计算机控制系统第10章-计算机控制系统设计原则与步骤.ppt

计算机控制系统设计是一个复杂而关键的过程，它涉及到多个层面和步骤，确保系统能够在工业环境中安全、稳定、高效地运行。设计原则主要包括以下几个核心要点： 1. 安全可靠：这是计算机控制系统设计的首要原则。选用高性能的工业级计算机，保证设备在恶劣环境下能够稳定工作。设计时需考虑异常报警、事故预测、故障诊断与处理、安全联锁和不间断电源等功能，以提高系统的安全性和可靠性。同时，通过硬件屏蔽、隔离、滤波和接地，以及软件数字滤波、软件陷阱和看门狗技术等手段增强抗干扰能力。 2. 操作、维护与维修方便：控制系统应具备直观的操作界面，便于用户学习和使用，同时需要简化故障排查和修复过程。 3. 实时性强：实时性对于计算机控制系统至关重要，系统必须能够及时响应内外部事件并迅速做出处理，保证生产过程的连续性和稳定性。 4. 通用性好：采用模块化设计，使得系统在稍作调整后就能适应不同的应用需求，增加系统的灵活性和扩展性。 5. 经济性高：在设计时不仅要考虑系统的性能价格比，还要综合考虑其在提高产品质量、节约能源、减少污染、改善工作环境等方面带来的经济效益和社会效益。 设计步骤通常分为以下几个阶段： 1. 工程项目与控制任务的确定：由甲方提出任务委托书，明确技术指标、经费、进度和合作方式，经过双方确认后，乙方进行初步的系统总体方案设计和可行性论证，最后签订合同。 2. 工程项目设计：组建项目团队，进行系统总体方案设计，包括硬件和软件细化设计，然后制作调试和系统组装。 3. 离线仿真和调试：在实验室环境中进行系统测试，以暴露潜在问题，并进行修正。 4. 在线调试和运行：将系统接入实际生产过程，进行现场调试和运行，确保系统在实际操作中的稳定性和效率。 在工程设计与实现过程中，硬件设计包括系统构成方式、设备选型、人机接口、控制机箱结构和抗干扰措施等。软件设计则涉及软件平台选择、任务分解、控制策略与算法实现。总体方案文档应详尽记录各项内容，包括系统功能、技术指标、硬件配置、软件结构、抗干扰措施、资源分配和进度计划等。 硬件选型包括输入输出通道（如DI/DO、AI/AO模板）、变送器、执行机构和其他现场设备。软件设计则需要规划程序结构，分配资源，特别是RAM资源，并进行实时控制软件的开发，确保软件能够有效响应实时控制需求。 设计一个计算机控制系统是一个严谨且系统化的过程，需要结合设计原则和步骤，兼顾安全、性能、成本和实用性等多个因素，以确保最终构建出满足实际需求的高效控制解决方案。