工业控制计算机组成

第四章工业控制计算机组成概述4-1工业控制计算机及发展演变4-2总线工控机产品4-3可编程逻辑控制器4-4硬件系统集成应用本章主要内容工业控制计算机总线和集成技术嵌入式计算机技术及产品PLC工业控制系统系统集成4.1工业控制计算机及发展演变4.1.1工业控制计算机的组成结构及特点工业控制计算机是为满足工业应用领域而发展起来的。要求:系统实时性好，可靠性高，输入输出模板配套好，系统通信功能强几系统开放性与扩充性好。1.工业控制计算机的硬件组成,如图4.1。硬件包括主机板(CPU、RAM、ROM)、内部总线和外部总线、人机接口、系统支持板、磁盘系统、通信接口、输入输出通道。2.工业控制计算机的硬件组成软件包括系统软件、支持软件和应用软件。3.工业控制计算机的特点4.1.2工业控制机总线结构4.1.2.1总线与接口总线就是一组信号线的集合，它定义了引线的信号、电气、机械特性，使计算机内部各组成部分之间以及个同的计算机之间建立信号联系，进行信号传送即通信。4.1.2.2内部总线内部总线就是计算机内部功能模板之间进行通信的总线．它是构成完整的计算机系统的内部信息枢纽。4.1.2.3外部总线外部总线是计算机与计算机之间或计算机与其它智能设备之间进行通信的连线。图4.3ISA总线结构示意图图4.4PCI总线结构示意图4.1.2.5通用串行总线USB1、通用串行总线USB的实现目标：●简化扩充PC机外设的操作。●为对传输速率高达12Ｍb/s的支持提供了廉价的解决。●完全支持实时数据（语音、音频和压缩视频信号）的传输。●灵活，即可以用于同步数据传输，也可以用于异步消息传输。●同商用设备技术实现了集成。●提供一个的接口，可以迅速地应用于生产。2、应用范围分类3、USB接口概念4、USB的特点4.1.3工业控制机进展4.2总线工控产品4.2.1IPC工业控制机工业现场对工控机的基本要求工控机的分类4.2.1.1工控机的主要类型及功能4.2.1.2根据应用需求选择合适的工控机4.2.2外围接口部件4.2.2.1概述4.2.2.2模板性能技术指标简介模拟量输入模板主要指标模拟量输出模板的主要技术指标4.2.2.3智能通用I／O单元——UIO板UIO－CPU的主要指标主要硬件说明4.2.3工业控制系统中的人-机接口技术人-机接口，是指显示技术、打印技术和输入技术三个方面的问题。1显示技术常用的显示技术有指示灯方式、LED方式、LCD（液晶显示）方式、模拟屏显示方式、图形显示方式，以及新型薄膜晶体管TFT方式。2打印输出技术3输入接口技术4.2.4嵌入式PC机1嵌入式PC机发展及特点2嵌入式PC/104计算机性能4.2.5ADAM5510系统1ADAM5510模拟开放式PC环境2ADAM5510系统3ADAM5510系统技术参数4编程与下装5I/O模块6ADAM5510A2版函数库4.3PLC工控技术4.3.1PLC发展及工控特点PLC及其网络被公认为现代工业自动化三大支柱（PLC、机器人、CAD/DAM）之一。工业自动化系统通常分成三类：第一类是控制开关量的逻辑控制系统；第二类是控制慢连续量的过程控制系统；第三类是控制快连续量的运动控制系统。1可编程控制器的发展概况2PLC及其网络是现代工业自动化的支柱●PLC集三电于一体●PLC网络的性能价格比高4.3.2PLC产品概览4.3.2.1PLC的几种流派PLC产品按地域大体可以分成三个流派：●美国产品●欧洲产品●日本产品4.3.2.2三种流派的三类代表产品4.3.3西门子（SIEMENS）可编程控制器表4-4三种流派的代表产品及网络结构序号代表产品型号PIC网络生产公司1PLC—3PLC—53级总线复合型拓扑结构美国A-B公司2S7系列3级总线复合型拓扑结构德国西门子公司3FP系列4级子网的复合型网络日本松下电工公司4C系列复合型网络结构日本立时公司4.4硬件系统集成应用4.4.1硬件组态集成概述一般的微机控制系统至少包括：微处理器（CPU）、内存储器（RAM，ROM，EPROM，EEPROM）、外存储器（软硬盘、附加盘、电子盘）、模拟量输入／输出通道板、开关量输入／输出通道板、人-机联系设备（指键盘、屏幕及打印设备，记录仪等）．4.4.2系统集成举例4.4.2.1沥青生产计算机自动控制系统-最简控制系统热水沥青乳化机储罐图4.34工艺流程示意计数和I/O模块隔离模拟量输出模块脉冲整形和隔离模块变频器变频器热水流量仪表装车流量仪表装车泵电机沥青泵电机热水泵电机继电器模块乳化沥青流量仪表图4.35控制系统的结构4.4.2.2隧道窑计算机温度检测系统--远程I/O控制系统集成开始系统初始化开中断键盘命令处理显示处理中断服务开始计数T=1S?读计数器值重置计数器计算流量PID运算输出控制量结束 图4.36程序主要结构…RS232工控机Adam4520RS4851#Adam40182#Adam40186#Adam4018………1677143036图4.37计算机分布式温度检测系统硬件构成热电偶×36约500米传输线控制室计算机办公室计算机补偿线×36（双绞线）打印机通讯转换器温度变送器×6图4.38计算机分布式温度检测系统组成1.什么是工业控制计算机？简述工业控制计算机的特点。2.工业控制计算机由哪几部分组成？各部分的功能如何？3.浅析工业环境对计算机控制系统有哪些要求？对计算机应用有哪些要求？4.比较IPC工业控制计算机总线特点。5.分析说明ADAM5510控制器技术应用特点和。6.分析说明PC/104总线计算机技术应用特点和方法。7.试分析系统集成技术概念和组态模式。思考题