计算机测控测控系统设计.pptx

设计原则 满足工艺要求（性能指标） 不低于生产工艺要求 设计成本与实现的可行性 可靠性高 规定条件和时间内完成规定功能 安全性、抗干扰、稳定 操作性能好 人机界面、操作方便 易维护：容易查找故障、有诊断、热插拔、误操作的兼容与限制 实时性强 对内部、外部事件的及时响应 通用性好 对不同设备、对象要求，便于扩充、修改 经济效益高 满足技术性能指标前提，降低成本；性价比高 提高产品质量与产量，减低能耗、污染，改善劳动条件 开发周期短 关键元部件或软件，尽量使用成熟技术 计算机测控测控系统设计全文共15页，当前为第1页。 设计与实施步骤 可行性研究 技术水平合理，经济效益明显（经济能力、投入与产出比较） 技术可行性：应用现状、对比案例、采用技术 效益分析： 分析因素：经济效益、管理要求、人员素质、运行成本 社会效益：针对大投资项目 形成：可行性分析报告 包括：可行性研究、初步设计/总体设计、详细设计、系统实施、系统测试/调试、系统运行 计算机测控测控系统设计全文共15页，当前为第2页。 总体方案/初步设计 决定系统的成本、性能、设计与开发周期 调研任务 调查确定系统规模：对象 测控范围（地理分布）：一台设备、工段、车间、企业 了解工艺流程/工作过程：图形文字描述 确定系统任务/目标 生产工艺对控制的基本要求/基本操作 控制目的：过程稳定/工艺优化 控制难点：大滞后、严重非线性、大随机干扰 测控对象： I/O数量和类型：测与控 被控参量关系、被控对象数学模型 形成：调研报告、初步方案 总体设计报告：设计任务说明、系统控制方案、系统组成的原理框图 计算机测控测控系统设计全文共15页，当前为第3页。 总体方案设计 总体设计技术报告 工艺流程描述 流程型：确定控制算法 带控制点的工艺控制流程图 功能描述：系统的总体功能效果 可分解，描述子系统功能 硬件软件功能的分配协调 特殊功能 特殊设备 结构描述 开环、闭环 控制方式：直接数字控制、计算机控制、集散控制、总线控制 如：分布控制 层次结构（主机、节点、设备） 结构图 控制结构形式： 上位机+IO板卡/一体化工作站 单层结构：上位机+总线（485/CAN）+IO模块 多层复合结构 控制算法 分别单回路：关系简单、关联不紧密（耦合度低） 多变量控制 简单控制：PID 复杂、干扰大 IO变量总体描述：表格 计算机测控测控系统设计全文共15页，当前为第4页。 硬件总体设计 系统结构与类型 数据采集系统（DAS）、直接数字控制系统（DDC）、计算机控制（SCC）、分散控制系统（DCS）、工业控制网络 构成方式 PLC、总线控制器、单片机、计算机 一般：总线式工控机优先，模块化、标准化、开放结构 小型：单片机优先，成本低 现场设备选择： 人机联系方式 机柜/机箱 抗干扰措施 计算机测控测控系统设计全文共15页，当前为第5页。 软件总体设计 软件平台：应用平台 操作系统、支持技术 软件结构：BS、CS 任务分解 数学模型、控制策略和控制算法 设计方法：结构化 软件结构框图，逐级细化 计算机测控测控系统设计全文共15页，当前为第6页。 系统总体方案报告 硬件+软件 内容： 系统主要功能、技术指标、原理性框图及文字说明 控制策略与算法 系统硬件结构与配置 主要软件平台、软件结构及功能、软件结构框图 方案比较与选择：电动、气动、液压等形式 抗干扰措施与可靠性设计 机柜/机箱结构 经费与进度计划的安排 对现场条件的要求 计算机测控测控系统设计全文共15页，当前为第7页。 详细设计 详尽的流程 设计具体化 用户/操作手册 硬件选择 传感器、变送器、执行器、I/O通道装置 测量：信号量程范围、精度、环境与安装要求 控制：方案比较 型号、厂家、参数、控制方式 电气原理图、元器件选型、电路板制作 系统的软件与硬件设计 大型系统：集成，选择成熟产品/部件，适应性修改 小型系统：自主开发 软件：工艺流程/工作过程图、程序流程图、模块化程序 开发平台确定 计算机测控测控系统设计全文共15页，当前为第8页。 其他环节 系统实施 元器件制作、购买、安装； 软件安装、子系统连接 系统测试/调试 元部件安装正确、特性检查测试 整机调试、修改 抗干扰能力 考机：连续不停机运行 系统运行 人员培训、操作规程 计算机测控测控系统设计全文共15页，当前为第9页。 抗干扰设计 干扰：有用信号之外的噪声，影响系统 干扰源： 内部电子电路：耦合感应、辐射感应、波反射、多点接地的电位差、发热 外部传入：电压波动、电动设备启停、高压设备肤色、通信电磁、电缆共模 环境：温湿度、雷电 干扰信号种类（性质） 随机干扰：突发性，无规律 周期干扰：交流电 计算机测控测控系统设计全文共15页，当前为第10页。 抗干扰设计 接地技术 安全接地：大地，金属外壳接地