计算机控制技术李江全第9章b课件教学.pptVIP

2）部件及系统级 （1）采用高质量的主机 （2）采用模块化、标准化、积木化结构 （3）采用冗余技术 （4）采用双机系统 （5）电磁兼容性设计 （6）故障自动检测与诊断技术 （7）其他措施 2．软件的可靠性设计技术 为了提高软件的可靠性，应尽量将软件规范化、标准化和模块化，尽可能把复杂的问题化成若干较为简单明确的小任务。把一个大程序分成若干独立的小模块，这有助于及时发现设计中的不合理部分，而且检查和测试几个小模块要比检查和测试大程序方便得多。 软件可靠性技术主要包括以下两个方面的内容：利用软件提高系统的可靠性；提高软件自身的可靠性。 利用软件提高系统可靠性的具体措施包括： 1）采用系统信息管理的软件。它与硬件配合，对信息进行保护，这包括防止信息被破坏，在出现故障时保护信息；在故障排除后，恢复信息等。 2）利用软件冗余，防止信息的输入输出过程及传送过程中出错。如对关键数据采用重复校验方式，对信息采用重复传送并进行校验等。 3）编制诊断程序，及时发现故障，找出故障的部位并排除，以便缩短修理时间。 4）用软件进行系统调度。 提高软件自身的可靠性包括两个方面： 一是采取措施，减少软件设计中的错误，这包括采用模块化设计、进行软件评审和对软件进行测试等； 二是采用能提高可测试性的设计，在作系统设计时就充分考虑到测试的要求，使得软件的可维护性较高、故障的诊断及时迅速。 习题与思考题 1．设计一套计算机控制系统需要具备哪几方面的知识？ 2．设计一套工业控制计算机系统一般可以采取哪几种途径？ 3．何谓计算机控制系统的规范化设计？其具体内容是什么？ 4．设计一套计算机控制系统，如何选用合适的传感器？如何正确使用传感器？ 5．干扰是如何窜入计算机控制系统并其对造成影响？抗干扰的原则是什么？ 6．控制一个炉子的温度可以采用通断控制也可以采用连续控制，请问这两种控制方式有何不同？ 7．请用假期调研你熟悉的工业或民用企业中哪些使用了计算机控制技术？若使用，请画出控制系统框图，描述控制过程；对未使用的，是否有可能使用？进行工艺调研，尝试为其设计计算机控制系统。 在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网 * 第9章 计算机控制系统的设计 9.1 计算机控制系统的设计概述 9.2 计算机控制系统的硬件设计 9.3 计算机控制系统的软件设计 9.4 计算机控制系统的调试与运行 9.5 计算机控制系统的抗干扰设计 9.6 计算机控制系统的可靠性设计 9.4 计算机控制系统的调试与运行 系统的调试与运行可分为离线仿真与调试和在线调试与运行两个阶段。离线仿真与调试一般是在实验室或非工业现场进行，而在线调试与运行是在生产过程工业现场进行。离线仿真与调试是基础，是检查系统硬件和软件的整体性能，为在线调试与现场运行做准备。现场运行是对全系统的实际考验与检查。图9-3示出了系统调试与运行阶段的工作流程。图中硬件调试、软件调试、硬件与软件统调（即系统仿真）和考机属于离线仿真与调试阶段，而现场安装调试、验收和现场运行属于在线调试与运行阶段。 在系统调试和运行阶段，应做好调试方案、测试数据、图表等记录，并建立完备的调试文档资料。 9.5 计算机控制系统的抗干扰设计 计算机控制系统是对生产过程进行监测和控制，它往往工作在工业现场。由于工业现场的环境复杂，并且恶劣，计算机控制系统不可避免地受到各种各样的干扰。这些干扰可能会影响到系统的控制精度，使系统的性能指标下降，降低系统的可靠性，甚至导致系统的运行混乱和故障，进而造成生产事故。 对计算机控制系统来说，干扰是客观存在的。干扰可能来自外部，也可能来自内部；它可通过不同的途径作用于控制系统，且其作用程度及引起的后果与干扰的性质及干扰强度等有关。为了保证系统能长期、稳定、可靠地工作，系统设计时必须考虑抑制干扰问题，并采取行之有效的抗干扰措施，以保证工业控制系统的正常运行。 9.5.1 干扰信号的来源 1．内部干扰 内部干扰是指控制系统内部电子电路的各种干扰。主要来自：分布电容、分布电感引起的耦合感应，电磁场辐射感应，长线传输的波反射，多点接地造成的电位差引起的干扰，寄生振荡引起的干扰以及电子元件内部的热噪声等。 2．外部干扰源 外部干扰是指与系统结构和参数无关的，由外界窜入到控制系统内的各种干扰，一般来自：电网电压的波动，大型用电设备（天车、电炉、大电机、电焊机）的启停，高压设备和电磁开关的电磁辐射，通信设备发出的电磁波以及传输电缆的共模干扰等。除此之外，太阳和其他天体辐射的电磁波、雷电，甚至气温、湿度等气象条件也会造成干扰。 9.5.2 干扰信号的种类 1．按干扰耦合的