1、計算機控制系統(tǒng)的設定修訂既是理論問題，也是工程問題。 計算機控制系統(tǒng)的理論設定修訂包括：建立受控對象的數(shù)學模型，確定符合一定技術經(jīng)濟指標(包括建立受控對象的數(shù)學模型)的系統(tǒng)目標函數(shù)，選擇適當?shù)男抻営嬎惴椒ê途幊陶Z言，求出符合該目標函數(shù)的控制規(guī)則計算機控制系統(tǒng)的工程不僅要掌握生產(chǎn)過程的過程要求，而且要掌握被控對象的動態(tài)和靜態(tài)特性，熟悉自動檢測技術、計算機技術、通信技術、自動控制技術、微電子技術等。第8章計算機控制系統(tǒng)的設置修訂和實現(xiàn)、8.1系統(tǒng)的設置修訂原則和程序、8.1.1系統(tǒng)設置修訂原則、安全可靠(環(huán)境差、干擾、備份系統(tǒng)、故障診斷)操作維護的便利性實時性高(定時事件、隨機事件) 通用性好(硬

2、件標準總線和模塊結構如果不這樣做，系統(tǒng)發(fā)生故障，整個控制過程就會混亂，導致嚴重的結果，所造成的損失往往大大超過計算機控制系統(tǒng)本身的價值。 工業(yè)生產(chǎn)過程，特別是連續(xù)生產(chǎn)過程的企業(yè)，不允許存在故障率高的設備。 系統(tǒng)可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。 在糾錯機控制系統(tǒng)中，一般將可靠性指標表示為系統(tǒng)的平均無故障時間MTBF和平均維護時間MTTR。 MTBF反映了系統(tǒng)的可靠工作能力，MTTR表示系統(tǒng)一出現(xiàn)故障就恢復工作的能力，通常MTBF大于某個規(guī)定值，希望MTTR值越短越好。 (1)因為安全可靠，在系統(tǒng)設定訂正時，首先選擇高性能的產(chǎn)業(yè)控制訂正機，保證在嚴酷的產(chǎn)業(yè)環(huán)境下也能正常工

3、作。 其次，制定可靠的控制方案，具備警報、事故預測、事故處理、不間斷電源等安全對策。 為了預防電腦的故障，也有必要修訂后備裝置。 對于一般的控制回路，選擇手動操作器作為備份。對于重要回路，選擇通常的控制儀表作為備份。 如果計算機發(fā)生故障，則將備用裝置切換到控制電路，維持生產(chǎn)過程的正常工作。 對于特殊的控制對象，可以設定為2臺修正機相互預備地執(zhí)行控制任務，成為2臺系統(tǒng)。 在大型系統(tǒng)中，考慮到功能的分散，應采用分散控制系統(tǒng)或現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。 具有使用方便和維護方便的兩個意義。 首先，方便使用。 在系統(tǒng)設定修改時，應盡量考慮用戶的易用性，特別是操作面板的設定修改，體現(xiàn)操作的先進性，同時考慮原來的操

4、作習慣。 控制開關不太多也不復雜，盡量降低使用者對專業(yè)知識的要求，使他們能夠在短時間內(nèi)熟悉操作。 其次，易于維護，如果發(fā)生故障，便于檢索和故障排除。 在硬件方面，從必須考慮部件的排列位置、標準化的模板構造、帶電插拔是否容易等的軟件的觀點來看，為了能夠通過程序發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生時發(fā)生故障的地方，構成錯誤檢查程序和診斷程序(2)操作維護方便，(3)實時性強，修正機控制系統(tǒng)的實時性能夠對內(nèi)部和外部的事件實時響應，進行相應的處理，不丟失信息，不延遲操作。 計算機處理的事件通常分為兩類。 一個是時序事件，例如數(shù)據(jù)的時序收集、運算控制等，必須在該系統(tǒng)中設定時鐘，保證時序處理的另一個是隨機事件，例如事故警報等，對

5、該系統(tǒng)設定中斷，根據(jù)故障的優(yōu)先順序進行中斷(4)通用性強，工業(yè)控制對象千差萬別，但修正機控制系統(tǒng)的開發(fā)需要一定的投資和周期。 一般地，該系統(tǒng)不能為一個裝置或一個生產(chǎn)過程開發(fā)一臺專用計算機，而且通常設置或選擇通用的計算機控制器以靈活地配置。 在設備或控制對象發(fā)生了變更、或者設定其他控制系統(tǒng)時，通用性高的系統(tǒng)一般只要稍加變更或擴展就可以對應。 計算機控制系統(tǒng)的共同靈活性體現(xiàn)在兩個方面：一是在硬件設置修改方面，首先采用標準總線結構，配置各種共同的功能模板或功能模塊，在需要擴展時，添加相應的板塊即可實現(xiàn)。 接著，在系統(tǒng)設定糾正時，各設定糾正指標保留輸入輸出信道指標、存儲器容量、電源功率等一定的容量。

6、二是在軟件方面，采用標準模塊結構，盡量不進行二次開發(fā)，主要根據(jù)要求選擇各種軟件功能模塊，靈活進行控制系統(tǒng)的構成。 (5)經(jīng)濟效益高，修訂機控制應該帶來高的經(jīng)濟效益，需要市場競爭意識。 經(jīng)濟效益表現(xiàn)在兩個方面：一是系統(tǒng)設置修訂的性價比盡可能高，在滿足設置修訂要求的情況下，盡可能采用物美便宜的部件；二是投入生產(chǎn)比盡可能低，提高生產(chǎn)產(chǎn)品的質量和生產(chǎn)量，降低能耗，消除污染，改善勞動條件等計算機控制系統(tǒng)工程項目的研發(fā)分為四個階段：工程項目和控制任務的確定階段(1)甲方修改任務委托書(系統(tǒng)技術性能指標、經(jīng)費、修訂進度、合作方式等) (2)乙方研究任務委托書(3)雙方修改委托書(4) 乙方初步簽訂了系統(tǒng)整體

7、方案的設定修訂合同(雙方任務分別為責任、合作方式、支付方式、進度和修訂計劃的安排、檢查方式和條件、成果的歸屬和違約的解決辦法等)、8.1.2系統(tǒng)設定修訂的步驟(1)組成項目研發(fā)小組(明確分工和協(xié)調(diào)的合作關系) 系統(tǒng)總體方案(硬件總體方案、軟件總體方案) (3)方案論證和審查(4)硬件和軟件各自的細分設置修訂(5)硬件和軟件各自的調(diào)整(6)離線模擬和調(diào)試后，不斷停止4、在線調(diào)試和運行階段聯(lián)系系統(tǒng)和生產(chǎn)過程，進行現(xiàn)場調(diào)試和運行。 系統(tǒng)正常運行后，可以組織檢查。 檢查是表示系統(tǒng)項目最終完成的標志。8.2系統(tǒng)的工程設施修訂和實現(xiàn)8.2.1系統(tǒng)整體方案設施修訂整體修訂是指理解控制對象，熟悉控制要求，確定

8、綜合的技術性能指標，確定系統(tǒng)的構成方式和控制裝置和現(xiàn)場設備的選擇，確定控制規(guī)則算法和其他特殊的功能要求。 (1)確定系統(tǒng)任務和控制方案(2)確定系統(tǒng)的配置方案設置校正(3)選擇現(xiàn)場設備(4)確定控制算法(5)確定硬件和軟件功能的劃分(6)其它考慮方法1 .硬件總體方案設置校正(1)方案對于確定SCC、DCS、FCS等) (2)系統(tǒng)構成方式(采用機床、PLC、智能調(diào)節(jié)器、積木式模塊結構)的通用控制系統(tǒng)，優(yōu)先現(xiàn)有的總線式IPC系統(tǒng)或PLC裝置，加快設定、修正、研發(fā)的過程例如，PC總線IPC有幾十種國內(nèi)外品牌，PLC也有十幾種品牌幾十種系列。經(jīng)過嚴格測試，這些符合工業(yè)化標準的控制器模板、模塊產(chǎn)品可以

9、提供各種硬件和軟件接口(包括相應的驅動程序等)。 這些模板模塊產(chǎn)品只要總線標準一致，就可以在購買后插入相應的空插槽進行運行，對于系統(tǒng)的構成非常方便。 所以。 只要買不到滿足自己要求的產(chǎn)品，就不要隨便決定自己開發(fā)。 2、在整個軟件方案修訂中，使用IPC或PLC構建計算機控制系統(tǒng)不僅能夠減少系統(tǒng)硬件設置修訂工作量，還能夠減少系統(tǒng)軟件設置修訂工作量。 一般來說這些具備實時OS和實時監(jiān)視程序、各種控制運算軟件和配置軟件等，系統(tǒng)設定修正者能夠以最短的周期開發(fā)應用軟件。 3、系統(tǒng)總體方案(1)系統(tǒng)的主要功能、技術指標、原理圖和文字描述(2)控制策略和控制算法(3)系統(tǒng)硬件結構和配置(4)方案比較和選擇(5

10、)保證性能指標要求的技術措施(6)抗干擾和可靠性設定糾正(6) 8.2.2硬件工程的設定訂正和實現(xiàn)1 .選擇系統(tǒng)的總線和主機類型(1)選擇系統(tǒng)的總線是內(nèi)總線和外總線選擇(2)選擇主機機種2 .選擇輸入輸出通道模板(1)數(shù)字量(開關量)輸入輸出(DI/DO 選擇發(fā)信器(2)選擇執(zhí)行機構(電動、氣壓、液動)8.2.3軟件的工程設定修訂和實現(xiàn)1 .數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)結構修訂畫面2 .資源分配(RAM/ROM、I/f計時器等)3.實時控制軟件設定修訂是數(shù)據(jù)控制量輸出程序和實時時鐘、中斷處理程序、數(shù)據(jù)管理程序和數(shù)據(jù)通信程序、8.2.4系統(tǒng)的調(diào)試和運行1 .離線模擬和調(diào)試(硬件調(diào)試檢查正確安裝，系統(tǒng)8.3計算

11、機控制系統(tǒng)設置修訂例以啤酒發(fā)酵過程計算機控制系統(tǒng)為例，8.3.1啤酒發(fā)酵工藝和控制要求控制發(fā)酵槽按照下圖的溫度工藝曲線運行，8.3.2系統(tǒng)總體方案修訂1 .發(fā)酵槽的測點分布和管道結構，系統(tǒng)共10個發(fā)酵各罐測定5個殘奧表，有3個控制點的他們分別是上段溫度TTa、中段溫度TTb、下段溫度TTc、罐內(nèi)上部氣體壓力PT、液位LT、上段冷帯調(diào)節(jié)閥TVa、中段冷帯調(diào)節(jié)閥TVb、下段冷帯調(diào)節(jié)閥TVc。 2 .檢測裝置和致動器的溫度檢測采用WZP-231鉑熱電阻和RTTB-EKT溫度變送器的壓力檢測采用CECY-150G靜電電容式壓力變送器液位檢測采用CECU-341G靜電電容式液位變送器致動器采用ZDLP-6B電動調(diào)節(jié)閥3， 控制規(guī)則在恒溫階段采用增量型PI控制算法，在升溫、降溫階段采用PID控制算法， 在控制軟件設置修訂中提供Smith估計控制算法的4 .控制系統(tǒng)主體和過程信道模板控制主體選擇康拓IPC-8500工業(yè)控制功能過程信道模板選擇康拓IPC-5488 12位光電隔離板5的8.3.3系統(tǒng)硬件設定訂正，2 .軟件設定訂正(1)數(shù)據(jù)收集程序，共有