計(jì)算機(jī)實(shí)施技術(shù)

第十章

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施Designing&ImplementationofComputerControlSystems9/21/20231第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施本章主要內(nèi)容過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和步驟過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾與可靠性技術(shù)過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例9/21/20232第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施第一節(jié)Unit1

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和步驟DesigningPrinciples&StepsofComputerControlSystem9/21/20233第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施本節(jié)主要內(nèi)容過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)與實(shí)施過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的步驟9/21/20234第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-1-1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則安全可靠操作、維護(hù)與維修方便實(shí)時(shí)性強(qiáng)通用性好經(jīng)濟(jì)效益高9/21/20235第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-1-2設(shè)計(jì)與實(shí)施計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的步驟確定任務(wù)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)離線仿真和調(diào)試在線調(diào)試和投運(yùn)9/21/20236第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施第二節(jié)Unit2

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施DesignandImplementationofComputerControlSystem9/21/20237第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施本節(jié)主要內(nèi)容計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)硬件的工程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)軟件的工程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的調(diào)試與實(shí)現(xiàn)9/21/20238第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-2-1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)硬件總體方案設(shè)計(jì)軟件總體方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案9/21/20239第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-2-2硬件的工程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)總線與主機(jī)機(jī)型I/O接口選擇現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備變送器執(zhí)行機(jī)構(gòu)其它現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備9/21/202310第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-2-3軟件的工程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)程序結(jié)構(gòu)規(guī)劃資源分配實(shí)時(shí)控制軟件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)時(shí)鐘與中斷處理控制算法、控制量輸出生產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)通信等9/21/202311第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-2-4控制系統(tǒng)的調(diào)試與投運(yùn)離線仿真和調(diào)試在線調(diào)試和投運(yùn)9/21/202312第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施第三節(jié)Unit3計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾與可靠性技術(shù)Anti-DisturbingandReliabilityTechniquesofComputerControlSystems9/21/202313第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施本節(jié)主要內(nèi)容過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾與可靠性技術(shù)系統(tǒng)供電與接地技術(shù)看門狗（Watchdog）及其電源掉電檢測(cè)技術(shù)9/21/202314第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-3-1過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)干擾來源及種類串模干擾(又稱橫向干擾或正態(tài)干擾)串聯(lián)于信號(hào)源回路中的干擾A放大器VnVsA放大器VsC1C2干擾線In串模干擾示意圖(a)(b)9/21/202315第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-3-1串模干擾的抑制措施用有屏蔽層的雙絞線或同軸電纜作信號(hào)引線可減少電磁感應(yīng)采用各種濾波器采用雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器其它措施9/21/202316第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-3-1共模干擾共模干擾（也稱縱向干擾或共態(tài)干擾）由不同的“地”而引起

信號(hào)源

VsZrAVc(a)VsVcZr(b)共模干擾示意圖9/21/202317第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-3-1對(duì)共模干擾的抑制（1）共模干擾對(duì)輸入信號(hào)的影響VsZcZcVcmm(a)單端輸入被測(cè)信號(hào)的輸入方式VsZs1Zc1Vcmm(b)雙端輸入Zc1Zs29/21/202318第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-3-1對(duì)共模干擾的抑制（2）雙端輸入變壓器隔離光電隔離浮地屏蔽采用儀表放大器提高共模抑制比9/21/202319第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-3-1長(zhǎng)線傳輸干擾及其抑制長(zhǎng)線干擾產(chǎn)生原因易受到外界干擾具有信號(hào)延時(shí)會(huì)引起波反射現(xiàn)象消除波反射或?qū)⑺种频阶畹拖薅冉K端阻抗匹配或始端阻抗匹配9/21/202320第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-3-1信號(hào)線的選擇和敷設(shè)信號(hào)線的選擇屏蔽信號(hào)線性能列表見教材表10.1信號(hào)線的敷設(shè)9/21/202321第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-3-2系統(tǒng)供電技術(shù)（1）供電系統(tǒng)的一般保護(hù)交流穩(wěn)壓器低通濾波器直流穩(wěn)壓器計(jì)算機(jī)一般計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)供電結(jié)構(gòu)220VAC9/21/202322第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-3-2系統(tǒng)供電技術(shù)（2）電源異常的保護(hù)具有不間斷電源的供電結(jié)構(gòu)

電池充電器電池組直流穩(wěn)壓器220VAC逆變器交流穩(wěn)壓器控制器計(jì)算機(jī)9/21/202323第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-3-2系統(tǒng)接地技術(shù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接地的目的抑制干擾,使計(jì)算機(jī)穩(wěn)定地工作保護(hù)計(jì)算機(jī)、電器設(shè)備和操作人員的安全計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的“地”模擬地，數(shù)字地，安全地，系統(tǒng)地，交流地9/21/202324第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-3-2系統(tǒng)接地技術(shù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的分別回流法單點(diǎn)接地

數(shù)字地橫匯流條數(shù)字地縱匯流條模擬地橫匯流條模擬地縱匯流條接地板安全地(機(jī)殼地)系統(tǒng)板大地分別回流法接地示例圖9/21/202325第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-3-2系統(tǒng)的低頻接地技術(shù)（1）一點(diǎn)接地方式串聯(lián)接地（或稱共同接地）并聯(lián)接地（或稱分別接地）電路1電路2電路3r1r2r3I3I2I1CBAI3I2+I3I1+I2+I3串聯(lián)一點(diǎn)接地電路1電路2電路3r1r2r3I3I2I1CBA并聯(lián)一點(diǎn)接地9/21/202326第十章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施10-3-2系統(tǒng)的