计算机控制系统应用软件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
学。
术
另外，本章还简单介绍了一些成熟的控制软件产品。
计算机控制系统应用软件
7.1.1 基本功能
微
型
应用软件随应用领域的不同而不同。目前，在计算
计 机控制系统中，应用软件除控制生产过程之外，还对生
百度文库
产过程实现管理。主要功能如下：
算
（1）控制程序
机
控
控制程序主要实现对系统的调节和控制，它根据各
种各样的控制算法和千差万别的被控对象的具体情况来 制 编写，控制程序的主要目标是满足系统的性能指标。常
制
技
术
计算机控制系统应用软件
微
模块化程序设计技术有一些明显的优点。单个模块要
型 比一个完整程序更易编写、查错和测试，并能为其它程序
计 重复使用。模块化程序设计的缺点是在把模块装配成一个
算 大程序时，要对各模块进行连接，以完成模块之间的信息
机 传送，此外，为进行模块测试和程序测试，还要编写测试
型
计
维护和再设计是对程序进行维护、改进和扩充，以
算 解决现场设备发生的问题，有时还要有特殊的诊断手段
机 （或程序）及维护手段，有时为满足新的要求和处理任
控 务，可能需要改进或扩充程序。
制
技
术
计算机控制系统应用软件
7.1.3 程序设计方法
微
型
程序设计方法是指程序设计的某种规程和准则。
计
通常有模块化程序 、自顶向下程序设计 、结构化程
制
程序、自顶向
技
下设计、结构
术
程序等程序设
计技术。
Y 有错？ N 测试
N 有错？
Y N
大错？
Y
文件编制 维护和再设计
结束
图 7-1 应用程序设计流程图
计算机控制系统应用软件
手编程序是把设计框图变成计算机能接受的指令。
微
实时控制中通常采用汇编语言或C语言编写源代码。
型
计
查错也称程序验证，它用来发现编程中的错误。
制
软件补偿。
技
术
计算机控制系统应用软件
微 （3）巡回检测程序
型
除包括数据采集程序之外，还包括越限报警程序，用
计 于在生产中某些量超过限定值时报警；事故预报程序，生
算 产中某些量不容许超过限定值，从这些量的变化趋势来看
机 若有可能超过限定值，则发出事故预报信号；画出显示程
控 序，用图、表在CRT上形象地反映生产状况。
计 系统软件是指操作系统（DOS，Windows）。它提供了程
算 序运行的环境（不同的操作系统下有不同的人机界面），
机 以及各种设计语言、算法库、工具软件。一般这些软件
控 由专业厂商以产品形式向用户提供。
制
技
术
计算机控制系统应用软件
微
型
应用软件是用户为完成特定的任务而编写的各种程
计 序的总称。一般需要应用单位根据不同的控制对象和不
制 （4）数据管理程序
技
这部分程序用于生产管理部分，主要包括统计报表程
术 序，按生产管理部门要求的格式打印各种报表；产品销售、
生产调度及库存管理程序；产值利润预测程序等。
计算机控制系统应用软件
7.1.2 应用程序设计步骤
微
型
如图7-1所示，应用程序设计通常分为五个步骤：
计
问题定义、程序设计、编码、调试、维护和再设计等。
术
计算机控制系统应用软件
微
因此，只有对程序执行的时间要求十分苛刻时，才
型 考虑使用汇编语言。一般情况，开发人员都使用结构化
计 较强的 C语言作为开发工具。对于涉及微机硬件接口技
算 术的应用系统的开发，普遍认为 C语言与汇编语言的混
机 合编程是最佳的软件设计方法。本章主要涉及一些常用
控 应用程序，因此只介绍使用 C语言进行设计。为了使叙 制 述的方法具有通用性，讨论中不涉及具体系统。本章还 技 结合流程图，给出了一些源程序代码，以便于初学者自
型 与方法，讨论一些常用应用程序（如数字滤波、线性化
计 处理、标度变换、越限报警和常用控制算法等）的设计。
算 在进行软件设计时，首先要考虑采用何种语言进行编程，
机 是用汇编语言、 C语言还是 Visual BASIC 等；尽管用汇
控 编语言设计的程序执行速度最快，程序代码最短，但由
制 于汇编语言是低级语言，使用汇编语言编程是一件很麻 技 烦的事情，尤其是进行数值运算或结果演示时更为复杂。
算
问题的定义是确定控制任务对微型机控制系统的
机
要求，它包括定义输入和输出、处理要求、系统具体指
控
标（如执行时间、精度、响应时间等）以及出错处理方
制
技
法等.
术
计算机控制系统应用软件
开始
程序设计
微
是指把所定义
型
的问题用程序
计
的方式对控制
问题定义 程序设计 手编程序
算
任务进行描述。
查错
机
这一步要用到
控
流程图和模块
算
在查错阶段可以利用诸如查错程序、断点、跟踪、模
机
拟程序，逻辑分析器以及联机仿真器等手段。
控
制
测试也称程序正确性确认，通过测试保证程序正
技
确完成要求的任务。在测试这一步要注意选择正确的
术
测试数据和测试方法。
计算机控制系统应用软件
文件编制用流程图、注释、存储器分配说明等方法 微 来描述程序并形成文件，以便于用户和操作人员了解。
第7章 计算机控制系统应用软件
教学重点 : ?应用程序设计步骤 ?常用控制程序设计
计算机控制系统应用软件
微
第7章 计算机控制系统应用软件
型
计
教学重点 :
算
?应用程序设计步骤
机
?常用控制程序设计
控
制
技
术
计算机控制系统应用软件
7.1 计算机控制系统软件概述
微
型
计算机控制系统软件主要包括系统软件与应用软件。
技 用的有数字式 PID调节控制程序、最优控制算法程序、
术 顺序控制及插补运算程序等。
计算机控制系统应用软件
微
型 （2）数据采集及处理程序
计
它主要包括数据可靠性检查程序，用来检查是可靠
算
输入数据还是故障数据； A/D转换及采样程序；数字滤
机 波程序，用来滤除干扰造成的错误数据或不宜使用的数
控 据；线性化处理程序，对检测元件或变送器的非线性用
算
序设计等几种方法。
机
控
制
技
术
计算机控制系统应用软件
1. 模块化程序设计
微
模块化程序设计是把一个较长的完整程序分成若干
型
个小的程序或模块，在分别进行独立设计、编程、测试
计
和查错之后，最终装配在一起，联结成一个大的程序。
算
程序模块通常是按功能划分的。在计算机控制系统程序
机
控
设计中，这种划分方法特别有用 。
算 同的控制任务组织专门人员进行编写。控制对象的差异
机 性使对应用软件的要求也有很大的差别。一般在工业控 控 制系统中，针对每个控制对象，为完成相应的控制任务，
都要求配置相应的专门控制程序，才能使整个系统实现 制 预定的功能。
技
术
计算机控制系统应用软件
微
本章主要叙述应用程序设计的基本功能、设计步骤
术
另外，本章还简单介绍了一些成熟的控制软件产品。
计算机控制系统应用软件
7.1.1 基本功能
微
型
应用软件随应用领域的不同而不同。目前，在计算
计 机控制系统中，应用软件除控制生产过程之外，还对生
百度文库
产过程实现管理。主要功能如下：
算
（1）控制程序
机
控
控制程序主要实现对系统的调节和控制，它根据各
种各样的控制算法和千差万别的被控对象的具体情况来 制 编写，控制程序的主要目标是满足系统的性能指标。常
制
技
术
计算机控制系统应用软件
微
模块化程序设计技术有一些明显的优点。单个模块要
型 比一个完整程序更易编写、查错和测试，并能为其它程序
计 重复使用。模块化程序设计的缺点是在把模块装配成一个
算 大程序时，要对各模块进行连接，以完成模块之间的信息
机 传送，此外，为进行模块测试和程序测试，还要编写测试
型
计
维护和再设计是对程序进行维护、改进和扩充，以
算 解决现场设备发生的问题，有时还要有特殊的诊断手段
机 （或程序）及维护手段，有时为满足新的要求和处理任
控 务，可能需要改进或扩充程序。
制
技
术
计算机控制系统应用软件
7.1.3 程序设计方法
微
型
程序设计方法是指程序设计的某种规程和准则。
计
通常有模块化程序 、自顶向下程序设计 、结构化程
制
程序、自顶向
技
下设计、结构
术
程序等程序设
计技术。
Y 有错？ N 测试
N 有错？
Y N
大错？
Y
文件编制 维护和再设计
结束
图 7-1 应用程序设计流程图
计算机控制系统应用软件
手编程序是把设计框图变成计算机能接受的指令。
微
实时控制中通常采用汇编语言或C语言编写源代码。
型
计
查错也称程序验证，它用来发现编程中的错误。
制
软件补偿。
技
术
计算机控制系统应用软件
微 （3）巡回检测程序
型
除包括数据采集程序之外，还包括越限报警程序，用
计 于在生产中某些量超过限定值时报警；事故预报程序，生
算 产中某些量不容许超过限定值，从这些量的变化趋势来看
机 若有可能超过限定值，则发出事故预报信号；画出显示程
控 序，用图、表在CRT上形象地反映生产状况。
计 系统软件是指操作系统（DOS，Windows）。它提供了程
算 序运行的环境（不同的操作系统下有不同的人机界面），
机 以及各种设计语言、算法库、工具软件。一般这些软件
控 由专业厂商以产品形式向用户提供。
制
技
术
计算机控制系统应用软件
微
型
应用软件是用户为完成特定的任务而编写的各种程
计 序的总称。一般需要应用单位根据不同的控制对象和不
制 （4）数据管理程序
技
这部分程序用于生产管理部分，主要包括统计报表程
术 序，按生产管理部门要求的格式打印各种报表；产品销售、
生产调度及库存管理程序；产值利润预测程序等。
计算机控制系统应用软件
7.1.2 应用程序设计步骤
微
型
如图7-1所示，应用程序设计通常分为五个步骤：
计
问题定义、程序设计、编码、调试、维护和再设计等。
术
计算机控制系统应用软件
微
因此，只有对程序执行的时间要求十分苛刻时，才
型 考虑使用汇编语言。一般情况，开发人员都使用结构化
计 较强的 C语言作为开发工具。对于涉及微机硬件接口技
算 术的应用系统的开发，普遍认为 C语言与汇编语言的混
机 合编程是最佳的软件设计方法。本章主要涉及一些常用
控 应用程序，因此只介绍使用 C语言进行设计。为了使叙 制 述的方法具有通用性，讨论中不涉及具体系统。本章还 技 结合流程图，给出了一些源程序代码，以便于初学者自
型 与方法，讨论一些常用应用程序（如数字滤波、线性化
计 处理、标度变换、越限报警和常用控制算法等）的设计。
算 在进行软件设计时，首先要考虑采用何种语言进行编程，
机 是用汇编语言、 C语言还是 Visual BASIC 等；尽管用汇
控 编语言设计的程序执行速度最快，程序代码最短，但由
制 于汇编语言是低级语言，使用汇编语言编程是一件很麻 技 烦的事情，尤其是进行数值运算或结果演示时更为复杂。
算
问题的定义是确定控制任务对微型机控制系统的
机
要求，它包括定义输入和输出、处理要求、系统具体指
控
标（如执行时间、精度、响应时间等）以及出错处理方
制
技
法等.
术
计算机控制系统应用软件
开始
程序设计
微
是指把所定义
型
的问题用程序
计
的方式对控制
问题定义 程序设计 手编程序
算
任务进行描述。
查错
机
这一步要用到
控
流程图和模块
算
在查错阶段可以利用诸如查错程序、断点、跟踪、模
机
拟程序，逻辑分析器以及联机仿真器等手段。
控
制
测试也称程序正确性确认，通过测试保证程序正
技
确完成要求的任务。在测试这一步要注意选择正确的
术
测试数据和测试方法。
计算机控制系统应用软件
文件编制用流程图、注释、存储器分配说明等方法 微 来描述程序并形成文件，以便于用户和操作人员了解。
第7章 计算机控制系统应用软件
教学重点 : ?应用程序设计步骤 ?常用控制程序设计
计算机控制系统应用软件
微
第7章 计算机控制系统应用软件
型
计
教学重点 :
算
?应用程序设计步骤
机
?常用控制程序设计
控
制
技
术
计算机控制系统应用软件
7.1 计算机控制系统软件概述
微
型
计算机控制系统软件主要包括系统软件与应用软件。
技 用的有数字式 PID调节控制程序、最优控制算法程序、
术 顺序控制及插补运算程序等。
计算机控制系统应用软件
微
型 （2）数据采集及处理程序
计
它主要包括数据可靠性检查程序，用来检查是可靠
算
输入数据还是故障数据； A/D转换及采样程序；数字滤
机 波程序，用来滤除干扰造成的错误数据或不宜使用的数
控 据；线性化处理程序，对检测元件或变送器的非线性用
算
序设计等几种方法。
机
控
制
技
术
计算机控制系统应用软件
1. 模块化程序设计
微
模块化程序设计是把一个较长的完整程序分成若干
型
个小的程序或模块，在分别进行独立设计、编程、测试
计
和查错之后，最终装配在一起，联结成一个大的程序。
算
程序模块通常是按功能划分的。在计算机控制系统程序
机
控
设计中，这种划分方法特别有用 。
算 同的控制任务组织专门人员进行编写。控制对象的差异
机 性使对应用软件的要求也有很大的差别。一般在工业控 控 制系统中，针对每个控制对象，为完成相应的控制任务，
都要求配置相应的专门控制程序，才能使整个系统实现 制 预定的功能。
技
术
计算机控制系统应用软件
微
本章主要叙述应用程序设计的基本功能、设计步骤