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南京汇翔自动化系统工程有限公司


工业控制用计算机与特点
2018-2-3
来源:未知
点击数:  852        作者:未知
  • 工业控制用计算机的构成 : 

      用于工业控制的计算机称为工业控制计算机。简称控制机。它由计算机和过程输入输出( I/O)通过两大部分组成 

      计算机是由主机 、输入输出设备和外部磁盘机 、磁带机等组成 。在计算机外部又 增加一部分过程输入 /输出通道 ,用来完成工业生产过程的检测数据送入计算机进行处 理 ;另一方面将计算机要行使对生产过程控制的命令 、信息转换成工业控制对象的控制变量的信号 ,再送往工业控制对象的控制器去 。由控制器行使对生产设备运行控制 。 

      工业控制用计算机的特点:

      控制机与一般通用计算机相比较 ,有如下特点: 

    (一)具有较完善的过程通道 ,便于将各种形式的信息变换, 并完成检测数据输入 和控制信息输出。 

      输入生产过程检测信号有两大类:一类是电压或电流模拟信号:另一类是开关量或 数字脉冲量 。开关量 、脉冲量都属于数字信号。通常检测出的生产过程信号若是模拟量的话 ,已由一次检测信号经放大、变换后(二次仪表)变为电压0~10伏或变为电 0-10mA.这些模拟量必须经过模/数转换器(ADC:Analog-Digital Cnverter)转换成数字量, 才能被计算机所接受.

      同样输出控制量是数字信号,也得经过数/模转换器(DAC :Digital-Analog Cnverter),将数字信号转换成模拟信号0-10伏或(0-+5伏)或变为电流:0-10mA, 再送入到控制器去控制生产设备的运行。 

      通道中设置模/数转换器(ADC)和数/模转换器(DAC)完成模拟量转换成数字量和数字量转换成模拟量。 

      如果检测生产过程的状态信号是数字量时进入通道一般采用隔离(光电、变压器、开关)的数字量信号,只要藕合电位合适,就能被计算机接受。 

    (二)要有比较完善的中段系统和高速数据通道,以使其能迅速响应生产过程发出的中段请求,并能与生产过程实时交换信息。 

      对来自过程输入/输出通道的中段请求,分成中段优先级别(有的复杂系统分成0…3型,其中3型为过程通道中段,又把它分题0…7级),使来自生产过程的信息处理分轻重缓急,对那些现场保存时间短的信号,优先级别就高,以便先进行处理。如:炼钢过程中测钢水温度的信号,在请求输入(请求中段)后,两秒钟之内得将测温的热电偶信号取进,并转换成数字量送入计算机,这样急于处理的信号走高速通道。并把中段级别定高,使之在两秒之内能将信号取进计算机。又如由大型光电光谱仪测得钢的成分,每种成分(如Mn、P、S、C等)在向计算机送出时,请求计算机接受,限定计算机必须在此330ms之内取走,不然就送下一种成分了。这要求将光谱仪送计算机数据的中段级别定高,便于优先处理,免得在规定时间内没有取到该取到的数据。来自生产过程检测信号按着要求响应时间的长短来定出优先级别。又由完善的中段功能保证控制机能协调工作。 

    (三)具有高可靠性。 

      工业生产常常是连续(昼夜)生产,这就要求控制计算机具有高度可靠性。不能中途停机,不能发生故障。目前的计算机都能作到几千小时不出一次故障。就是出了故障由于检查故障程序比较完善也能在几分钟之内修复。 

      为了使控制机防止外界干扰除了供电系统采用隔离变压器以外,在生产过程与过程通道之间也采取隔离方法,使其计算机系统与外界的过程控制器和检查仪表之间没有公共地线。用如下三种方法: 

    (1)用继电器隔离。 

    (2)用变压器隔离。 

    (3)用光电管隔离。 

    (四) 具有人机联系功能,以便实现人机对话,及时地对生产过程进行必要的干预。生产过程常常会发生意外事故,或生产设备出现问题,控制失灵等,都需要人工停止计算机控制,或发现控制发生偏差,人工可修正控制。 

    (五) 具有能正确反映生产规律的数学模型,其数学模型只能近似反映出生产规律,其近似误差愈小,或者说近似程度愈接近,就愈容易实现生产过程******控制,达到增加产量提高产品质量、降低消耗、降低成本的目的。因此,实现计算机控制以后,要不断的改善、修正数学模型,提高数学模型近似程度是一项不可缺少的工作。 

    (六) 具有适于控制用的软件系统。包括操作系统的系统软件和应用软件,用以提高控制质量,如适用于生产在线控制的实时操作系统 ,各种过程输入/输出通道的中断处理程序,过程I/O数据传输过程出现错误的处理程序和实现过程控制应用程序。 

      应当指出,对于现场生产过程的各种生产设备必须具备: 

    1。具有能接受控制机(过程输入/输出通道)送来的控制信息,并对生产设备行使控制的控制器或称控制部件。如是直流电机,常采用可控硅控制器,解接受控制器送来的控制信号控制马达的起、停和快慢。有的是用常规控制仪表(PID仪表),由计算机给PID仪表设定或修正调正值,由PID仪表按给定的调正值行使控制。 

    2。 能有检测生产设备的运行状态的一次仪表(部件)或二次转换仪表部件。检测仪表输出信息能被控制机过程输入/输出通道所接受的模拟量和数字量。 

    3。 能有反映生产规律的数学模型。 

    这是实现计算机控制生产的三个前提条件,只有具备这三个条件才谈得上计算机自动控制生产过程。

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