制，如异常报警、故障诊断、安全联锁等，甚至采用双机备份或多微机集散控制策略，以提高系统的可用性和冗余性。 计算机控制系统的设计步骤通常包括以下环节： 1. 分析被控对象的动态和静态特性，建立其数学模型，这是理解系统行为的基础。 2. 确定系统的目标函数，这可能涉及技术经济指标，比如成本、效率或精度，然后寻找符合这些目标的控制策略。 3. 选择合适的计算方法和程序设计语言，这影响到控制算法的实现和效率。 4. 进行软硬件界面的划分，明确各自的职责，并对硬件提出具体要求，如硬件接口设计和选型。 5. 细化硬件和软件设计，进行调试，确保每个部分都能独立工作。 6. 将所有组件集成到一个完整的系统中，进行整体调试和现场运行，解决可能出现的问题。 设计和实施计算机控制系统是一个复杂的工程，需要综合运用控制理论、计算机科学、通信技术等多个领域的知识，以实现高效、安全的自动化生产环境。通过遵循上述原则和步骤，可以优化设计过程，提升计算机控制系统的整体性能和可靠性。