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工控机简介ppt

发表于4年前 | 作者: blog | 分类: 工控机 | 破蛋日:2020年03月07日 |

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工控机简介*计算机控制技术*PC总线的工业控制机简介工业个人计算机IndustrialPersonalComputer(简称IPC)是一种加固的增强型个人计算机是指对工业生产过程及其机电设备、工艺装备进行测量与控制用的计算机简称工控机它可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行。早在世纪年代初期美国AD公司就推出了类似IPC的MAC工控机随后美国IBM公司正式推出工业个人计算机IBM。由于IPC的性能可靠、软件丰富、价格低廉而在工控机中异军突起后来居上应用日趋广泛。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*基于PC总线的板卡与工控机组成的计算机控制系统该类系统是一种非常典型的DDC(DirectDigitalControl)控制系统工控机通过基于PC总线的板卡进行实时数据采集并按照一定的控制规律实时决策产生控制指令并通过板卡输出对生产过程直接进行控制。该类系统具有组成灵活成本低等特点广泛应用于工业生产的各个领域。是目前在工业上用得比较多的一类系统。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*工控机示意图西门子工控机研华工控机计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*工业PC的结构工业控制机的典型结构如图所示主要有以下几部分组成。①全钢机箱②无源底板③工业电源④CPU卡⑤其他配件下一页计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*CPU板返回计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*无源底板返回计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*工业PC的特点()专门为工业工程控制现场设计的工业PC机有以下特点:①支持各种模块化CPU卡和所有的IBMPCXTAT总线接口板。②所有卡采用高度集成芯片以减少故障率并均为模块化﹑插板式以便安装﹑更换和升级换代。所有的卡使用专用的固定架将插板压紧防止震动引起的接触不良。③开放性好兼容性好吸收了PC机的全部功能可直接运行PC机的各种应用软件。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*工业PC的特点()④采用和PCAT总线兼容的无源底板。它使用带有电源层和地的层电路板有效地提高了系统地抗干扰能力。无源底板带有或槽。⑤机箱采用全钢机构可防止电磁干扰采用WW带除尘过滤器的工业开关电源具有足够地负载驱动能力。机箱内装有双风扇正压对流排风并装有滤尘网用以防尘。软盘、硬盘驱动器安装采用橡皮缓冲防震并有防尘门。⑥可内装电子盘以取代机械磁盘使PC机在工业环境下的操作具有高速﹑高可靠性。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*常用的工业控制机简介当前国内外工控机型号很多下面简要介绍主要常用的工控机:工控机的生产厂家很多国外有美国IBM、ICS、德国西门子、日本康泰克等这些产品可靠性好、市场定位高。我国台湾地区是工控机的主要生产区其品牌主要有研华、威达、艾讯、磐仪、大众、博文等厂家其中研华是世界三大工控厂商之一在中国大陆及台湾市场均有较高的市场占有率。国内也有很多工控机品牌如研祥、华控、康拓、艾雷斯、北京华北等。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*基于PC总线的板卡简介基于PC总线的板卡是指计算机厂商为了满足用户需要利用总线模板化结构设计的通用功能模板。基于PC总线的板卡种类很多其分类方法也有很多种。按照板卡处理信号的不同可以分为模拟量输入板卡(AD卡)、模拟量输出板卡(DA卡)、开关量输入板卡、开关量输出板卡、脉冲量输入板卡、多功能板卡等其中多功能板卡可以集成多个功能。下面以研华PCI系列测控板卡为例介绍一下不同种类的典型板卡的性能和特点。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*模拟量输入板卡(AD卡)基于PC总线的AD板卡是基于PC系列总线如ISA、PCI等总线标准设计的板卡通常有单端输入和差分输入以及两种方式组合输入三种。板卡内部通常设置一定的采样缓冲器对采样数据进行缓冲处理缓冲器的大小也是板卡的性能指标之一。在抗干扰方面AD板卡通常采取光电隔离技术实现信号的隔离。板卡的模拟信号采集精度和速度指标通常由板卡所采用的AD转换芯片决定。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*例如研华PCI数据采集卡如图所示。该板卡具有路单端或路差分模拟量输入或组合方式输入等三种输入方式它带有VDC隔离保护采用位AD转换器采样数率可达kHZ板载K采样FIFO缓冲器每个输入通道的增益可编程。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*模拟量输出板卡(DA卡)模拟量输出板卡完成数字量到模拟量的转换DA转换板卡同样依据其采用的DA转换芯片的不同其转换性能指标有很大的差别。DA转换除了具有分辨率、转换精度等性能指标外还有建立时间、温度系数等指标约束。模拟量输出板卡通常还要考虑输出形式以及负载能力。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*例如研华PCI模拟量输出卡如图所示。PCI提供了四个用于PCI总线的位隔离数字量到模拟量输出。它是过程控制、伺服控制和可编程电压源最好的解决方案。由于能够在输出和PCI总线之间提供VDC的隔离保护PCI非常适合需要高电压保护的工业场合该板卡具有路输出通道。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*数字量输入输出板卡(IO板卡)数字量输入输出接口相对简单一般都需要缓冲电路和光电隔离部分输入通道需要输入缓冲器和输入调理电路输出通道需要有输出锁存器和输出驱动器。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*例如研华PCI光隔开关量输入输出卡提供了路数字量输入通道和路继电器输出通道。与传统卡比较PCI为每个数字量输入通道增加了可编程的数字滤波器。此功能使相应输入通道的状态不会更新直到高低信号保持了用户设定的一段时间后才改变。这样有助于保持系统的可靠性。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*脉冲量输入板卡工业控制现场有许多高速的脉冲信号如旋转编码器、流量检测信号等这些都要脉冲量输入板卡或一些专用测量模块进行测量。脉冲量输入板卡可以实现脉冲数字量的输出和采集并可以通过跳线器选择计数、定时、测频等不同工作方式。考虑到现场强电的干扰该类型板卡多采用光电隔离技术使计算机与现场信号之间全部隔离来提高板卡测量的抗干扰能力。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*例如研华PCI计数定时卡如图所示是基于PCI总线设计的接口卡该卡使用了AM芯片能够通过CPLD实现计数器定时器功能此外该卡还提供个位计数器通道该卡具有通道可编程时钟资源路TTL数字量输出路TTL数字量输入最高输入频率达MHz多种时钟可以选择可编程计数器输出计数器门选通功能。计算机控制技术工控机简介TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定V等价于逻辑“”V等价于逻辑“”这被称做TTL(TransistorTransistorLogic晶体管晶体管逻辑电平)信号系统这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。TTL输出高电平V输出低电平V。在室温下一般输出高电平是V输出低电平是V*计算机控制技术*计算机控制技术工控机简介CMOS电平输出L:*VccH:*Vcc。输入L:*VccH:*VccRS标准逻辑的电平为~V逻辑的电平为~V注意电平的定义反相了一次。*计算机控制技术*计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*基于PC总线的板卡与工控机组成的计算机控制系统的组成和特点工业现场生产过程中的各种工况参数(温度、压力、流量、成分、位置、转速等)由传感器或一次测量仪表进行检测然后经变送器把它们统一变换成~mA的电信号,经过模数转换器转换成数字量送入计算机。计算机则对被测信号按一定的控制规律(如PID规律)进行计算计算出送给控制执行机构的控制量。控制量由计算机输出经IO接口送往输出通道形成闭环控制。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*组成()基于工控机和板卡组成的计算机控制系统由硬件和软件两部分组成。()硬件部分①控制计算机控制计算机是控制系统的核心可以对输入的现场信息和操作人员的操作信息进行分析、处理根据预先确定的控制规律实时发出控制指令控制和管理其他的设备。考虑到工业控制领域较恶劣的环境一般选用工业控制计算机。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*组成()②IO通道输入输出(IO)通道在计算机控制系统中完成传感器输出信号和工业控制计算机之间或工业控制计算机和驱动元件之间信号的转换和匹配的功能称接口电路。它使工业控制计算机能正确地接受被控对象工作状态的检测信号而且能实时地准确地对驱动元件进行控制。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*组成()③参数检测被控对象需要检测的参数分为模拟量参数和开关量参数两类。对于模拟量参数的检测主要选用合适的传感器通过传感器将这类参数转换为成正比例的模拟量电信号。开关量参数检测常用的元件有行程开关、光电开关、接近开关、继电器或接触器的吸合释放等开关型元件来完成通过这些元件向计算机输入开关量电信号。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*组成()④输出驱动被控对象的输出驱动按输出信号形式不同也可分为模拟量信号输出驱动和开关量输出驱动两种。模拟量信号输出驱动主要用于伺服系统控制、变频控制和调节阀等开关量输出驱动主要用于控制只有两种工作状态的驱动元件的运行。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*组成()⑤人机接口人机接口是操作人员和计算机控制系统之间信息交换的设备是计算机控制系统中必不可少的部分主要由键盘、鼠标和显示器等组成。直接使用键盘和鼠标等输入控制命令和指令数据使用显示器显示运行状态和故障并帮助查找和诊断故障以及运行中间数据的检查、运行过程的统计等。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*()软件部分计算机控制系统的软件由系统软件和用户程序两部分组成。系统软件有计算机操作系统、监控程序、用户程序开发支撑软件如开发语言、编译软件、调试工具等。用户程序是指控制系统中与控制对象或控制任务相应的控制程序。应用程序一般都由用户自己根据控制系统的目标、资源配备情况开发完成。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*特点基于PC总线的计算机控制系统是一个典型的DDC系统因此它具有以下特点:()时间上具有离散性计算机DDC系统对生产过程的有关参量进行控制时是以定时采样和阶段控制来代替常规仪表的连续测量和连续控制的。因此确定合适的采样周期和AD、DA转换器的字长是提高系统控制精度、减少转换误差的关键。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*()采用分时控制方式DDC系统中的一台计算机要控制多个回路为此该类系统采用“分时”控制的方法即将某一回路的采样和AD转换、运算、输出控制三部分的时间与其前后回路错开放在不同的控制时间里。这样既保证了控制过程的正常进行又能充分利用系统中的各种设备提高了控制效率。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*()具有人机对话功能计算机控制系统的人机对话是一种计算机控制系统必须具备的操作者和计算机系统互相联系的功能。操作者通过输入设备向计算机送入控制命令计算机系统则通过输出设备送出有关信息。一般的计算机DDC系统除了普通的各种指示外还都通过相应接口连接显示屏、打印机、控制键盘、越限报警装置等。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*()控制方案灵活对于一个模拟系统控制算法是由硬件实现的硬件确定后控制算法也就确定了而计算机DDC控制系统的控制算法是由软件实现的。通过改变程序即可达到改变控制算法的目的不仅方便灵活并且还可实现复杂的控制规律。对于多回路控制系统计算机DDC系统具有价格优势路数越多这种优势越明显。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*()危险集中由于这类系统中一台计算机控制几十个回路所以一旦计算机的软件或硬件出现故障将会使整个系统瘫痪。DDC系统的计算机直接与生产过程连接而工业现场的环境恶劣干扰频繁直接威胁着计算机的可靠运行。因此不仅需要计算机本身具有较高的可靠性必须采取抗干扰措施来提高系统的可靠性使之能适应各种工业现场。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*数据采集仪计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*U的概念规定的尺寸是服务器的宽(cm=英寸)与高(cm的倍数)。由于宽为英寸所以有时也将满足这一规定的机架称为“英寸机架”。厚度以cm为基本单位。U就是cmU则是U的倍为cm。也就是说所谓“U的PC服务器”就是外形满足EIA规格、厚度为cm的产品。设计为能放置到英寸机柜的产品一般被称为机架服务器。计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*计算机控制技术工控机简介*计算机控制技术*计算机控制技术

很多人都会好奇,为什么中国女子怀孕,会说身怀六甲呢?原来这六甲来源“天干”,即甲子、甲寅、甲辰、工控机简介工控机简介甲午、甲申、甲戌六个甲日,是象征着生命起始的日子。由于天干地支这一历法与古人的生活息息相关,并被赋予了神秘的符号内容,因此成为了我们研究古人智慧及其生活方式的重要资料。

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