"该资源主要介绍了计算机控制系统的设计与实现过程,涵盖了系统设计的原则、步骤以及具体的工程设计与实现方法。此外,还提供了一个计算机控制系统设计的实验案例,即沥青砼拌和楼水煤浆燃烧炉自动控制系统的设计方案。"
在计算机控制系统设计与实现中,首要考虑的原则是系统的安全性和可靠性。这通常通过采用双机备份和主从工作模式来确保,以防止单点故障导致整个系统瘫痪。双工工作方式也用于提高系统的稳定性和可用性。同时,设计时需确保操作维护的便捷性,满足实时性需求,并具有良好的通用性,以便适应不同的应用场景。设计时应遵循标准化,使系统具有一定的扩展性和预留余量,以适应未来可能的需求变化,同时追求较高的经济效益。
系统设计一般分为四个阶段:首先,确定工程项目与控制任务,这涉及到对项目目标的明确和任务的分配。接着,进入设计阶段,包括组建研制小组,制定总体方案,进行方案的论证和送审,以及硬件和软件的细化设计与分别调试。在第三阶段,进行离线仿真和调试,这个阶段主要是为了在实验室环境中暴露和解决问题,避免对实际生产环境造成影响。最后,系统在线调试和运行阶段,将系统接入生产过程,进行现场调试和运行,只有经过这一阶段,系统才能正式投入运行,并在满足条件后进行验收。
在工程设计与实现过程中,首先要了解工艺要求,明确控制任务。这涉及到选择合适的测量元件、执行机构,确定输入输出通道和外设,并构建整个控制系统的原理图。接下来,建立数学模型,这是确定控制算法的基础。然后,具体设计系统硬件和软件,并进行调试,以确保系统能够有效地完成设定的控制任务。
实验2是一个计算机控制系统设计的实例,旨在让学生根据工艺要求和控制任务,确定系统设计方案,选择适当的微机接口,建立数学模型,确定控制算法,以及进行硬件和软件的具体设计。实验还包括软硬件联调,通过对控制系统的性能参数如快速性、超调量和稳态误差的分析,评估系统是否达到预期的控制效果。
案例研究部分提到了沥青砼拌和楼的水煤浆燃烧炉自动控制系统,这是一个典型的工业自动化应用,涉及到集料的烘干、加热、筛分和计量,沥青的加热和计量,以及配合比的精确控制,以确保拌和出符合质量标准的沥青混合料。这样的控制系统需要精准的温度和流量控制,以实现高效且稳定的生产。