計(jì)算機(jī)控制技術(shù)第10章講述

1、自動(dòng)化教研室第第1010章章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) v 10.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則與步驟v 10.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)v 10.3 電熱油爐溫度單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)v 10.4 換熱站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)v 10.5 三維直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)10.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則與過程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則與過程v 10.1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則v 10.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的10.1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則v安全可靠v 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)不同于一般的用于科學(xué)計(jì)算或管理的計(jì)算機(jī)，它的工作環(huán)境比較惡劣，周圍的各種干擾隨時(shí)威脅著它的正常運(yùn)行，而且它所擔(dān)當(dāng)?shù)目刂浦厝斡植辉试S它發(fā)生異?，F(xiàn)象。v具有冗

2、余性v 為了預(yù)防計(jì)算機(jī)故障，需設(shè)計(jì)后備裝置。對(duì)于重要的控制回路，選用常規(guī)控制儀表作為后備。對(duì)于特殊的控制對(duì)象，設(shè)計(jì)兩臺(tái)控制機(jī)，互為備用地執(zhí)行控制任務(wù)，稱為雙機(jī)系統(tǒng)。 v實(shí)時(shí)性強(qiáng)v 工業(yè)控制機(jī)的實(shí)時(shí)性，表現(xiàn)在對(duì)內(nèi)部和外部事件能及時(shí)地響應(yīng)，并做出相應(yīng)的處理，不丟失信息，不延誤操作。v 計(jì)算機(jī)處理的事件一般分為兩類，一類是定時(shí)事件，如數(shù)據(jù)的定時(shí)采集，運(yùn)算控制等；另要是隨機(jī)事件，如事故、報(bào)警等。對(duì)于定時(shí)事件，系統(tǒng)設(shè)置時(shí)鐘，保證定時(shí)處理。v 對(duì)于隨機(jī)事件，系統(tǒng)設(shè)置中斷，并根據(jù)故障的輕重緩急，預(yù)先分配中斷級(jí)別，一旦事故發(fā)生，保證優(yōu)先處理緊急故障。操作維護(hù)方便操作方便表現(xiàn)在操作簡(jiǎn)單、直觀形象、便于掌握。并不

3、強(qiáng)求操作工要掌握計(jì)算機(jī)知識(shí)才能操作。既要體現(xiàn)操作的先進(jìn)性，又要兼顧原有的操作習(xí)慣。通用性好靈活性強(qiáng)工業(yè)控制機(jī)的靈活性體現(xiàn)在兩方面，一是硬件模板設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)總線結(jié)構(gòu)(如PC總線)，配置各種通用的功能模板，以便在擴(kuò)充功能時(shí)，只需增加功能模板就能實(shí)現(xiàn)；二是軟件模塊或控制算法采用標(biāo)準(zhǔn)模塊結(jié)構(gòu)，用戶使用時(shí)不需要二次開發(fā)，只需按要求選擇各種功能模塊，靈活地進(jìn)行控制系統(tǒng)組態(tài)。v具有開放性v 開放性體現(xiàn)在硬件和軟件兩個(gè)方面。v經(jīng)濟(jì)效益高v 計(jì)算機(jī)控制應(yīng)該帶來高的經(jīng)濟(jì)效益，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮性能價(jià)格比，要有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的性能價(jià)格比要盡可能的高；二是投入產(chǎn)出比要盡可能的低。 1

4、0.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程v 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)過程主要包括設(shè)計(jì)任務(wù)書、初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試、資料歸檔等五個(gè)階段。v1.設(shè)計(jì)任務(wù)書v 設(shè)計(jì)任務(wù)書是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)的主要依據(jù)，在設(shè)計(jì)任務(wù)書中要明確：v (1)工藝流程或被控對(duì)象特征 v 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的目的是為了最有效地保證工藝流程的順利進(jìn)行，所以熟悉工藝流程是設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的前提。v v (2)主要工藝參數(shù)及指標(biāo)要求 v 任何一個(gè)生產(chǎn)過程中，影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)速度的因素很多，所以必須確定被控對(duì)象的主要工藝參數(shù)及其性能指標(biāo)，根據(jù)工藝參數(shù)的性能要求不同構(gòu)建不同種類的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。v (3)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境 v

5、工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境是復(fù)雜的，任何一種控制裝置或儀器都不可能百分之百地適用于所有的工作環(huán)境，為了保證控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行及所有性能指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，需要對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境包括溫度變化范圍、濕度變化范圍、電磁干擾環(huán)境、粉塵、噪音、電網(wǎng)變化、靜電場(chǎng)等有充分的了解并在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采取有效措施。v (4)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) v 同樣的生產(chǎn)工藝，可以有不同的控制系統(tǒng)，而且系統(tǒng)性能指標(biāo)一般來說也是越高越好。如何決定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和評(píng)價(jià)指標(biāo)，在系統(tǒng)的性能、造價(jià)、復(fù)雜度、可靠性、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性等諸多約束條件中確定最佳平衡點(diǎn)，這就是規(guī)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)的目的。v2.初步設(shè)計(jì)v 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書，以及市場(chǎng)可入手的設(shè)備、裝置和設(shè)計(jì)者

6、自身所掌握的技術(shù)，對(duì)可能滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的各類及其特征進(jìn)行分析后，確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案。v (1)系統(tǒng)方案選擇 v 滿足同一種生產(chǎn)工藝要求的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案可能不只一種，必須根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書規(guī)定的其他指標(biāo)，如性能價(jià)格比、操作的方便程度、可擴(kuò)展性等確定一種比較合理的設(shè)計(jì)方案。v v (2)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的確定 v 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)除了依存于生產(chǎn)工藝要求外，還取決于系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境、生產(chǎn)管理者的要求、可入手設(shè)備及裝置的性能等。v (3)主要設(shè)備和裝置的選擇 v 控制系統(tǒng)是由一系列的裝置和元器件組成的。從某種意義上講，構(gòu)成系統(tǒng)的元器件和裝置的性能決定了系統(tǒng)的性能。v (4)性能價(jià)格比評(píng)價(jià) v 根據(jù)技術(shù)指標(biāo)選擇了系統(tǒng)的方案后

7、，要對(duì)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)以外的各種指標(biāo)，主要是性能價(jià)格比進(jìn)行比較評(píng)價(jià)，才能設(shè)計(jì)出有限條件下最好的控制系統(tǒng)。v3.詳細(xì)設(shè)計(jì)v 根據(jù)初步設(shè)計(jì)所確定的系統(tǒng)方案和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行具體詳細(xì)的設(shè)計(jì)。v (1)系統(tǒng)功能塊劃分 v 一個(gè)控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求不同，可以劃分為多個(gè)不同的 功能塊，合理地劃分系統(tǒng)功能塊并對(duì)各功能塊分別設(shè)計(jì)，可有效地提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性。v (2)硬件設(shè)計(jì) v 針對(duì)各個(gè)不同功能塊合理選擇硬件實(shí)現(xiàn)方案及元器件和裝置。v (3)軟件設(shè)計(jì) v 對(duì)系統(tǒng)及各功能塊有效運(yùn)行所必須的程序和指令系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程。v (4)輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì) v 為了保證控制系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定運(yùn)行需要

8、為系統(tǒng)設(shè)計(jì)一些諸如保護(hù)系統(tǒng)、熱備系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)。v4.安裝調(diào)試v (1)系統(tǒng)離線調(diào)試與評(píng)價(jià) v 系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，需要在實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，以確認(rèn)系統(tǒng)是否按設(shè)計(jì)期望正常運(yùn)轉(zhuǎn)、各項(xiàng)性能是否符合設(shè)計(jì)要求。v (2)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)安裝 v 經(jīng)過實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的系統(tǒng)最終要在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。v (3)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試 v 由于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境一般是不一樣的，所以盡管系統(tǒng)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室調(diào)試評(píng)價(jià)，但在現(xiàn)場(chǎng)安裝完成后還要進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的調(diào)整才能保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。v (4)在線測(cè)試 v 經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的控制系統(tǒng)，在正式投入使用前還要測(cè)試各項(xiàng)控制指標(biāo)，以保證系統(tǒng)安全投入使用。v (5)系統(tǒng)最終評(píng)價(jià) v 系統(tǒng)投入使用初期,要按照

9、設(shè)計(jì)任務(wù)書所規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)，逐一進(jìn)行評(píng)價(jià)，必要時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行微調(diào)，最終使系統(tǒng)完全按照設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求正?？煽窟\(yùn)轉(zhuǎn)。v5.資料歸檔v (1)設(shè)計(jì)圖紙整理 v 經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試投入使用后，要對(duì)安裝調(diào)試的依據(jù)即設(shè)計(jì)圖紙整理歸檔，不可漏掉一張圖紙，包括調(diào)試過程中圖紙變化記錄，因?yàn)檫@些資料是系統(tǒng)今后維護(hù)、維修必不可少的依據(jù)。v (2)評(píng)價(jià)結(jié)果整理 v 對(duì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)的方法、環(huán)境、所使用的儀器、評(píng)價(jià)的依據(jù)、實(shí)驗(yàn)者及評(píng)價(jià)人和責(zé)任人等數(shù)據(jù)、資料在系統(tǒng)投入使用前必須系統(tǒng)整理歸檔，以備為日后系統(tǒng)分析、責(zé)任區(qū)分等提供原始資料和數(shù)據(jù)。v (3)編寫使用說明書 v 系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成投入使用后，設(shè)計(jì)者的基本義務(wù)是為系統(tǒng)使用者提供完整的

10、使用說明，并保證具體使用操作者能夠正確熟練地操作系統(tǒng)。v (4)設(shè)計(jì)完成確認(rèn)書 v 系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書是系統(tǒng)使用單位根據(jù)實(shí)際需要給設(shè)計(jì)者提供的設(shè)計(jì)依據(jù)和約束條件，設(shè)計(jì)完成確認(rèn)書是使用者為系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提供設(shè)計(jì)合格及設(shè)計(jì)終了證明，只有拿到設(shè)計(jì)完成確認(rèn)書，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者才算最終完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)。10.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)v 10.2.1 初步設(shè)計(jì)v 10.2.2 硬件的詳細(xì)設(shè)計(jì)v 10.2.3 軟件的詳細(xì)設(shè)計(jì)v 10.2.4 系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行10.2.1 初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)v系統(tǒng)方案的選擇v 依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的技術(shù)要求確定系統(tǒng)的性質(zhì)是數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，還是對(duì)象控制系統(tǒng)，如果是對(duì)象控制系統(tǒng)，還應(yīng)根據(jù)系

11、統(tǒng)性能指標(biāo)要求，決定采用開環(huán)控制，還是采用閉環(huán)控制。v 根據(jù)控制要求、任務(wù)的復(fù)雜度、控制對(duì)象的地域分布等，確定整個(gè)系統(tǒng)是采用直接數(shù)字控制(DDC)、還是采用計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制(SCC)，或者采用分布式控制系統(tǒng)。v 由于每個(gè)特定的控制對(duì)象均有其特定的控制要求和規(guī)律根據(jù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)，因而必須選擇與之相適應(yīng)的控制策略和控制算法，依據(jù)具體的性能指標(biāo)不同要求可選擇PID、智能控制算法等。同時(shí)，還要綜合考慮系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、整個(gè)系統(tǒng)的性能價(jià)格比等。v確定系統(tǒng)的構(gòu)成方式v 控制方案確定后，就可進(jìn)一步確定系統(tǒng)的構(gòu)成方式，即進(jìn)行控制裝置機(jī)型的選擇。目前用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)裝置有多種可供選擇，如單片機(jī)、可編程控制器、I

12、PC、DCS、FCS等。v現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備選擇v 主要包含傳感器、變送器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇。這些裝置的選擇是正確控制精度的重要因素之一。根據(jù)被控對(duì)象的特點(diǎn)，確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用什么方案，比如是采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)還是其他方式驅(qū)動(dòng)，應(yīng)對(duì)多種方案進(jìn)行比較，綜合考慮工作環(huán)境、性能、價(jià)格等因素?fù)駜?yōu)而用。v其它方面的考慮v 總體方案中還應(yīng)考慮人機(jī)聯(lián)系方式的問題，系統(tǒng)的機(jī)柜或機(jī)箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、抗干擾等方面的問題。v系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)v 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的方法采用“黑箱”設(shè)計(jì)法。v 所謂“黑箱”設(shè)計(jì)，就是根據(jù)控制要求，將完成控制任務(wù)所需的各功能單元、模塊以及控制對(duì)象，采用方塊圖表示，從而形成系統(tǒng)的總體框圖。v 在這種總體框

13、圖上、只能體現(xiàn)各單元與模塊的輸入信號(hào)、輸出信號(hào)、功能要求以及它們之間的邏輯關(guān)系，而不知道“黑箱”的具體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；各功能單元既可以是一個(gè)軟件模塊，也可以采用硬件電路實(shí)現(xiàn)。v 總體設(shè)計(jì)后將形成系統(tǒng)的總體方案?？傮w方案確認(rèn)后，要形成文件，建立總體方案文檔。系統(tǒng)總體文件的內(nèi)容包括：v 系統(tǒng)的主要功能、技術(shù)指標(biāo)、原理性方框圖及文字說明。v 控制策略和控制算法，例如PID控制、達(dá)林算法、Smith補(bǔ)償控制、最級(jí)控制、前饋控制、解耦控制、模糊控制、最優(yōu)控制等。v 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及配置，主要的軟件功能、結(jié)構(gòu)及框圖。v 方案比較和選擇。v 保證性能指標(biāo)要求的技術(shù)措施。v 抗干擾和可靠性設(shè)計(jì)。v 機(jī)柜或機(jī)箱的結(jié)構(gòu)

14、設(shè)計(jì)。v 經(jīng)費(fèi)和進(jìn)度計(jì)劃的安排。10.2.2 硬件的詳細(xì)設(shè)計(jì)硬件的詳細(xì)設(shè)計(jì)v 系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)方案確定后，開始對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。v 詳細(xì)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)二部分。v 總線式工業(yè)控制機(jī)的高度模塊化和插板結(jié)構(gòu)，采用組合方式能夠大大簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，只需要簡(jiǎn)單地更換幾塊模板，就可以很方便地變成另外一種功能的控制系統(tǒng)。 v 選擇系統(tǒng)的總線和主機(jī)機(jī)型v 選擇系統(tǒng)的總線v 內(nèi)總線選擇v 常用的工業(yè)控制機(jī)內(nèi)總線有ISA、PCI和STD總線等，根據(jù)需要選樣其中一種。v 外總線選擇v 根據(jù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本類型，如果采用分級(jí)控制系統(tǒng)DCS等，必然有通信的問題。根據(jù)通信的速率、距離、系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

15、、通信協(xié)議等要求來綜合分析確定。 v 選擇主機(jī)機(jī)型v 在總線式工業(yè)控制機(jī)中，有許多機(jī)型，都因采用的CPU不同而不同。v 以ISA總線工業(yè)控制機(jī)為例，其CPU有Intel Pentium、Intel Pentium4、AMD AM2 Athlon64等多種型號(hào)，內(nèi)存、硬盤、主頻、顯示卡、CRT顯示器也有多種規(guī)格。v 設(shè)計(jì)人員可根據(jù)要求合理地進(jìn)行選型。v選擇輸入輸出通道模板v 一個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，除了主機(jī)以外，還必須配備各種輸入輸出通道模板才能構(gòu)成完整的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)。v 數(shù)字量(開關(guān)量)輸入輸出(DI/DO)模板v 模擬量輸入輸出(AI/AO)模板v選擇變送器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)v 選擇變送器v 選擇

16、執(zhí)行機(jī)構(gòu)10.2.3 軟件的詳細(xì)設(shè)計(jì)軟件的詳細(xì)設(shè)計(jì)v編程語(yǔ)言選擇v 在軟件設(shè)計(jì)前，首先應(yīng)針對(duì)具體的控制要求，選擇合適的編程語(yǔ)言 v數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)劃v 在系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)的各個(gè)模塊之間有著各種因果關(guān)系，互相之間要進(jìn)行各鐘信息傳遞。必須嚴(yán)格規(guī)定好各個(gè)接口條件，即各接口參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類型。v資源分配v 完成數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的規(guī)劃后，便可開始分配系統(tǒng)的資源了。系統(tǒng)資源包括ROM、RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷源、I/O地址等。 v實(shí)時(shí)控制軟件設(shè)計(jì)v 數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理程序v 控制算法程序v 控制量輸出程序v 實(shí)時(shí)時(shí)鐘和中斷處理程序v 數(shù)據(jù)管理程序v 數(shù)據(jù)通信程序10.2.4 系統(tǒng)的

17、運(yùn)行調(diào)試系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)試v 系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)試分為離線調(diào)試階段和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與運(yùn)行階段。離線調(diào)試般在實(shí)驗(yàn)室或非工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與運(yùn)行在生產(chǎn)過程工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。離線調(diào)試階段是基礎(chǔ)，檢查硬件和軟件的整體性能，為現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)做準(zhǔn)備，現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)是對(duì)全系統(tǒng)的實(shí)際考驗(yàn)與檢查。 v離線調(diào)試v 硬件調(diào)試v 對(duì)于各種標(biāo)準(zhǔn)功能模板，按照說明書檢查主要功能。用戶可采用制造商提供的測(cè)試軟件進(jìn)行測(cè)試。v 軟件調(diào)試v 軟件調(diào)試的順序是子程序、功能模塊和主程序。 v在線調(diào)試和運(yùn)行v 在上述調(diào)試過城中，盡管工作很仔細(xì)，檢查很嚴(yán)格，但仍然沒有經(jīng)受實(shí)踐的考驗(yàn)。因此，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行在線調(diào)試和運(yùn)行過程中，設(shè)計(jì)人員與用戶要密切配合，在實(shí)際運(yùn)行前制定一

18、系列調(diào)試計(jì)劃、實(shí)施方案、安全措施、分工合作細(xì)則等。v 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與遠(yuǎn)行過程是從小到大，從易到難，從手動(dòng)到自動(dòng)，從簡(jiǎn)單回路到復(fù)雜回路逐步過渡。 10.3 電熱油爐溫度單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)電熱油爐溫度單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)v 10.3.1 控制任務(wù)與工藝要求v 10.3.2 硬件系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)v 10.3.3 控制算法v 10.3.4 軟件設(shè)計(jì)10.3.1 控制任務(wù)與工藝要求控制任務(wù)與工藝要求v電熱油爐的組成與工作原理v 有機(jī)載體加熱技術(shù)是采用有機(jī)載體，作為傳熱介質(zhì)完成熱能轉(zhuǎn)換、傳遞，從而獲得最佳用熱工藝的新技術(shù)。v 電熱油爐是電升溫有機(jī)載體供熱設(shè)備，可為化工、塑料、橡膠等行業(yè)用熱過程提供穩(wěn)定的低壓高溫?zé)嵩?/p>

19、。v 它的供熱原理是以電熱升溫，采用導(dǎo)熱油作傳熱介質(zhì)，導(dǎo)熱油以強(qiáng)制液相循環(huán)方式在閉路系統(tǒng)中以低壓、高溫狀態(tài)運(yùn)行，將熱能不斷輸送給用熱設(shè)備，即加熱一循環(huán)一再加熱再循環(huán)。其工藝流程圖如圖10.2所示。圖10.2電熱油爐應(yīng)用工藝流程圖v 電熱油爐基本上由四大部分組成：加熱爐、循環(huán)系統(tǒng)、膨脹槽及電控柜。v 加熱爐結(jié)構(gòu)采用列管式換熱形式，把電熱元件直接埋入流動(dòng)的導(dǎo)熱油中，完成換熱過程損失非常小。v 電熱元件采用三相Y型接法，其電路原理圖見圖10.3所示。圖10.3電熱油爐主電路原理圖v工藝要求與技術(shù)指標(biāo)v 電熱油爐的主要控制參數(shù)是導(dǎo)熱油的溫度，必須保證穩(wěn)定、均勻、柔和加熱和高精度的溫度控制，并且能在較低

20、的壓力（0.45Mpa）下運(yùn)行，保證生產(chǎn)過程正常安全地進(jìn)行，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。v 電熱油爐要求在一定條件下保持恒溫，不能隨電源電壓波動(dòng)或用熱對(duì)象而變化；或者要求根據(jù)工藝條件，按照某個(gè)指定的升溫或保溫規(guī)律而變化。v 循環(huán)泵不運(yùn)轉(zhuǎn)，電熱元件不能通電。v 設(shè)定出口溫度4位數(shù)碼管顯示，實(shí)際測(cè)量的出口溫度、入口溫度4位數(shù)碼管顯示；v 循環(huán)泵運(yùn)行閉鎖控制；v 溫度控制采用平均功率法，電熱管的通、斷電控制采用固態(tài)繼電器；v 九段溫度曲線給定設(shè)置，掉電不丟失；v 溫度范圍：0300，精度1；v 供電電壓:三相交流380Vv 功率：6KW。10.3.2 硬件系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)v系統(tǒng)的基本工作原理v 電熱

21、油爐溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)采用AT89S52單片機(jī)作為控制器，擴(kuò)展了數(shù)碼管顯示、鍵盤、報(bào)警及A/D轉(zhuǎn)換電路等，其系統(tǒng)框圖如圖10.4所示。v 控制系統(tǒng)采用鉑電阻測(cè)量加熱爐導(dǎo)熱油的入口溫度和出口溫度，經(jīng)A/D裝換后送入單片機(jī)與給定溫度比較，其偏差經(jīng)PID運(yùn)算后輸出，控制三相固態(tài)繼電器導(dǎo)通和斷開時(shí)間的不同來控制電熱元件的通電時(shí)間，并由此來控制導(dǎo)熱油的加熱溫度，同時(shí)循環(huán)泵不運(yùn)轉(zhuǎn)，加熱爐不能通電加熱。 圖10.4 電熱油爐溫度控制系統(tǒng)框圖v單片機(jī)的選擇v 選擇AT89S52單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的核心，AT89S52內(nèi)部有8K的程序儲(chǔ)存器，256字節(jié)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器，因而無(wú)需再擴(kuò)展儲(chǔ)存器，使系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化。主要完成溫

22、度的采集、控制、顯示和報(bào)警等功能。v數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器擴(kuò)展v 設(shè)定的溫度曲線需要長(zhǎng)期保存，擴(kuò)展一片串行EEPROM AT24C256來保存設(shè)定的溫度曲線。v傳感器的選擇v 導(dǎo)熱油的溫度測(cè)量范圍為0300，溫度傳感器選擇帶變送器的鉑電阻來測(cè)量溫度，溫度測(cè)量范圍0300，4mA20mA（DC）電流輸出,二線制方式。由于A/D轉(zhuǎn)換器只能輸入電壓信號(hào)，須將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。v.A/D轉(zhuǎn)換器的選擇與接口設(shè)計(jì)v 由于導(dǎo)熱油的溫度測(cè)量范圍為0300，精度1，因而選擇TLC1543串行A/D轉(zhuǎn)換器。EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112

23、P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U189S52NC1NC2NC3GND4VCC8TEST7SCL6SDA5U2AT24C256NC1CS2CH03CH14CH25CH36DGND7Vcc14DI13CLK12SART11DO10AGND8REF9U3TLC0834VCCVCCOUTVCCR3R4VCCR5R6L1L2VCCR7VCCY1C230pFC130pFVCCCS1CS

24、2CLKZDIOZKEYINT34U4B74F0412U4A74041234U8SSRR2R1VCCVCC+-U7J1220V圖10.7模擬量采樣電路原理圖v執(zhí)行器的選擇v 選擇交流接觸器控制循環(huán)泵，增強(qiáng)型三相固態(tài)繼電器3H380D35控制加熱元件，它的輸入電壓為432V，驅(qū)動(dòng)電流為630mA。由單片機(jī)控制其導(dǎo)通和關(guān)斷的時(shí)間完成對(duì)電熱元件的加熱，達(dá)到溫度控制的目的。電路原理圖如圖10.7所示。v顯示器、鍵盤接口設(shè)計(jì)v 鍵盤、顯示電路由ZLG7289A芯片來完成。ZLG7289A是廣州周立功單片機(jī)發(fā)展有限公司自行設(shè)計(jì)的，具有SPI串行接口功能的，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)8位共陰式數(shù)碼管或64只獨(dú)立LED的智能

25、顯示驅(qū)動(dòng)芯片，該芯片同時(shí)還可連接多達(dá)64鍵的鍵盤矩陣，單片即可完成LED顯示鍵盤接口的全部功能。 v 擴(kuò)展了二片ZLG7289A驅(qū)動(dòng)12位數(shù)碼管，用來顯示導(dǎo)熱油出口溫度的給定值、出口溫度和入口溫度的測(cè)量值。v 鍵盤由16個(gè)鍵組成，其中09數(shù)字鍵用于各種參數(shù)的設(shè)定；6個(gè)功能鍵分別是循環(huán)泵啟動(dòng)鍵、循環(huán)泵停止鍵、加熱啟動(dòng)鍵、加熱停止鍵、設(shè)置鍵、修改鍵。v 鍵盤顯示電路如圖10.8所示。v報(bào)警電路與狀態(tài)顯示電路v 報(bào)警電路由蜂鳴器和發(fā)光二極管組成，當(dāng)系統(tǒng)中溫度超限時(shí)，燈光報(bào)警。v 電路圖如圖10.7所示。圖10.8 鍵盤顯示電路10.3.3 PID算法及參數(shù)整定算法及參數(shù)整定v 加熱爐出口溫度閉環(huán)控制

26、系統(tǒng)方框圖如圖10.9所示。PID位置式離散表達(dá)式為：( )(1)( )(1)( )( )2 (1)(2)IDu ku kKp e ke kK E kKe ke ke kPID參數(shù)整定采用歸一參數(shù)整定法 ( )( )(1)2.45 ( )3.5 (1)0.125 (2)Pu ku ku kKe ke ke k圖10.9加熱爐出口溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖10.3.4 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)v 軟件設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。v 包括初始化子程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、數(shù)據(jù)采樣子程序、標(biāo)度變換子程序、中值濾波子程序、PID控制算法子程序、鍵盤輸入子程序、LED顯示子程序等。v主程序v 主程序流程圖如圖10.10所

27、示 v數(shù)據(jù)采樣子程序v 首先采集入口溫度、然后采集出口溫度，這二個(gè)信號(hào)各采集10遍并存儲(chǔ)起來。數(shù)據(jù)信號(hào)采集需要多次調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序。vA/D轉(zhuǎn)換子程序v 串行A/D轉(zhuǎn)換器TLC1543程序依據(jù)其工作時(shí)序來編制的，轉(zhuǎn)換結(jié)果存放在R2R3中。圖10.10 主程序流程圖v數(shù)字濾波子程序v 將溫度信號(hào)的10次測(cè)量值排序，去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值，剩余8個(gè)求平均值即為該信號(hào)的測(cè)量結(jié)果，即采用中值濾波與平均值濾波結(jié)合的復(fù)合濾波方法。v標(biāo)度變換子程序v 溫度變送器輸出的420mA DC信號(hào)，經(jīng)I/V變換為15V DC信號(hào)，進(jìn)行10位A/D轉(zhuǎn)換后，即得10位二進(jìn)制X，其對(duì)應(yīng)的實(shí)際物理量要按下面方法求得3

28、00(205)(0.366775.18)1023205yxx10.4 換熱站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)換熱站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)v 10.4.1 換熱站系統(tǒng)概述v 10.4.2 系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)v 10.4.3 系統(tǒng)硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)v 10.4.4 系統(tǒng)軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)v 換熱站和熱水管網(wǎng)是連接熱源和熱用戶的重要環(huán)節(jié)。v 熱水管網(wǎng)分為一次網(wǎng)與二次網(wǎng)。v 一次網(wǎng)是指連接于城市管網(wǎng)與換熱站之間的管網(wǎng)。v 二次網(wǎng)是指連接于換熱站與熱用戶之間的管網(wǎng)。v 換熱站是指連接于一次網(wǎng)與二次網(wǎng)并裝有與用戶連接的相關(guān)設(shè)備、儀表和控制設(shè)備的機(jī)房。v 調(diào)整和保持熱媒參數(shù)(壓力、溫度和流量)，使供熱和用熱達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是熱量交換、熱量分配以及系統(tǒng)監(jiān)

29、控、調(diào)節(jié)的樞紐。 10.4.1 換熱站的運(yùn)行原理與控制要求換熱站的運(yùn)行原理與控制要求v換熱站的運(yùn)行原理v 熱源提供的高溫水由一次熱網(wǎng)送至各換熱站，在換熱站中，一次熱網(wǎng)高溫水通過換熱器與循環(huán)水相混合，進(jìn)行熱量交換，將熱能傳遞給二次網(wǎng)循環(huán)水，再由二次網(wǎng)經(jīng)供熱管道輸送到用戶，冷卻的回水返回二次網(wǎng)回水管，一次網(wǎng)回水降溫后回到熱源。 圖10.11 換熱站工藝流程圖v 換熱站的主要設(shè)備：v 水一水(汽一水)換熱器；v 離心式水泵；v 控制柜；v 熱水儲(chǔ)水箱；v 過濾器；v 補(bǔ)水箱；v 調(diào)節(jié)閥門；v 熱媒參數(shù)調(diào)節(jié)和檢測(cè)儀表等。v系統(tǒng)的控制要求v 具有數(shù)據(jù)采集、計(jì)量、實(shí)時(shí)控制等功能，實(shí)現(xiàn)換熱站的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)與控

30、制。v 數(shù)據(jù)采集：系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)一次網(wǎng)供水、回水溫度、一次網(wǎng)供水、回水壓力、一次網(wǎng)回水流量，二次網(wǎng)供水、回水溫度、二次網(wǎng)供水、回水壓力、二次網(wǎng)流量、室外溫度等11個(gè)參數(shù)的采集。v 計(jì)量分析：系統(tǒng)能夠進(jìn)行流量、熱量的瞬時(shí)計(jì)算與累積計(jì)算，進(jìn)行能源的管理與考核。v 實(shí)時(shí)控制：系統(tǒng)能夠根據(jù)換熱站的用熱特點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)控制，提高換熱站的供暖質(zhì)量，降低能源消耗。10.4.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) v1.換熱站監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)v 換熱站監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖10.12所示。以IPC為控制核心，輔以變頻調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)二次供水溫度的控制。采用GPRS通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能。圖10.12換熱站監(jiān)控系統(tǒng)體系

31、結(jié)構(gòu)圖v主機(jī)及過程通道模板的選型v 主機(jī)v IPC-610H工控機(jī) 19英寸標(biāo)準(zhǔn)上架4U機(jī)型；v 支持14槽無(wú)源底板（4個(gè)PCI和7個(gè)ISA總線插槽），配置300 W ATX PFC/PS2電源（雙冷卻風(fēng)扇）。v CPU：INTEL P4 2.4，v 內(nèi)存：DDR1G，v 接口：2個(gè)串口、1個(gè)并口、2個(gè)前置USB接口、標(biāo)準(zhǔn)鍵盤鼠標(biāo)接口。v 模擬量輸入/輸出模板的選擇 v 選擇阿爾泰科技PCI-2013 16路12位光電隔離A/D板，并配有A1-IV16A 16路I/V變換板，作為系統(tǒng)的模擬量輸入通道。v 12位AD精度，100KS/s采樣頻率 單端16路/差分8路模擬量輸入，可仃意切換模擬通用

32、 AD緩存：8K字FIF0存儲(chǔ)器 AD量程：10V，5V，O10Vv 硬件增益：11000倍 AD觸發(fā)方式：多種模擬量，數(shù)字量觸發(fā)方式v 12位DA精度 2路模擬量輸出 DA量程：05V，010V，5V，10V 數(shù)字量輸入、輸出各16路 v 選擇PC8201 8路12位光電隔離D/A轉(zhuǎn)換板，作為模擬量輸出通道。v 12位DA精度，100KS/s 模數(shù)轉(zhuǎn)換頻率 8路電壓輸出或8路電流輸出 電壓輸出量程：10.8V，10V，5V， 010.8V，010V，05V 電流輸出量程：010mA,420mA 輸出類型：光電隔離輸出 隔離電壓：2500Vrms(Min.)+PC8201PCI-2013A1-

33、IV16Av檢測(cè)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)v 供水、回水溫度檢測(cè)采用WZPJ-231一體化鉑電阻溫度變送器，其輸入量程0200，輸出420mA；v 室外溫度檢測(cè)采用WZPJ-231一體化鉑電阻溫度變送器，其輸入量程-2050，輸出420mA；v 供水、回水壓力檢測(cè)采用CECY-150G電容式壓力變送器，其輸入量程00.25Mpa，輸出420mA；v 補(bǔ)水箱液位檢測(cè)采用CECU-341電容式液位變送器，其輸入量程（差壓）00.02Mpa，輸出420mA；v 回水流量檢測(cè)用電磁流量計(jì)，其輸入量程0500m3/h，輸出420mA；v控制方案v 換熱器二次供水溫度調(diào)節(jié)v 通過對(duì)各二次供熱系統(tǒng)的溫度檢測(cè)、分析，結(jié)合

34、外界干擾因素(室外天氣溫度)，算出最佳的供水溫度，通過調(diào)節(jié)一次管網(wǎng)流量，使二次供水溫度接近于它的設(shè)定值，這樣在供熱系統(tǒng)滿足用戶需求量的前提下，保證最佳工況。v 控制元件是換熱器一次水出口的控制閥，該閥門控制換熱器的一次供水流量。v 將預(yù)設(shè)定溫度作為給定值，測(cè)量溫度值作為反饋值，閥門的開度作為輸出值，采用PID算法，保證二次供水溫度的恒定。v 供回水壓差控制v 根據(jù)二次側(cè)供回水壓差控制循環(huán)泵，維持恒定壓差，變頻、變流量供熱，降低熱網(wǎng)輸送成本。v 通過對(duì)二次側(cè)供回水壓差進(jìn)行控制，可以對(duì)溫度進(jìn)行質(zhì)調(diào)節(jié)。根據(jù)室外溫度，IPC工控機(jī)通過變頻器適時(shí)適量地控制循環(huán)泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)循環(huán)泵的輸出流量，滿足供暖

35、負(fù)荷要求，從而使電機(jī)在整個(gè)負(fù)荷和變化過程中的能量消耗降到最小程度。v 補(bǔ)水泵的定壓控制v 在供熱系統(tǒng)中，回水管的壓力水頭必須高于用戶系統(tǒng)的充水高度，以防止系統(tǒng)倒吸入空氣，破壞正常運(yùn)行和腐蝕管道。v 維持恒壓點(diǎn)壓力恒定是供熱系統(tǒng)正常運(yùn)行的基本前提。v 通過控制變頻器來(改變速度頻率)控制補(bǔ)水泵的轉(zhuǎn)速，從而改變系統(tǒng)的補(bǔ)水量，維持供水系統(tǒng)的恒壓點(diǎn)壓力恒定。v 采用PID算法。v控制系統(tǒng)軟件v 數(shù)據(jù)采集、濾波、標(biāo)度變換v 控制計(jì)算、控制輸出v 中斷、計(jì)時(shí)v 顯示、報(bào)警v 調(diào)節(jié)參數(shù)修改、報(bào)表、圖形、曲線顯示等。10.4.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)v模擬量輸入通道設(shè)計(jì)v 模擬量輸入通道由一塊PC-550

36、2 16路12位光電隔離A/D板和一塊A1-IV16A 16路I/V變換板組成，可完成5個(gè)溫度信號(hào)、4個(gè)壓力信號(hào)、1個(gè)液位信號(hào)、2個(gè)流量信號(hào)等12個(gè)模擬信號(hào)的采集。所有的模擬信號(hào)都經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的420mA的直流電流信號(hào)，再經(jīng)I/V變換板轉(zhuǎn)換為15V的直流電壓信號(hào)送入A/D板。v模擬量輸出通道設(shè)計(jì)v 模擬量輸出通道由PC-5512 4路12位光電隔離D/A轉(zhuǎn)換板組成，輸出標(biāo)準(zhǔn)的420mA的直流電流信號(hào)控制二個(gè)變頻器和一個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。10.4.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)v 換熱站監(jiān)控系統(tǒng)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖10.15所示。v 它由6個(gè)模塊組成。v 軟件設(shè)計(jì)采用監(jiān)控組態(tài)軟件MCGS。v數(shù)據(jù)采集模

37、塊v 按順序依次采集5個(gè)溫度信號(hào)、4個(gè)壓力信號(hào)、2個(gè)流量信號(hào)和1個(gè)液位信號(hào)，這些信號(hào)各采集10遍并存儲(chǔ)起來，采樣周期T=1s。v數(shù)據(jù)處理模塊v 數(shù)字濾波程序v 將每個(gè)信號(hào)的10次測(cè)量值排序，去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值，剩余8個(gè)求平均值即為該信號(hào)的測(cè)量結(jié)果，即采用中值濾波與平均值濾波結(jié)合的復(fù)合濾波方法。v 標(biāo)度變換程序v 變送器輸出的420mA DC信號(hào)，經(jīng)I/V變換為15V DC信號(hào)，進(jìn)行10位A/D轉(zhuǎn)換后，即得10位二進(jìn)制X，其對(duì)應(yīng)的實(shí)際物理量要按下面方法求得v 溫度的標(biāo)度變換，供水、回水溫度的量程范圍為0200，其標(biāo)度變換計(jì)算公式為：2000(819)4095819yx(0.06150)x

38、v 室外溫度量程范圍為-2050，其標(biāo)度變換計(jì)算公式為：50( 20)(819)( 20)4095819yx (0.021437.5)x= 壓力的標(biāo)度變換，供水、回水壓力的量程范圍為00.25Mpa，其標(biāo)度變換計(jì)算公式為：50.250(819)(7.63 100.0625)4095819yxMPaxMPav 流量的標(biāo)度變換，回水流量的量程范圍為0500m3/h，其標(biāo)度變換計(jì)算公式為 335000(819)0/(0.153125)/4095819yxmhxmh液位的標(biāo)度變換, 液位的量程范圍（壓差）為00.02Mpa，其標(biāo)度變換計(jì)算公式為：6430.02 100(819)06.4 100.511

39、09.78 (4095 819)Hxxv顯示模塊v 既能顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，又能以表格或者曲線的方式顯示歷史數(shù)據(jù)。vPID控制算法v 采用PID位置式算法。PID位置式離散表達(dá)式為：( )(1)( )(1)( )( )2 (1)(2)IDu ku kKp e ke kK E kKe ke ke kPID參數(shù)整定采用歸一參數(shù)整定法，則( )( )(1)2.45 ( )3.5 (1)0.125 (2)Pu ku ku kKe ke ke k10.5 TM11型三維步進(jìn)電機(jī)直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)型三維步進(jìn)電機(jī)直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)v 10.5.1 系統(tǒng)概述v 10.5.2 系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)v 10.

40、5.3 系統(tǒng)硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)v 10.5.4 軟件設(shè)計(jì)10.5.1 TM11型三維步進(jìn)電機(jī)直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的組成型三維步進(jìn)電機(jī)直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的組成v TM11型三維步進(jìn)電機(jī)直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)采用桌面式輕巧型設(shè)計(jì)，全鋁合金移動(dòng)式龍門架結(jié)構(gòu)，有效加工體積為300mm220mm100mm。工作臺(tái)可做水平和垂直方向運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成三維運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，由三臺(tái)二相混合式步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)。采用PLC實(shí)現(xiàn)直線和圓弧插補(bǔ)控制。v 工作臺(tái)裝有圖板和繪圖筆（或刀具），可在A4紙大小的方型工作臺(tái)上繪制出或加工直線、斜線、圓弧、螺旋線等圖形。加工精度0.1mm；整機(jī)毛重20Kg。其結(jié)構(gòu)如圖10.16所示。10.5.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)v系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)v 本系統(tǒng)采用西門子S7-200PLC控制三維直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，用PC機(jī)作上位機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng)，通過直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)運(yùn)算實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)按規(guī)定的軌跡運(yùn)動(dòng)。v設(shè)備選型v 上位機(jī)v 采用PC機(jī)，與控制機(jī)通過RS232接口傳輸數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)人