7.1 工业控制计算机
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图7-3 用STD总线工业控制机 组成的计算机控制系统
2) PC总线工业控制机 IBM公司的PC总线微机最初是为个人或办公室使
用而设计的,早期主要用于文字处理或一些简单的办
公室事务处理。早期产品是基于一块大底板结构,加 上几个I/O扩充槽。
PC/AT总线的IBM兼容计算机由于价格低廉、使用
灵活、软件资源非常丰富,因而用户众多,在国内更 是主要流行机种之一。
一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置,专为 在工业环境下应用而设计。由于最初研制这种装置的 目的,是为了解决生产设备的逻辑及开关量控制,故 也把它称为可编程逻辑控制器(PLC,Programmable Logic Controller)。PLC采用可编程序的存储器,在 其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、计数和算术运 算等操作指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出, 控制各种类型的机械或生产过程。
(8)两个16位定时/计数器,1个全双工串行通信口。
(9)4组I/O口。
表7-1 三种常用工业控制计算机的性能比较
3. 单片机 下面以 MCS 系列单片机为例,来介绍单片机的结
构、性能及使用上的特点。
1)受集成度的限制,片内存储器容量较小。 2)可靠性高。 3)易扩展。 4)控制功能强。
5)一般单片机内无监控程序或系统通用管理程序。
MCS-51单片机系列
该系列包括有8031、8051、8751、2051、89C51等多种 机型。其主要特点是: (1)8位CPU,工作频率为1~12MHz。 (2)128BRAM数据存储器,4KBROM程序存储器。 (3)5V电源,40引脚双列直插式封装。 (4) 12MHz工作频率时机器周期为 1μs,所有指令的执行 为1~4个机器周期。 (5)外部可分别扩展64KB数据存储器和程序存储器。 (6)2级中断,5个中断源。 (7)21个专用寄存器,有位寻址功能。
7.1 工业控制计算机
7.1.2 工业控制计算机系统的基本要求
1.具有完善的过程输入输出功能
2.具有实时控制功能
3.具有可靠性 4.具有较强的环境适应性和抗干扰能力 5.具有丰富的软件
7.1.3 工业控制计算机的分类及其应用特点
1. 可编程序控制器
可编程控制器(PC,Programmable Controller)是
主要特点:
1)提高设计效率,缩短设计和制造周期。 2)提高系统可靠性。 3)便于调试和维修 。 4)能适应技术发展的需要。
2. 总线型工业控制计算机
1)STD总线工业控制机 典型的 STD 总线工控机系统 的构成如图 7-3 所示,其突出特 点是:模块化设计,系统组成、 修改和扩展方便;各模块间相对 独立,使检测、调试、故障查找 简便迅速;有多种功能模板可供 选用,大大减少了硬件设计工作 量;系统中可运行多种操作系统 及系统开发的支持软件,使控制 软件开发的难度大幅降低。
7.1.3 工业控制计算机的分类及其应用特点
1. 可编程序控制器
图7-2是PLC应用于逻辑控制的简单事例。输入信号是
由按钮开关、限位开关、继电器触点等提供的各种开 关信号,通过接口进入 PLC,经 PLC处理后产生控制 信号,通过输出接口送给线圈、继电器、指示灯、电 动机等输出装置。
图7-2 PLC的逻辑 控制电路
近几年来许多公司推出了 PC/AT总线工业控制机, (1)机械结构加固,使微机的抗震性好。 (2)采用标准模板结构。 (3)加上带过滤器的强力通风系统,加强散热,增 加系统抵抗粉尘的能力。 (4)采用电子软盘取代普通的软磁盘,使之能适于 在恶劣的工业环境下工作。 (5)根据工业控制的特点,常采用实时多任务操作 系统。
可编程序控制器主要特点:
1. 程序可变,柔性好。
2. 可靠性强,适于工业环境。 3. 编程简单,使用方便。 4. 功能完善。 5. 体积小,重量轻,易于装入机器内部。
2.总线型工业控制计算机 根据功能要求把控制系统划分成具有一种或几种独立
功能的硬件模块,从内总线入手把各功能模块设计制成
“标准”的模块,插入一块公共的底板组成一个模块网络, 模块间通过底板进行交换。
第七章 工业控制计算机及其接口
7.1 工业控制计算机
7.1.1 工业控制计算机系统的组成
它由计算机基本系统、人-机对话系统、系统支持
模块、过程输入输出子系统组成。
工业控制计算机系统的软件包括适应工业控制的 实时系统软件、通用软件和工业控制软件等。
下图7-1为工业控制计算机系统硬件组成示意图。
图7-1 工业控制计算机系统硬件组成示意图