計算機控制系統的發展
2024/11/15 8:03:05點擊：
計算機控制系統是以計算機控制技術與控制理論為基礎，在“施控”和“被控”之中“控制策略”是內核。計算機控制的領域非常廣泛，被控對象可以從小到大，從簡單到復雜。計算機可以控制單個電機或閥門，也可控制和管理一個車間，整個工廠以至整個企業。計算機信息處理技術的發展，也從數字發展到文字，從黑白到彩色，從無聲到有聲，從本地到遠方。有關專家預測，計算機將向微型化、巨型化、網絡化、多媒體以及智能方向發展，工業控制也從“*底層測控”發展到集“管控一體化”的CIMS工程發展。
計算機控制系統的根本是實現開、閉環控制：以實現程序順序控制、PID控制、有限拍控制、復雜規律的控制、智能控制。所構成的系統包括：數據處理系統、直接數字控制、監督控制、分級控制、集散控制、現場總線網絡控制系統。工控計算機系統由80年代初，從單板機、單片機到現在的IPC、PCI、嵌入式系統、現場總線系統。目前工控系統機特別受到關注的問題集中在如下幾方面：
（1）IPC因PC機硬、軟件資源豐富、產量大、價格低、質量高，為廣大技術人員所熟悉和認可。目前，PC機占通用計算機95以上。這是工業PC熱的基礎。IPC是在機箱中插入各種高性能的CPU卡、RAM、ROM/Flash電子盤，各類外設卡及工業I/O卡，便構成了一個工業控制過程控制IPC硬件系統。結構上采用個人電腦顯示器與觸模屏；除適合卡板豎插的機箱結構，還普遍推出前后插的機箱結構；適用于中小系統的一體化結構。
（2）嵌入式PC，即嵌入式計算機：“嵌入”到設備內部，提供用戶接口，管理數據輸入、輸出，指導設備工作的計算機。目前，在嵌入式設計中使用*多的還是80386和80486。這種CPU性能價格比高，有Intel、IBM、Cyrixs、AMD和TI等著名CPU制造商支持；有豐富的軟件支撐。嵌入式PC能在惡劣環境下長期可靠工作。它是對以往單片機系統以及IPC工控系統機的替代、拓展和完善。同時它的應用思想可擴展延伸出象MIC2000)、PC/104系統以及嵌入WinCE系統等。
（3）內部總線PCI：PCI隨著CPU性能的不斷提高，總線結構經歷了幾個發展階段。局部總線有兩種標準：VESA和PCI這兩個總線的數據寬度均為32位，并可擴展到64位，數據傳輸率132MB～264MB/S，但VL總線受CPU時鐘頻率的限制，只為Intel486芯片所專用，而PCI總線是一個經濟實用的高性能總線。現PCI不僅用于PC機，還向通訊等很廣泛領域擴展。
（4）外部總線：現場總線。現場總線是連接設置在工業過程現場的儀表與設置在控制室內的控制設備的數字化、雙向、多向通信網絡。它具有消除4～20mA信號傳輸瓶頸現象等很多優點，意義深遠，因此受到國際上自動控制、儀表產業、計算機產業界的高度重視，有良好的發展前景。目前，較為流行的現場總線有FF、PROFIBUS、CAN、Lonworks、HART。此外，外部總線一種簡單形式“遠端模塊總線采集系統”也被普遍采用。
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