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计算机控制系统的发展

2024/11/15 8:03:05点击:

  计算机控制系统是以计算机控制技术与控制理论为基础,在“施控”和“被控”之中“控制策略”是内核。计算机控制的领域非常广泛,被控对象可以从小到大,从简单到复杂。计算机可以控制单个电机或阀门,也可控制和管理一个车间,整个工厂以至整个企业。计算机信息处理技术的发展,也从数字发展到文字,从黑白到彩色,从无声到有声,从本地到远方。有关专家预测,计算机将向微型化、巨型化、网络化、多媒体以及智能方向发展,工业控制也从“*底层测控”发展到集“管控一体化”的CIMS工程发展。
  计算机控制系统的根本是实现开、闭环控制:以实现程序顺序控制、PID控制、有限拍控制、复杂规律的控制、智能控制。所构成的系统包括:数据处理系统、直接数字控制、监督控制、分级控制、集散控制、现场总线网络控制系统。工控计算机系统由80年代初,从单板机、单片机到现在的IPC、PCI、嵌入式系统、现场总线系统。目前工控系统机特别受到关注的问题集中在如下几方面:
  (1)IPC因PC机硬、软件资源丰富、产量大、价格低、质量高,为广大技术人员所熟悉和认可。目前,PC机占通用计算机95以上。这是工业PC热的基础。IPC是在机箱中插入各种高性能的CPU卡、RAM、ROM/Flash电子盘,各类外设卡及工业I/O卡,便构成了一个工业控制过程控制IPC硬件系统。结构上采用个人电脑显示器与触模屏;除适合卡板竖插的机箱结构,还普遍推出前后插的机箱结构;适用于中小系统的一体化结构。
  (2)嵌入式PC,即嵌入式计算机:“嵌入”到设备内部,提供用户接口,管理数据输入、输出,指导设备工作的计算机。目前,在嵌入式设计中使用*多的还是80386和80486。这种CPU性能价格比高,有Intel、IBM、Cyrixs、AMD和TI等著名CPU制造商支持;有丰富的软件支撑。嵌入式PC能在恶劣环境下长期可靠工作。它是对以往单片机系统以及IPC工控系统机的替代、拓展和完善。同时它的应用思想可扩展延伸出象MIC2000)、PC/104系统以及嵌入WinCE系统等。
  (3)内部总线PCI:PCI随着CPU性能的不断提高,总线结构经历了几个发展阶段。局部总线有两种标准:VESA和PCI这两个总线的数据宽度均为32位,并可扩展到64位,数据传输率132MB~264MB/S,但VL总线受CPU时钟频率的限制,只为Intel486芯片所专用,而PCI总线是一个经济实用的高性能总线。现PCI不仅用于PC机,还向通讯等很广泛领域扩展。
  (4)外部总线:现场总线。现场总线是连接设置在工业过程现场的仪表与设置在控制室内的控制设备的数字化、双向、多向通信网络。它具有消除4~20mA信号传输瓶颈现象等很多优点,意义深远,因此受到国际上自动控制、仪表产业、计算机产业界的高度重视,有良好的发展前景。目前,较为流行的现场总线有FF、PROFIBUS、CAN、Lonworks、HART。此外,外部总线一种简单形式“远端模块总线采集系统”也被普遍采用。