《计算机控制技术》第二版02第二章工业计算机简介s.pptVIP

第2章 工业计算机简介 本章要点： 工业控制计算机简介（1） 工业控制计算机简介（2） 计算机控制系统硬件集成技术重要组成部分 2.1 工业控制机的特点 工业控制机的特点1、2 工业控制机的特点3、4 工业控制机的特点5、6、7 2.2 工业控制机的总线及分类 2.2.1总线的概念 总线技术 总线结构 总线结构连接的优点 2.2.2 总线的类别 内部总线（Internal Bus) 局部总线 外部总线（External Bus) 并行总线、串行总线 数据、地址、控制、电源总线 计算机内部总线结构示意图 决定总线性能的因素 总线时钟频率 总线宽度 总线传输速率 2.2.3工业控制机分类 （1） PC总线工控机 （2） STD总线工控机 （3）VME总线工控机 4. 多总线工控机 接上页 2.3 总线标准 PC总线是IBM PC总线的简称 2.3.1 STD总线 接上页 接上页 STD总线的特点 (1) STD总线具有较好的兼容性 (2) STD总线的电路板采用小板结构 (3) STD总线采取一整套高可靠性措施 (4) STD总线结构简单 2.3.2 ISA总线 ISA总线引脚图 ISA总线信号定义 接上页 接上页 接上页 接上页 接上页 接上页 2.3.3 PCI总线 接上页 和ISA总线相比，PCI总线具有以下特点: 1.高性能 2.通用性好 3.低成本 4.使用方便 接上页 PCI总线的系统结构示意图 PCI总线的信号线分布示意图 2.3.4 PC／104总线 接上页 接上页 PC／104总线工控机的特点： (1)使用超小型的模块 (2)总线驱动电流小(6 mA)，低功耗(1～2 w) (3) PC/104总线与通用PC系列微机兼容 接上页 PC/104总线外形图 2.4 IPC的基本组成 1. 加固型的工业机箱 (1)19吋标准工业机箱 (2)双冷却风扇 (3)前风扇处安装有可拆卸式过滤罩，用于空气过滤。 (4)防尘与保证运行安全的带锁门 (5)防震可调节夹钳 (6)指示灯 (7)开关 2. 工业电源 3．一体化主板 接上页 接上页 4．无源母板 接上页 接上页 5. 其他部件 键盘、显示器、软盘： 2.4 可编程控制器PLC 2.4.1 PLC的基本组成 PLC逻辑框图 2.4.2 PLC各组成部分 1.中央处理单元CPU 2.存储器 3.输入／输出部件 2.5 单片机 2.6单回路数字调节器 单回路数字调节器的结构原理 MPU单元 通信单元(通信接口) SSC 在前面板安装一个带锁门，门内装有磁盘驱动器，电源开关，复位开关和指示灯。平常工作时将门关闭，锁好，以防止灰尘侵入，对磁盘工作予以保护，同时也防止了他人的误动作影响主机的运行，保证了运行的安全。 ? 图 可调节上下高度，带有橡胶缓冲体，用于模板压紧，提高抗震能力。 ? 图 1个LED指示电源上电(绿色) 1个LED指示键锁状态 (keyboard-Lock) 一个LED指示硬盘驱动器在工作(红色) ? 图 电源开关(ON／OFF) 复位开关(RESET) 键盘锁键(keyboard-Lock)。 ? 图 采用特殊设计的高可靠性电源装置。除了能适应较宽幅度电压变化外，还具有抗浪涌电压以及过压、过流保护措施，同时，还要求有很好的电磁兼容性。 ? 图 主板是工控机的核心部件，所采用的元器件都经过严格筛选，并满足工业标准。现在的工控主板所使用的CPU都采用Pentium、双核芯片，也有采用其他厂家的芯片。 ? 图 所谓一体化主板，是指在主板上集成了通信接口(RS-232、RJ-45等)、外设接口(IDE、FDD、键盘、鼠标)、RAM插槽(168线、72线)，有的还有显示器接口(CRT、LCD等)，如下图所示。 ? 图 主板一般采用标准总线，如ISA、PCI、Compact PCI等。除此之外，还有一种单板计算机主板，在这种主板上，除了集成了以上功能外，还有I／O接口，可以方便地构成嵌入式系统。 IPC-586VDNH(GX)CPU卡 一体化主板示意图 现在按总线标准生产的工控机，基本上采用大母板结构。对于商业级主板，往往只能提供4根到最多5根的PCI插槽，其中受制于PCI 规范，同时只能使用4根，而且对于PCI 4，驱动能力有相当大的衰减，因此大多数商用主板仅提供3根PCI槽。 ? 图 而工业级主板，由于其设计用料的工业性，其对PCI插槽的支持可以轻而易举的实现对5根 PCI的支持，同时不会造成PCI驱动能力的衰减。同时可以支持对高带宽的PCI-X设备。 ? 图 工控机在母板上只是提供了总线