工控機(jī)在智能系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

工控機(jī)在智能系統(tǒng)中的應(yīng)用分析文章標(biāo)題：工控機(jī)在智能系統(tǒng)中的應(yīng)用分析摘要：智能控制器是針對機(jī)電一體化系統(tǒng)的智能控制器件，利用工控機(jī)可使智能系統(tǒng)更好地適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的使用要求，提高智能系統(tǒng)的穩(wěn)定性。作者設(shè)計(jì)了工控機(jī)在智能系統(tǒng)中的應(yīng)用模式，探討了工控機(jī)在智能系統(tǒng)中可行性新技術(shù)。關(guān)鍵詞：工控機(jī)，智能系統(tǒng)，嵌入式：TP391.8：：1引言控制器是向系統(tǒng)部件提供協(xié)同運(yùn)行所需要的控制信號。20世紀(jì)90年代以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)的開展促使控制系統(tǒng)向數(shù)字式、分布式、開放可互操作和面向開放式互連網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)開展。新型工業(yè)控制系統(tǒng)及產(chǎn)品的應(yīng)用系統(tǒng)具有的一些控制要求和特點(diǎn)，如實(shí)時(shí)控制、分布控制、事件驅(qū)動(dòng)控制、智能系統(tǒng)控制，不僅提高了系統(tǒng)的控制功能，同時(shí)也對其系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)提出了新形式和高要求。在此所講的控制器主要是針對機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制器件，例如：采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、單片機(jī)、可編程序控制器等，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)生產(chǎn)線等領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用。為了使微機(jī)控制系統(tǒng)能夠很好地適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的使用要求，計(jì)算機(jī)公司專門研制了工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，簡稱工控機(jī)，工控機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)總線和模板結(jié)構(gòu)，具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)，因而得到了越來越廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)使用最多的工控機(jī)是STD總線工控機(jī)和PC總線工控機(jī)。2工控機(jī)的功能模塊工控機(jī)的功能模板可分為系統(tǒng)模板、I/O接口類模板和通信類模板三大類。對于STD總線工控機(jī)來說，系統(tǒng)模板包括CPU模板、存儲(chǔ)器模板、人機(jī)接口和系統(tǒng)支持模板。對于PC總線工控機(jī)來說，系統(tǒng)模板就是一體化CPU板。I/O接口類模板包括開關(guān)量I/O模板、A/D轉(zhuǎn)換模板、D/A轉(zhuǎn)換模板、信號調(diào)理板、繼電器輸出板等。通信類模板包括如RS-232C接口板、USB接口板、GPIB接口板、工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)接口板等。工控機(jī)的模板式結(jié)構(gòu)，使用戶能夠根據(jù)實(shí)際需要方便地選擇配置。例如：嵌入式主機(jī)板、IntelPentium處理器、DDR內(nèi)存、支持2個(gè)LAN網(wǎng)卡、支持LCD和VGA顯示、支持Audio、2個(gè)USB接口等配置。選用時(shí)可查閱相關(guān)計(jì)算機(jī)公司的產(chǎn)品目錄。在進(jìn)行系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上確定選用哪些模板來組成應(yīng)用系統(tǒng)。主要表現(xiàn)在輸入輸出接口及相關(guān)的控制設(shè)備，配上系統(tǒng)軟件和設(shè)計(jì)的應(yīng)用軟件后，系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)相關(guān)的檢測和控制，并具有圖形顯示和打印功能。3工控機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)3.1檢測、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和順序控制系統(tǒng)檢測、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)應(yīng)用工控機(jī)對生產(chǎn)過程的各種參數(shù)進(jìn)行檢測，將檢測結(jié)果存儲(chǔ)、顯示或打印，繪制成表格或曲線；并能根據(jù)需要對檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；當(dāng)測量值超過規(guī)定值或發(fā)生其它故障時(shí)，能發(fā)出聲光報(bào)警。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。順序控制系統(tǒng)是在工控機(jī)控制下，使生產(chǎn)設(shè)備按照預(yù)先確定的某種順序有規(guī)律地進(jìn)行工作。圖1工控機(jī)檢測、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.2直接數(shù)字控制系統(tǒng)直接數(shù)字控制系統(tǒng)即DDC系統(tǒng)，是利用工控機(jī)作為數(shù)字調(diào)節(jié)裝置，直接對生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。圖2工控機(jī)DDC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.3監(jiān)督控制系統(tǒng)監(jiān)督控制系統(tǒng)即SCC系統(tǒng)，是根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的有關(guān)參數(shù)和狀態(tài)信息，按照被控裝置的數(shù)學(xué)模型和控制算法算出最正確工藝給定值，送DDC工控機(jī)作為控制依據(jù)。由DDC工控機(jī)實(shí)現(xiàn)PDI或前饋控制，直接指揮生產(chǎn)。也可不要DDC，其功能由SCC兼管。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。圖3工控機(jī)SCC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.4分存式控制系統(tǒng)在生產(chǎn)規(guī)模大、生產(chǎn)過程復(fù)雜的情況平，控制系統(tǒng)可由多級組成，具有不同的結(jié)構(gòu)形式，亦稱集散控制系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。圖4工控機(jī)分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4工控機(jī)新技術(shù)（1）現(xiàn)場總線和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS自動(dòng)化技術(shù)正經(jīng)歷重大變革，我們的工作實(shí)質(zhì)上是圍繞這種變革進(jìn)行的。由于現(xiàn)場總線技術(shù)的開展，新一代的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS正走向?qū)嵱没@是自動(dòng)化技術(shù)革新的一個(gè)重要熱點(diǎn)，它將給自動(dòng)化技術(shù)帶來一次深刻的革命。FCS的關(guān)鍵要點(diǎn)是：FCS的基礎(chǔ)是數(shù)字化智能化現(xiàn)場裝置；FCS的核心是現(xiàn)場總線協(xié)議，即總線標(biāo)準(zhǔn)；FCS的本質(zhì)是信息處理的現(xiàn)場化和網(wǎng)絡(luò)化。（2）PC-based工業(yè)控制計(jì)算機(jī)PC-based（包括嵌入式PC）控制系統(tǒng)亦稱IPC，正以20以上的速率增長，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了FCS。這主要在于PC機(jī)的開放性，它具有豐富的硬件資源、軟件資源和人力資源，既得利于廣大工程技術(shù)人員的支持，也為廣大