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1、 第八章典型计算机控制系统的结构与组成q 1.总线式工业控制计算机 q 2.基于可编程控制器的计算机控制系统q 3.基于嵌入式PC/104总线的计算机控制系统 q 4.基于单片机的计算机控制系统 q 5.集散型计算机控制系统 1.总线式工业控制计算机 IPC的主要结构：(1)全钢机箱:IPC的全钢机箱是按标准设计的，抗冲击、抗振动、抗电磁干扰。(2)无源底板：无源底板的插槽由ISA和PCI总线的多个插槽组成，ISA或PCI插槽的数量和位置根据需要有一定选择。底板可插接各种板卡，包括CPU卡、显示卡、控制卡、I/O卡等。(3)工业电源：AT电源，平均无故障运行时间达到250,000小时。(4)C
2、PU卡：有多种，根据尺寸分为长卡和半长卡，根据处理器分为386、486、586、PII、PIII主板，用户可视自己的需要任意选配。(5)其他配件：IPC的其他配件基本上都与PC机兼容，主要有内存、显卡、硬盘、软驱、键盘、鼠标、光驱、显示器等。1.总线式工业控制计算机 IPC 半长卡 全长卡 1.总线式工业控制计算机 CPCI工控机的主要结构：CompactPCI技术是在PCI技术基础之上经过改造而成的，在结构上具体有三个方面：（1）继续采用PCI局部总线技术；（2）抛弃IPC传统机械结构，改用高可靠欧洲卡结构，改善了散热条件、提高了抗振动冲击能力、符合电磁兼容性要求；（3）抛弃IPC的金手指式
3、互连方式，改用2mm密度的针孔连接器，具有气密性、防腐性，进一步提高了可靠性，并增加了负载能力。经过改造的CPCI工控机非常适合工业现场应用，由于具有热插拔和冗余设计能力，可以构建高可用性系统，满足电信、数字通信、军事装备以及其它高可靠领域的要求。目前CompactPCI技术是国际上最先进的工业计算机技术。1.总线式工业控制计算机 CPCI CPU卡 2.基于可编程控制器的计算机控制系统 PLC特点：高可靠性 通过综合采用可靠性措施，可使PLC的平均故障间隔时间MTBF（Mean Time Between Failures）高达几十万小时（30年以上）。功能强，具有很好的可扩展性。PLC可以实
4、现大规模的开关量逻辑控制，能够方便地实现A/D、D/A转换，实现过程控制、数字控制等。采用模块化结构 由于采用模块化结构，且各种模块上均设有运行和故障指示，使PLC安装性、可扩展性、可维护性好。编程简单易学 PLC编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图进行。控制系统采用模块配置、系统集成，使系统设计调试周期短。2.基于可编程控制器的计算机控制系统 PLC控制系统结构图 2.基于可编程控制器的计算机控制系统 PLC控制系统的设计流程 3.基于嵌入式PC/104总线的计算机控制系统 PC104系统特点：（1）小尺寸结构：标准模块的机械尺寸是3.6*3.8英寸，即90*96mm；（2）堆栈式连接：
5、去掉总线背板和插板滑道，总线以“针”和“孔”形式层叠连接，即PC104总线模块间总线的连接是通过上层的针和下层的孔相互咬合相连，这种层叠封装有极好的抗震性；（3）能耗低：由于减少了元件数量和电源消耗，4mA总线驱动即可使模块正常工作，每个模块1-2瓦能耗。3.基于嵌入式PC/104总线的计算机控制系统 PC104模块 4.基于单片机的计算机控制系统 单片机构成的单回路数字调节器示例 5.集散型计算机控制系统 集散型控制系统具有以下主要特点：1）自主性 系统上各工作站是通过网络接口链接起来的，具有自治能力，可独立地完成分配给自己的任务。2）协调性 各工作站间通过通信网络传送各种信息协调地工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。3）友好性 集散型控制系统软件是面向工业控制技术人员、工艺技术人员和生产操作人员设计的，其使用界面与之相适应。4）适应性、灵活性和可扩充性 硬件和软件采用开放式、标准化和模块化设计，系统采用积木式结构，具有灵活的配置，可适应不同用户的需要。5）可靠性 高可靠性、高效率和高可用性是集散型控制系统的生命力所在。5.集散型计算机控制系统