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    南京匯翔自動化系統工程有限公司


    工業控制用計算機與特點
    2018-2-3
    來源:未知
    點擊數:  2414        作者:未知
    • 工業控制用計算機的構成 : 

        用于工業控制的計算機稱為工業控制計算機。簡稱控制機。它由計算機和過程輸入輸出( I/O)通過兩大部分組成 

        計算機是由主機 、輸入輸出設備和外部磁盤機 、磁帶機等組成 。在計算機外部又 增加一部分過程輸入 /輸出通道 ,用來完成工業生產過程的檢測數據送入計算機進行處 理 ;另一方面將計算機要行使對生產過程控制的命令 、信息轉換成工業控制對象的控制變量的信號 ,再送往工業控制對象的控制器去 。由控制器行使對生產設備運行控制 。 

        工業控制用計算機的特點:

        控制機與一般通用計算機相比較 ,有如下特點: 

      (一)具有較完善的過程通道 ,便于將各種形式的信息變換, 并完成檢測數據輸入 和控制信息輸出。 

        輸入生產過程檢測信號有兩大類:一類是電壓或電流模擬信號:另一類是開關量或 數字脈沖量 。開關量 、脈沖量都屬于數字信號。通常檢測出的生產過程信號若是模擬量的話 ,已由一次檢測信號經放大、變換后(二次儀表)變為電壓0~10伏或變為電 0-10mA.這些模擬量必須經過模/數轉換器(ADC:Analog-Digital Cnverter)轉換成數字量, 才能被計算機所接受.

        同樣輸出控制量是數字信號,也得經過數/模轉換器(DAC :Digital-Analog Cnverter),將數字信號轉換成模擬信號0-10伏或(0-+5伏)或變為電流:0-10mA, 再送入到控制器去控制生產設備的運行。 

        通道中設置模/數轉換器(ADC)和數/模轉換器(DAC)完成模擬量轉換成數字量和數字量轉換成模擬量。 

        如果檢測生產過程的狀態信號是數字量時進入通道一般采用隔離(光電、變壓器、開關)的數字量信號,只要藕合電位合適,就能被計算機接受。 

      (二)要有比較完善的中段系統和高速數據通道,以使其能迅速響應生產過程發出的中段請求,并能與生產過程實時交換信息。 

        對來自過程輸入/輸出通道的中段請求,分成中段優先級別(有的復雜系統分成0…3型,其中3型為過程通道中段,又把它分題0…7級),使來自生產過程的信息處理分輕重緩急,對那些現場保存時間短的信號,優先級別就高,以便先進行處理。如:煉鋼過程中測鋼水溫度的信號,在請求輸入(請求中段)后,兩秒鐘之內得將測溫的熱電偶信號取進,并轉換成數字量送入計算機,這樣急于處理的信號走高速通道。并把中段級別定高,使之在兩秒之內能將信號取進計算機。又如由大型光電光譜儀測得鋼的成分,每種成分(如Mn、P、S、C等)在向計算機送出時,請求計算機接受,限定計算機必須在此330ms之內取走,不然就送下一種成分了。這要求將光譜儀送計算機數據的中段級別定高,便于優先處理,免得在規定時間內沒有取到該取到的數據。來自生產過程檢測信號按著要求響應時間的長短來定出優先級別。又由完善的中段功能保證控制機能協調工作。 

      (三)具有高可靠性。 

        工業生產常常是連續(晝夜)生產,這就要求控制計算機具有高度可靠性。不能中途停機,不能發生故障。目前的計算機都能作到幾千小時不出一次故障。就是出了故障由于檢查故障程序比較完善也能在幾分鐘之內修復。 

        為了使控制機防止外界干擾除了供電系統采用隔離變壓器以外,在生產過程與過程通道之間也采取隔離方法,使其計算機系統與外界的過程控制器和檢查儀表之間沒有公共地線。用如下三種方法: 

      (1)用繼電器隔離。 

      (2)用變壓器隔離。 

      (3)用光電管隔離。 

      (四) 具有人機聯系功能,以便實現人機對話,及時地對生產過程進行必要的干預。生產過程常常會發生意外事故,或生產設備出現問題,控制失靈等,都需要人工停止計算機控制,或發現控制發生偏差,人工可修正控制。 

      (五) 具有能正確反映生產規律的數學模型,其數學模型只能近似反映出生產規律,其近似誤差愈小,或者說近似程度愈接近,就愈容易實現生產過程最佳控制,達到增加產量提高產品質量、降低消耗、降低成本的目的。因此,實現計算機控制以后,要不斷的改善、修正數學模型,提高數學模型近似程度是一項不可缺少的工作。 

      (六) 具有適于控制用的軟件系統。包括操作系統的系統軟件和應用軟件,用以提高控制質量,如適用于生產在線控制的實時操作系統 ,各種過程輸入/輸出通道的中斷處理程序,過程I/O數據傳輸過程出現錯誤的處理程序和實現過程控制應用程序。 

        應當指出,對于現場生產過程的各種生產設備必須具備: 

      1。具有能接受控制機(過程輸入/輸出通道)送來的控制信息,并對生產設備行使控制的控制器或稱控制部件。如是直流電機,常采用可控硅控制器,解接受控制器送來的控制信號控制馬達的起、停和快慢。有的是用常規控制儀表(PID儀表),由計算機給PID儀表設定或修正調正值,由PID儀表按給定的調正值行使控制。 

      2。 能有檢測生產設備的運行狀態的一次儀表(部件)或二次轉換儀表部件。檢測儀表輸出信息能被控制機過程輸入/輸出通道所接受的模擬量和數字量。 

      3。 能有反映生產規律的數學模型。 

      這是實現計算機控制生產的三個前提條件,只有具備這三個條件才談得上計算機自動控制生產過程。

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