3.1 工业控制计算机—概述

 

3.1.1  机电一体化控制系统的类型及特点

一、基于PC的控制系统

优点：

1．具有完善的工业过程接口，AI/O、DI/O、…

2．运算能力强，能实现复杂的控制算法(现有的多种智能控制算法大多可以在计算机控制系统中实现)

3．人机交互方便、画面丰富

4．与普通PC的兼容性好(软硬件均具有兼容性)

5．支持高级语言编程，更有功能强大的工业控制软件(工业组态软件)可选用

6．易实现管理与控制一体化

缺点：

1．可靠性及环境适应性一般

2．成本较高

应用：

1．应用较为广泛，是一种开放式、通用性较强的控制系统

2．适合于规模复杂、运算量大、控制算法复杂的场合

 

二、基于MCU的控制系统

优点：

1．可定制，成本低，性价比高

2．体积小，功耗小，可嵌入系统中

3．实时性好

缺点：

1．交互性较差、运算能力不强

2．抗干扰/环境适应性一般

应用：

1．通常应用于功能要求不太复杂、成本低或结构上要求嵌入的场合

2．可作为计算机控制系统的下级或前端处理部分，与计算机控制系统一起构成更加复杂的控制系统

 

三、基于PLC的控制系统

可编程序控制器(ProgrammableController)，简称PLC，是一种基于计算机技术的，模仿继电器逻辑控制原理而发展起来的工业环境下的数字运算电子控制系统。

优点：

1．成本低，性价比高

2．可靠性高，抗干扰能力强，适应恶劣的工业环境

3．模块化结构，功能齐全，适应性强

4．使用梯形图等图形化编程语言，编程简单

5．安装、维护方便，对使用及维护人员要求较低

缺点：

交互性一般、运算能力一般

应用：

1．广泛应用于功能要求不高，工作环境恶劣的场合，特别是顺序过程控制

2．可作为计算机控制系统的下级，与计算机控制系统一起构成计算机集散控制系统/分布式控制系统

 

四、其他类型控制系统

因系统而异，一般用于专用场合

 

 

3.1.2  机电一体化控制系统的比较与选型

1．组成

2．功能

3．速度

4．可靠性/环境适应性

5．通信功能

6．软件开发

7．人机界面

8．应用场合

9．开发周期

 

3.1.3  工业控制计算机的组成及特点

一、概念

工业控制计算机：简称工控机(IPC，Industrial PersonalComputer)，主要用于工业过程测量、控制、数据采集等工作。以工控机为核心的测量和控制系统，处理来自工业系统的输入信号，再根据控制要求将处理结果输出到执行机构，去控制生产过程，同时对生产进行监督和管理。

 

二、组成

1．硬件

2．软件

 

三、工业环境

1．高温/高湿/多粉尘

2．强振动/高电磁干扰/电压波动大

3．要求不间断连续作业

 

四、工控机为适应工业环境的特殊设计

1．全钢机箱/防振卡条/空气过滤网/双正压风扇

2．采用多插槽无源底板结构：支持ISA/PCI等多种总线

3．采用多功能插板式结构：快速更换/扩充性好/数量多/接口丰富

4．抗干扰专用电源，具有防浪涌、过压过流保护功能和良好的电磁兼容性

5．宽范围电压输入/多种规格电压输出

 

3.1.4  参考资料及网站

1．研华科技：http://www.advantech.com.cn

2．昆仑通态：http://www.mcgs.com.cn