第一篇：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在鋼鐵廠中的應(yīng)用

北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）——計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)論文

論文題目：

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在鋼鐵廠中的應(yīng)用

所在院系：

信息院

所在專業(yè)：

自動(dòng)化

班

級(jí)：

自動(dòng)化

姓

名：

2012年

05月

11日

北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）——計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,近幾年來中國(guó)工業(yè)得到了高速發(fā)展,其中作為“工業(yè)脊梁”的鋼鐵工業(yè)更是發(fā)展迅速。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在中國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展中起到了至關(guān)重要的作用，它作用于鋼鐵生產(chǎn)工廠中的煉焦過程控制，電力供應(yīng)控制，爐溫控制，鋼材尺寸控制，生產(chǎn)自動(dòng)化等各方面，降低了損耗并提高了生產(chǎn)效率，產(chǎn)出的鋼鐵品質(zhì)更高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力更強(qiáng)。

電爐在冶煉過程中，將產(chǎn)生大量的煙塵，造成嚴(yán)重的空氣污染。為了保護(hù)生產(chǎn)環(huán)境和生態(tài)資源，對(duì)鐵電爐的煙氣進(jìn)行治理，從廢物資源的綜合利用上看亦是十分有利的，既有環(huán)境效益和社會(huì)效益，又有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

本設(shè)計(jì)取材于某企業(yè)電爐煙氣凈化項(xiàng)目工程實(shí)例，并截取部分功能（上位控制部分）。

參考文獻(xiàn)

1馬東 《帶鋼熱連軋AGC自動(dòng)厚度控制的應(yīng)用與研究》 東北大學(xué)，2003 在軋鋼企業(yè)當(dāng)中,要著重解決由于厚度、寬度偏差,板形不良等問題.目前,板帶材的厚度控制主要是指熱連軋機(jī)組的厚度自動(dòng)控制(AGC),實(shí)現(xiàn)AGC的整個(gè)控制系統(tǒng)分為三級(jí)，根據(jù)本鋼熱連軋廠軋機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況,對(duì)厚度自動(dòng)控制(AGC)的應(yīng)用實(shí)際進(jìn)行分析,并指出其影響因素,闡述了如何保證并提高AGC的功能使用和控制精度.熱連軋機(jī)的厚度自動(dòng)控制及其控制的數(shù)學(xué)模型的研究,是一項(xiàng)具有很強(qiáng)實(shí)際意義和工程使用價(jià)值的工作.它可以作為指導(dǎo)維護(hù)使用、優(yōu)化革新軋機(jī)厚度控制系統(tǒng)的理論依據(jù),達(dá)到板厚的有效控制,獲得良好的厚度精度,較高的板坯成材率的目的.北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）——計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

2李巖 《鋼冷軋廠制造執(zhí)行系統(tǒng)》 大連理工大學(xué)，2008 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)作為企業(yè)上層事務(wù)處理(如ERP等)和底層工業(yè)設(shè)備控制系統(tǒng)(如DCS等)之間的中間橋梁，在生產(chǎn)計(jì)劃的優(yōu)化調(diào)度組織、生產(chǎn)過程的控制與改進(jìn)、下達(dá)指令與收集實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)車間生產(chǎn)敏捷化等方面起著越來越重要的作用，該文對(duì)目前國(guó)內(nèi)制造執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用進(jìn)行研究分析的基礎(chǔ)上，認(rèn)真梳理了本鋼二冷軋廠的生產(chǎn)工藝特性以及業(yè)務(wù)流程，針對(duì)制造執(zhí)行系統(tǒng)中所涉及的面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)，B/S三層架構(gòu)，數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究，并開發(fā)了本鋼冷軋廠制造執(zhí)行系統(tǒng)。

3董建偉 《坯連鑄控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制參數(shù)優(yōu)化研究》重慶大學(xué)，2007 熱處理爐生產(chǎn)過程中一直是由人工操作來完成爐內(nèi)燃燒控制，常使?fàn)t內(nèi)溫度動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性較差，不但影響產(chǎn)品質(zhì)量，也不利于高精產(chǎn)品的開發(fā)，而且由于人工操作會(huì)造成空＼燃配比不當(dāng)，爐內(nèi)燃燒不完全，極大地浪費(fèi)能源。該論文以杭州亞通特鋼有限公司小方坯連鑄控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，分析原控制系統(tǒng)存在的問題，主要包括原系統(tǒng)無上位機(jī)監(jiān)控界面、二冷水控制方式和模式落后、切割系統(tǒng)控制不當(dāng)、模板預(yù)留量不夠等問題。根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求和實(shí)際的需要重新配置新的控制系統(tǒng)。

4湯梅《熱處理爐自動(dòng)控制系統(tǒng)》 重慶大學(xué)，2007 論文針對(duì)重慶三鋼公司熱處理爐，提出自動(dòng)化控制改造方案，構(gòu)建了熱處理爐自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括可靠的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、輸入輸出智能模塊及Windows2000、全中文工控組態(tài)軟件、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及調(diào)節(jié)儀表；同時(shí)在控制過程中采用合理的空燃比，使其充分燃燒，既能達(dá)到最佳的加熱質(zhì)量，又能達(dá)到節(jié)能降耗目的。并重點(diǎn)分析設(shè)計(jì)了如何解除熱處理爐溫度的滯后性問題。

5丁楊 《鐵廠供配電的特點(diǎn)和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》 安徽大學(xué)，2006 該文以寶鋼三熱軋帶鋼工程供配電綜合自動(dòng)化的工程實(shí)例為例，詳細(xì)描述了鋼鐵廠供配電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的組成、設(shè)計(jì)功能及設(shè)計(jì)原理。本系統(tǒng)由兩大部分組成，設(shè)置監(jiān)控層后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)和間隔層保護(hù)、測(cè)量、控制裝置, 詳細(xì)分析了鋼鐵廠供配電系統(tǒng)的特點(diǎn)，以及其與電力系統(tǒng)的不同點(diǎn)，并以此為根據(jù)提出了供配電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能要求，在工程實(shí)例的中特別論述了其相應(yīng)的特點(diǎn)和特殊需求在設(shè)計(jì)中是如何實(shí)現(xiàn)的。北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）——計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

6張君霞 《高爐上料控制系統(tǒng)的研究》 西南交通大學(xué)，2007 上料控制PLC和設(shè)置在槽下操作室的工控機(jī)組以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線組成高爐上料控制系統(tǒng)，并與高爐其它控制系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)組成高爐自動(dòng)控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)的不足之處，使控制更精確，工作效率更高，可靠性更好，故障率更低，從而使高爐生產(chǎn)的技術(shù)層次和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大幅提高。

7周志建 《滾切式雙邊剪夾送輥的同步控制系統(tǒng)研究及實(shí)現(xiàn)》 中南大學(xué), 2006 論文針對(duì)鋼鐵廠板材精整線上的關(guān)鍵設(shè)備——滾切式雙邊剪，研制出一種通用的基于多電機(jī)同步控制理論的全數(shù)字式夾送輥同步控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)夾送輥的實(shí)時(shí)同步驅(qū)動(dòng)控制，提高系統(tǒng)的可靠性和板材的剪切質(zhì)量。同時(shí)，這種基于現(xiàn)場(chǎng)總線和電流同步的全數(shù)字式同步控制系統(tǒng)對(duì)雙邊剪之類的控制對(duì)象具有通用性，對(duì)舊雙邊剪機(jī)組控制系統(tǒng)的改造具有啟發(fā)作用。

8樊海峰 《基于平整鋼鐵制造的工業(yè)控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用》上海交通大學(xué)，2005 論文介紹了整個(gè)工業(yè)控制系統(tǒng)在當(dāng)今社會(huì)的現(xiàn)狀，分別介紹了在三電一體化和嵌入式系統(tǒng)，以PC 為基礎(chǔ)的分布式控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線，先進(jìn)控制和智能控制技術(shù)的應(yīng)用這幾個(gè)方面的實(shí)際情況和發(fā)展前景，并著重說明了PC 為基礎(chǔ)的分布式控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線的支持集成和開放的實(shí)際使用價(jià)值。

9梁麗中 《酸洗生產(chǎn)線中閃光焊機(jī)控制系統(tǒng)研究》 河北工業(yè)大學(xué)，2008 該文從消化吸收國(guó)外先進(jìn)閃光焊機(jī)入手，分析了閃光焊接參數(shù)的選擇，針對(duì)閃光焊接中的技術(shù)難點(diǎn)，詳細(xì)分析了閃光焊機(jī)的主電路控制單元，液壓控制系統(tǒng)和焊機(jī)速度送進(jìn)系統(tǒng)。在文章的最后，還對(duì)閃光頂鍛過程進(jìn)行了控制優(yōu)化，并進(jìn)行了仿真研究。仿真結(jié)果表明：閃光階段的控制優(yōu)化方案能顯著提高送進(jìn)速度的跟蹤特性；頂端階段的控制優(yōu)化方案具有更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和更好的穩(wěn)態(tài)性能，且超調(diào)小、控制精度高。

10王罡 《馬鋼機(jī)制公司生產(chǎn)計(jì)劃計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)開發(fā)研究》 同濟(jì)大學(xué)，1996 該文綜述了多品種小批量生產(chǎn)型企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃方法.結(jié)合軟件工程理論,按照管理信息系統(tǒng)的開發(fā)方法,進(jìn)行了馬鋼機(jī)制公司“生產(chǎn)計(jì)劃計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)”的開發(fā)工作.北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）——計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

首先,在分析實(shí)際需求的基礎(chǔ)上,建立了系統(tǒng)總體信息流的結(jié)構(gòu).然后,論證了系統(tǒng)的硬、軟件配置,同時(shí),進(jìn)行了系統(tǒng)分析,建立了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖.其次,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟件模塊結(jié)構(gòu),給出了相應(yīng)說明.再次,介紹了編程、調(diào)試與現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)的有關(guān)情況.最后,總結(jié)了項(xiàng)目開發(fā)的成就及存在的問題.現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)表明,該文所完成的系統(tǒng)開發(fā)工作是有效可行的.11 董志奎，戚向東，岳曉麗，連家創(chuàng)，張文志《Proceedings of the 29th Chinese Control Conference》 INDUSTRIAL CONTROL COMPUTER，2008年21期

主要介紹了1780熱連軋機(jī)板形控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用和780熱連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)的鋼種、規(guī)格、主要工藝設(shè)備、技術(shù)參數(shù)和采用的先進(jìn)技術(shù).著重介紹了熱負(fù)荷試車過程中通板鋼種和規(guī)格的選擇、通板主要技術(shù)參數(shù)的確定、通板方案的確定、產(chǎn)品規(guī)格擴(kuò)展和最終產(chǎn)品質(zhì)量驗(yàn)收等方面的經(jīng)驗(yàn)

12公維娥，張新寧，徐舟《Application of Computer Control in Steel Sintering Formula》

主要介紹了燒結(jié)自動(dòng)配料計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的三電一體化設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)特點(diǎn),主要包括儀控設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)、電控設(shè)計(jì)以及控制功能的實(shí)現(xiàn)，對(duì)系統(tǒng)在使用過程進(jìn)行了分析,并介紹了相應(yīng)的改進(jìn)措施.改進(jìn)后的系統(tǒng)在生產(chǎn)中取得了較好的效果,產(chǎn)品指標(biāo)得到了顯著的提高。

13李軍，劉桂萍，田?！禔utomatic Control System to Sintering's Compound》 Industrial Control Computer，2011年24期

主要介紹了張店鋼鐵廠新區(qū)燒結(jié)自動(dòng)配料計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),主要包括電氣控制設(shè)計(jì)原理、系統(tǒng)的軟件配置與組態(tài)以及控制功能的實(shí)現(xiàn)。吳家鳳《ON SOME TECHNICAL PARAMETERS OF COKE CALCINATION ROTARY KILN AND DESIGN CONCEPTION OF CONE ROTARY KILN》CARBON TECHNIQUES，2012年1期

通過對(duì)焦炭煅燒回轉(zhuǎn)窯的一些設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)的討論,論述了錐形回轉(zhuǎn)窯的設(shè)計(jì)及其使用的可行性和優(yōu)越性。

15R.Gillingham 《 Challenges presented to BOF operating department 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）——計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

during startup of window-based control system》 Iron & Steelmaker，1996年23期

在生產(chǎn)及管理上除了要求它給初軋機(jī)加熱出適于軋制的溫度均勻的鋼錠之外，還要求它在保證燒鋼質(zhì)量的前提下，穩(wěn)定燒鋼工藝，降低煤氣和耐火材料消耗，把煉鋼廠斷續(xù)送來的鋼錠變成均衡的鋼錠流，按軋制拍節(jié)提供初軋機(jī)。

技術(shù)指標(biāo)

1、進(jìn)行系統(tǒng)主電路的設(shè)計(jì)和控制電路的設(shè)計(jì)。

2、主設(shè)備的選擇和具體型號(hào)的確定、電器元器件選型以及具體型號(hào)的確定, 各類導(dǎo)線的選擇及布線的設(shè)計(jì)。

3、進(jìn)行可靠性、安全性和可行性分析，編制線號(hào)。

4、電氣線路必要的安全保護(hù)。

5、兩臺(tái)315KW風(fēng)機(jī),10臺(tái)3.5KW除塵電機(jī)，一臺(tái)22KW羅茨風(fēng)機(jī)和1臺(tái)同功率的加密風(fēng)機(jī)，27個(gè)卸灰閥、1個(gè)煙道反吸閥1個(gè)混風(fēng)閥構(gòu)成。另外，還有大量的現(xiàn)場(chǎng)傳感器信號(hào)，各部分由設(shè)在電氣控制室的PLC集中控制。

一級(jí)機(jī)的主要任務(wù)是根據(jù)二級(jí)機(jī)設(shè)定的參數(shù)完成軋制過程的控制、數(shù)據(jù)采集等功能，主要由17臺(tái)MAC柜、16臺(tái)I/O柜、操作員站、工程師站組成。根據(jù)控制對(duì)象的不同，MACDS控制器分為3種：3臺(tái)順序控制器(SR21、SR30和SR31)，7臺(tái)過程控制器(PR01、PR02和PR11～PR15)和7臺(tái)主傳動(dòng)控制器(MR40～MR46)。各控制器的功能見圖1。工程師站和操作員站用于軋制過程的狀態(tài)監(jiān)視、人工干預(yù)和系統(tǒng)的開發(fā)維護(hù)。

過程控制機(jī)采用2臺(tái)DEC公司的VAX-4105A計(jì)算機(jī)，它們互為熱備份，通過以太網(wǎng)將2臺(tái)VAX機(jī)和二級(jí)機(jī)的其它設(shè)備連接在一起，用WestnetⅡ高速數(shù)據(jù)通道實(shí)現(xiàn)和一級(jí)機(jī)之間的通信。它主要完成以下功能：原始數(shù)據(jù)輸入和管理；對(duì)待軋、正軋、已軋的鋼卷進(jìn)行跟蹤；軋制過程數(shù)據(jù)的收集和處理；數(shù)學(xué)模型預(yù)設(shè)定計(jì)算；軋制過程的自學(xué)習(xí)；操作、維護(hù)畫面的顯示；各種工程報(bào)表、質(zhì)量報(bào)表和生產(chǎn)報(bào)表的生成和打印。

由于一級(jí)機(jī)和二級(jí)機(jī)中所使用的數(shù)據(jù)格式不同，因此，每隔0.1s，I/O監(jiān)視器將這些一級(jí)原始數(shù)據(jù)傳送到二級(jí)機(jī)MillI/O內(nèi)存緩沖區(qū)時(shí)，要進(jìn)行工程單位轉(zhuǎn)換，以備二級(jí)應(yīng)用程序使用。數(shù)據(jù)傳送和轉(zhuǎn)換完后，I/O監(jiān)視器觸發(fā)軋機(jī)事件監(jiān)控，特殊數(shù)據(jù)收集和其它數(shù)據(jù)收集，以存取MillI/O內(nèi)存緩沖區(qū)中新刷新的數(shù)據(jù)，這種觸發(fā)北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）——計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

方式能夠有效地防止數(shù)據(jù)滯后，使得應(yīng)用程序同MillI/O中的數(shù)據(jù)保持一致。軋機(jī)事件監(jiān)控子系統(tǒng)(MEM)監(jiān)控從一級(jí)來的信號(hào)(例如機(jī)架校正完畢，鋼卷甩尾完成等)，MEM給事件監(jiān)視動(dòng)作分配器(EMAD)送出一個(gè)表示事件被檢測(cè)到的進(jìn)程內(nèi)部信息。

對(duì)于它接收的每個(gè)事件，EMAD給一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序送出進(jìn)程內(nèi)部信息請(qǐng)求它們執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，應(yīng)用程序響應(yīng)該事件將返回一個(gè)信息給EMAD表示動(dòng)作完成，EMAD可能接著給其它應(yīng)用程序送出進(jìn)一步的動(dòng)作請(qǐng)求，如此建立基于一個(gè)初始事件的動(dòng)作鏈。

應(yīng)用程序使用的過程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在幾個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，3個(gè)主要的數(shù)據(jù)庫(kù)由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器子系統(tǒng)(見圖2的右上角)來維護(hù)，所有要從數(shù)據(jù)庫(kù)中請(qǐng)求數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序給相應(yīng)的服務(wù)器送出一個(gè)進(jìn)程內(nèi)部信息，以請(qǐng)求所希望的數(shù)據(jù)。服務(wù)器將給正在等待的應(yīng)用程序送一個(gè)包含被請(qǐng)求的數(shù)據(jù)在內(nèi)的進(jìn)程內(nèi)部信息，如果一個(gè)應(yīng)用程序要從幾個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中請(qǐng)求數(shù)據(jù)的話，將重復(fù)“發(fā)送－等待－接收”序列。

如果服務(wù)器不能給應(yīng)用程序返回所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，就產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤信息，應(yīng)用程序給報(bào)警子系統(tǒng)(見圖2右下角)送一個(gè)進(jìn)程內(nèi)部信息，表示產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤。

當(dāng)系統(tǒng)在線的時(shí)候，F(xiàn)ailover故障切換子系統(tǒng)通過以太網(wǎng)周期地將所選擇的數(shù)據(jù)庫(kù)和內(nèi)存緩沖區(qū)數(shù)據(jù)傳送到后備計(jì)算機(jī)中，使得2臺(tái)計(jì)算機(jī)的計(jì)算環(huán)境完全一樣。當(dāng)在線計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，備份計(jì)算機(jī)立即投入運(yùn)行，保證整個(gè)控制系統(tǒng)不受影響。

當(dāng)二級(jí)機(jī)沒有同一級(jí)機(jī)通信，并且沒有控制軋鋼時(shí)，軟件訓(xùn)練子系統(tǒng)模擬大多數(shù)一級(jí)機(jī)的信號(hào)，使得二級(jí)應(yīng)用程序能夠運(yùn)行，以用于測(cè)試和演示的目的。

由此可見，冷軋過程控制機(jī)的軟件以事件監(jiān)視動(dòng)作分配器EMAD為核心，由EMAD啟動(dòng)各個(gè)模塊，完成相應(yīng)的動(dòng)作。

冷軋數(shù)學(xué)模型是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，模型設(shè)定的精度決定了控制系統(tǒng)的控制精度。它根據(jù)熱軋來料狀況和冷軋目標(biāo)厚度要求，計(jì)算出穿帶期間和穩(wěn)態(tài)軋制期間所需要的各種參數(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)傳送到一級(jí)機(jī)，一級(jí)機(jī)根據(jù)這些設(shè)定值，控制和調(diào)節(jié)軋制過程中的厚度、速度和張力等參數(shù)。

穩(wěn)態(tài)設(shè)定計(jì)算的目標(biāo)為：在不超出軋機(jī)設(shè)備限制條件，滿足用戶所要求的軋制規(guī)范，保證冷軋成品出口厚度的前提下，給出各機(jī)架馬達(dá)負(fù)荷均衡分布狀態(tài)下的最大軋件秒流量，并通過自適應(yīng)學(xué)習(xí)的修正，盡可能地計(jì)算出軋制控制參數(shù)。

穿帶計(jì)算的任務(wù)是給出最佳穿帶輥縫，從而達(dá)到穿帶順利，過渡狀態(tài)平穩(wěn)和頭部超差長(zhǎng)度盡可能小的目的。北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）——計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

數(shù)學(xué)模型根據(jù)原始數(shù)據(jù)、軋制規(guī)范、軋機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)、自學(xué)習(xí)因子等參數(shù)，經(jīng)過復(fù)雜的計(jì)算，得出本卷的軋制規(guī)程數(shù)據(jù)，經(jīng)過整理下裝到一級(jí)機(jī)。鋼卷軋制時(shí)，開始收集軋制數(shù)據(jù)，甩尾時(shí)計(jì)算自學(xué)習(xí)因子，以便用于軋制處于同一變形參數(shù)組的下一塊鋼卷。數(shù)學(xué)模型計(jì)算的原理如圖3所示。冷軋模型由4個(gè)部分組成：規(guī)程計(jì)算；預(yù)設(shè)定給定；數(shù)據(jù)收集；自學(xué)習(xí)。

總結(jié)

隨著科技的發(fā)展，鋼鐵工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入自動(dòng)化智能化時(shí)代，然而我國(guó)的鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化智能化還相對(duì)落后，在鋼鐵工業(yè)中需加大對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)研究的投入。鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、減少環(huán)境污染的必由之路，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已成為生產(chǎn)設(shè)備及過程控制等重要的組成部分，它代替人的思維成為鋼鐵工業(yè)設(shè)備及工藝過程控制、產(chǎn)品質(zhì)量控制的指揮和監(jiān)督中心。鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，隨著計(jì)算機(jī)的進(jìn)步、工業(yè)生產(chǎn)工藝過程控制要求的提高和生產(chǎn)管理的完善而不斷發(fā)展。

北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）——計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

第二篇：《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在力學(xué)中的應(yīng)用》課后感想（本站推薦）

《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在力學(xué)中的應(yīng)用》學(xué)習(xí)感想

和寫很多其他的課后感想一樣，我很有必要要簡(jiǎn)單談一談通過這門課我學(xué)到了哪些知識(shí)，從而證明我確實(shí)有認(rèn)真聽課，否則1500字的感想就無從依據(jù)了，而被當(dāng)做胡謅那我就傷心死了。

“所謂自動(dòng)控制，就是指在沒有人直接參與的情況下，利用控制器使被控對(duì)象（如機(jī)器設(shè)備和生產(chǎn)過程）的某些（或工作狀態(tài)）能自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律變化（或運(yùn)行）?！? 其實(shí)這一概念我們?cè)缫呀佑|，比如樓道里的感應(yīng)燈——白天不亮，到了晚上而且有人經(jīng)過的時(shí)候才亮——只是它的原理與內(nèi)在機(jī)制一直比較模糊而已。通過對(duì)這門課的學(xué)習(xí)，我知道了自動(dòng)控制的基本過程：首先要有執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制被控對(duì)象，其次要有控制器對(duì)信號(hào)做出反應(yīng)，告訴執(zhí)行機(jī)構(gòu)該干什么，最后要有一個(gè)測(cè)量變送器，通過反饋回路，將被控對(duì)象的各個(gè)方面的具體信息傳遞給控制器。對(duì)于感應(yīng)燈的例子，我認(rèn)為燈的亮度是被控對(duì)象，光傳感器和聲傳感器同時(shí)對(duì)外界進(jìn)行感應(yīng)，當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)小于某一設(shè)定值時(shí)即認(rèn)為是晚上，然后光傳感器發(fā)出類似于“是”的信號(hào)，一旦有人經(jīng)過，聲傳感器檢測(cè)到聲音強(qiáng)度大于某一設(shè)定值，也發(fā)出類似于“是”的信號(hào)，兩個(gè)“是”的信號(hào)作為依據(jù)令控制器（控制回路）向執(zhí)行器（另一個(gè)控制回路2）發(fā)出“開燈”的指令，執(zhí)行器使電路接通，然后燈就亮了。這樣便實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制。除了對(duì)自動(dòng)控制這一概念的理解，這門課作為我感覺比較輕松的科普類課還讓我接觸到了很多傳感器。侯老師花了很長(zhǎng)時(shí)間來講傳感器的工作原理并帶我們進(jìn)行了公式推導(dǎo)，可見傳感器在控制技術(shù)這一塊的重要性。傳感器通常體積小巧，因而經(jīng)常容易忽視。其實(shí)現(xiàn)在很多手機(jī)里都有傳感器。我的手機(jī)里就有加速度傳感器，所以才可以識(shí)別重力方向，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)屏幕。力學(xué)中常用的傳感器主要是電阻應(yīng)變片，用于測(cè)量物體表面應(yīng)變。事實(shí)上這顛覆了我對(duì)力學(xué)量的精度的看法——我本來以為應(yīng)變應(yīng)該是很難精確測(cè)量的，如要精確測(cè)量，至少得借助光學(xué)吧。然而電阻應(yīng)變片卻能很好使物體表面應(yīng)變與電阻的應(yīng)變同步，這讓我十分詫異。如果有時(shí)間我還想仔細(xì)觀察一下這種同步性。另外侯老師還著重談到了放大回路。幾乎所有的測(cè)量值都需要放大，因?yàn)閷?shí)在是太小了，不便于分析。收音機(jī)里都有放大器。侯老師說蘇聯(lián)敗給美國(guó)其中一個(gè)原因就是蘇聯(lián)花了很多精力放在電子管的發(fā)展，而美國(guó)人則發(fā)明了晶體管。這說明除了對(duì)信號(hào)的采集外，如何更好地處理并傳遞信號(hào)同樣是非常關(guān)鍵的。

關(guān)于數(shù)/模轉(zhuǎn)換（或者說D/A轉(zhuǎn)換），我的理解是首先我們有這樣一個(gè)需求，即我們用以處理數(shù)據(jù)的工具——計(jì)算機(jī)——迄今還只是機(jī)械的計(jì)算工具，無法處理我們習(xí)慣的模擬信號(hào)，因而我們只能將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)所認(rèn)可的數(shù)字信號(hào)，然后再進(jìn)行分析。為了將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，我們將其離散化，按時(shí)間間隔采樣，并將數(shù)值依次記錄下來。這里會(huì)有一個(gè)問題，即我們應(yīng)按多大的時(shí)間間隔采樣？如果間隔太短，采樣過于頻繁，則計(jì)算量大，耗時(shí)長(zhǎng)，無法短時(shí)間內(nèi)做出分析決策；如果間隔太長(zhǎng)，樣本過少，得到的信息不全，無法真實(shí)地還原模擬信號(hào)。香儂定理給出：為了使采樣信號(hào)能完全復(fù)現(xiàn)原信號(hào)，采樣頻率至少要為原信號(hào)最高有效頻率的2倍。這是一個(gè)很重要的結(jié)論，將使得我們得以自信地減小采樣頻率以提高工作效率。

最后我了解了控制系統(tǒng)與執(zhí)行系統(tǒng)的分類與實(shí)現(xiàn)。這一方面與力學(xué)密切相關(guān)。主要講的是控制系統(tǒng)。從類型上看，自動(dòng)控制系統(tǒng)分為開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)。兩者的區(qū)別在于閉環(huán)在開環(huán)的基礎(chǔ)上增加了反饋機(jī)制，擁有“糾錯(cuò)”的能力，因而實(shí)現(xiàn)更高的控制精度，當(dāng)然結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜，維護(hù)起來更加困難。采用哪種控制應(yīng)當(dāng)取決于需求。常用的控制運(yùn)算方法大致有比例控制、積分控制與微分控制，通常我們把它們結(jié)合起來，形成PID控制。其實(shí)我認(rèn)為這也取決于需求。

以上是我在這門課上主要學(xué)到的知識(shí)，其中也包含了我的一些個(gè)人體會(huì)。通過這門課，我感覺我對(duì)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)有了初步了了解，對(duì)力學(xué)也有了更具象的認(rèn)識(shí)，應(yīng)該說是比較合格地達(dá)到了我對(duì)這門課的期望，希望以后可以更深入地學(xué)習(xí)并掌握這方面的知識(shí)與技能。

注：1.摘自講義第一章前言部分。

2.我對(duì)內(nèi)部電路部分還不是很清楚，如有錯(cuò)誤還望侯老師見諒。

第三篇：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程綜述

09熱工一班姚躍輝200910610118

計(jì)算機(jī)控制是自動(dòng)控制理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興學(xué)科，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的。自動(dòng)控制技術(shù)在許多工業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，但是由于生產(chǎn)工藝日益復(fù)雜，控制品質(zhì)的要求越來越高，簡(jiǎn)單的控制理論有時(shí)無法解決復(fù)雜的控制問題。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用促進(jìn)了控制理論發(fā)展，先進(jìn)的控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合推動(dòng)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)不斷前進(jìn)。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)與傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、微電子技術(shù)、CRT顯示技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表、軟件技術(shù)以及自控理論的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制的技術(shù)水平大大提高，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用突飛猛進(jìn)。利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，人們可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，完成常規(guī)控制技術(shù)無法完成的任務(wù)，微型計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于軍事、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、航空航天以及日常生活的各個(gè)領(lǐng)域?？梢哉f，21世紀(jì)是計(jì)算機(jī)和控制技術(shù)獲得重大發(fā)展的時(shí)代，大到載人航天飛船的研制成功，小到日用的家用電器，甚至計(jì)算機(jī)控制的家庭主婦機(jī)器人，到處可見計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展日新月異，作為現(xiàn)代從事工業(yè)控制和智能儀表研究、開發(fā)及使用的技術(shù)人員，必須不斷學(xué)習(xí)，加快知識(shí)更新的速度，才能適應(yīng)社會(huì)的需要，才能在工業(yè)控制領(lǐng)域里繼續(xù)邀游。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)參與控制并借助一些輔助部件與被控對(duì)象相聯(lián)系，以獲得一定控制目的而構(gòu)成的系統(tǒng)。這里的計(jì)算機(jī)通常指數(shù)字計(jì)算機(jī)，可以有各種規(guī)模，如從微型到大型的通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)。輔助部件主要指輸入輸出接口、檢測(cè)裝置和執(zhí)行裝置等。與被控對(duì)象的聯(lián)系和部件間的聯(lián)系，可以是有線方式，如通過電纜的模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行聯(lián)系；也可以是無線方式，如用紅外線、微波、無線電波、光波等進(jìn)行聯(lián)系。被控對(duì)象的范圍很廣，包括各行各業(yè)的生產(chǎn)過程、機(jī)械裝置、交通工具、機(jī)器人、實(shí)驗(yàn)裝置、儀器儀表、家庭生活設(shè)施、家用電器和兒童玩具等?？刂颇康目梢允鞘贡豢貙?duì)象的狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)過程達(dá)到某種要求，也可以是達(dá)到某種最優(yōu)化目標(biāo)。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就是利用計(jì)算機(jī)（通常稱為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）來實(shí)現(xiàn)工業(yè)過程自動(dòng)控制的系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，由于工業(yè)控制機(jī)的輸入和輸出時(shí)數(shù)字信號(hào)，而現(xiàn)場(chǎng)采集到得信號(hào)或送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)大多是模擬信號(hào)，因此與常規(guī)的按偏差控制的閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)相比，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)需要有莫屬轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器這兩個(gè)環(huán)節(jié)。

計(jì)算機(jī)把通過測(cè)量元件、變送單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器送來的數(shù)字信號(hào)，直接反饋到輸入端與設(shè)定值進(jìn)行比較，然后根據(jù)要求按偏差進(jìn)行運(yùn)算，所得到數(shù)字量輸出信號(hào)經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，使被控變量穩(wěn)定在設(shè)

定值上。這種系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由工業(yè)控制機(jī)和生產(chǎn)過程兩大部分組成。工業(yè)控制機(jī)硬件指計(jì)算機(jī)本身及外圍設(shè)備。硬件包括計(jì)算機(jī)、過程輸入輸出接口、人機(jī)接口、外部存儲(chǔ)器等。軟件系統(tǒng)是能完成各種功能計(jì)算機(jī)程序的總和，通常包括系統(tǒng)軟件跟應(yīng)用軟件。

（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

在這種應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)只承擔(dān)數(shù)據(jù)的采集跟處理工作，而不直接參與控制。它對(duì)生產(chǎn)過程各種工藝變量進(jìn)行巡回檢測(cè)、處理、記錄及變量的超限報(bào)警，同時(shí)對(duì)這些變量進(jìn)行累計(jì)分析和實(shí)時(shí)分析，得出各種趨勢(shì)分析，為操作人員提供參考。

（2）直接數(shù)字控制系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)根據(jù)控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算，然后將結(jié)果經(jīng)過過程輸出通道，作用到被控對(duì)象，從而使被控變量符合要求的性能指標(biāo)。與模擬系統(tǒng)不同之處在于，在模擬系統(tǒng)中，信號(hào)的傳送不需要數(shù)字化；而數(shù)字系統(tǒng)必須先進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出控制信號(hào)也必須進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后才能驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因?yàn)橛?jì)算機(jī)有較強(qiáng)的計(jì)算能力，所以控制算法的改變很方便。

微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是一門跨學(xué)科以及應(yīng)用性、技術(shù)性、綜合性都很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課程，要求具備較強(qiáng)的自動(dòng)控制理論、微型計(jì)算機(jī)原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。通過學(xué)習(xí)，要求掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制原理和分析設(shè)計(jì)方法，具備基本的設(shè)計(jì)技能，能夠設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。學(xué)習(xí)該課程對(duì)我們工科專業(yè)的學(xué)生是十分重要而有用的。

09熱工(1)班姚躍輝

第四篇：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

一、填空題

1、所謂自動(dòng)控制，就是在沒有人直接參與的情況下，通過控制器使生產(chǎn)過程自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。

2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理的三個(gè)步驟：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)控制決策、實(shí)時(shí)控制輸出

3、實(shí)時(shí)性：是指工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該具有的能夠在限定時(shí)間內(nèi)對(duì)外來事件作出反應(yīng)的特性。

4、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有哪幾種典型類型：OIS、DDC、SCC、DCS、FCS、PLC5、工業(yè)計(jì)算機(jī)有哪些特點(diǎn)：可靠性高、實(shí)時(shí)性好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、模塊化設(shè)計(jì)，完善的O/I通道、系統(tǒng)擴(kuò)充性好、系統(tǒng)開放性好、控制軟件包功能強(qiáng)。

二、作圖題

1、作出計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成框圖

2、作出計(jì)算機(jī)制導(dǎo)控制系統(tǒng)（OIS）的系統(tǒng)框圖

三、問答題

1、計(jì)算機(jī)總線大致可分為幾類？其內(nèi)部總線又可分為幾類？

2、簡(jiǎn)述smith預(yù)估控制的基本思想。

3、常見的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)總線體系結(jié)構(gòu)有哪幾種？

4、什么是數(shù)字濾波？常用的數(shù)字濾波有哪些方法？

5、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的干擾來源有哪幾類？各類干擾又有哪些具體形式？

6、現(xiàn)場(chǎng)總線的定義是什么？

四、論述題

1、論述DCS、FCS各自的含義是什么？

五、計(jì)算題

關(guān)于PID控制，要求：

1、寫出模擬PID控制器的控制規(guī)律及其傳遞函數(shù)。

2、推導(dǎo)出位置式數(shù)字PID的控制算式。

3、推導(dǎo)出增量式數(shù)字PID的控制算式。

關(guān)于模糊控制

六、設(shè)計(jì)題

現(xiàn)要求用80C51單片機(jī)處理A、B、C三個(gè)輸入信號(hào)，其中A為0-20V的交流信號(hào)，B為0-10mA的直流電流信號(hào)，C為0/24V的直流電壓開關(guān)信號(hào)，要求得到A、B信號(hào)的幅值及C信號(hào)的狀態(tài)。其中ADC采用ASC0809。請(qǐng)補(bǔ)充必要的電子元器件，并將元器件正確連接（可用網(wǎng)絡(luò)符號(hào)）。

提示：交流信號(hào)？整流，開關(guān)

第五篇：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件范文

第1講 緒論 主要內(nèi)容：

1.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述

控制對(duì)象的復(fù)雜化→控制系統(tǒng)的復(fù)雜化（多輸入—多輸出系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、時(shí)變和分布參數(shù)系統(tǒng)等等）→常規(guī)控制方法和手段難以實(shí)現(xiàn)→微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)并應(yīng)用于自動(dòng)控制領(lǐng)域，使自動(dòng)控制水平產(chǎn)生了巨大的飛躍。

自動(dòng)控制是在非人工直接參與的前提下，應(yīng)用自動(dòng)控制裝置自動(dòng)地、有目的地控制設(shè)備和生產(chǎn)過程，使他們具有一定的狀態(tài)和性能，完成相應(yīng)的功能，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的目標(biāo)。自動(dòng)控制系統(tǒng)一般可以分為：開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)兩大類。

所定謂開環(huán)控制系統(tǒng)是指控制器按照先驗(yàn)的控制方案對(duì)對(duì)象或系統(tǒng)進(jìn)行控制，使被控制的對(duì)象或系統(tǒng)能夠按照約來運(yùn)動(dòng)或變化。如圖1.1所示。

閉環(huán)控制系統(tǒng)是按照偏差進(jìn)行的控制，較開環(huán)控制系統(tǒng)增加了一個(gè)比較環(huán)節(jié)和一個(gè)來自被控參數(shù)的反饋信號(hào)。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過程可簡(jiǎn)單地歸納為三個(gè)過程：（1）信息的獲取（2）信息的處理（3）信息的輸出 1.2.2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成

典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件主要包括：計(jì)算機(jī)主機(jī)、過程控制通道、操作控制臺(tái)和常用的外設(shè)，應(yīng)該指出的是，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也成為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件不可少的一部分。1.主機(jī)

主機(jī)是指我們用于控制的計(jì)算機(jī)，它主要由CPU、存儲(chǔ)器和接口三大部分組成，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。

目前使用的主機(jī)有：?jiǎn)纹瑱C(jī)、PLC、工業(yè)PC等。

它主要完成數(shù)據(jù)和程序的存取、程序的執(zhí)行、控制外部設(shè)備和過程通道中的設(shè)備的工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的控制，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話和網(wǎng)絡(luò)通信。

由于CPU技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，主機(jī)還要完成對(duì)一些含CPU設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制。2 過程控制通道

過程控制通道是被控對(duì)象與主機(jī)進(jìn)行信息交換的通道，根據(jù)信號(hào)的方向和形式，過程控制通道又可分為：（1）模擬量輸入通（2）模擬量輸出通道（3）數(shù)字量輸入通道（4）數(shù)字量輸出通道 3.操作控制臺(tái)

操作控制臺(tái)是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)人機(jī)交互的關(guān)鍵設(shè)備。通過操作控制臺(tái)，操作人員可以及時(shí)了解被控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行參數(shù)；對(duì)控制系統(tǒng)發(fā)出各種控制的操作命令，并且通過操作控制臺(tái)還可以修改控制方案和程序。操作控制臺(tái)包括：（1）信息的顯示（2）信息的記錄（3）工作方式狀態(tài)的選擇（4）信息輸入 4.通訊設(shè)備

通訊設(shè)備已成為計(jì)算機(jī)硬件的一個(gè)重要部分。這些設(shè)備可以完成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的信息交換。1.2.3 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件組成系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件

?系統(tǒng)軟件是維持計(jì)算機(jī)運(yùn)行操作的基礎(chǔ)，是用于管理、調(diào)度、操作計(jì)算機(jī)的各種資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)監(jiān)控與診斷，提供各種開發(fā)支持的程序。包括：操作系統(tǒng)、監(jiān)控管理程序、故障診斷程序、各種計(jì)算機(jī)語言及解釋、編譯工具，一般由供應(yīng)商提供或?qū)I(yè)人員開發(fā)，用戶不需自己設(shè)計(jì)開發(fā)。

?應(yīng)用軟件是用戶根據(jù)控制對(duì)象、控制要求，為實(shí)現(xiàn)高效、可靠、靈活的控制而自行編寫的各種程序。包括：數(shù)據(jù)采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換、鍵盤的處理、過程控制算法、輸出與控制等程序。

1.2.4計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類

?按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為：開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)； ?按控制規(guī)律分為：程序和順序控制、常規(guī)控制、高級(jí)控制（最優(yōu)、自適應(yīng)、預(yù)測(cè)、非線性等）、智能控制（FUZZY控制、專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等）

?按系統(tǒng)功能分為：操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)六大類。

?控制過程：計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)輸入通道對(duì)生產(chǎn)過程各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行采集，根據(jù)工藝和生產(chǎn)的需求進(jìn)行最優(yōu)化計(jì)算，計(jì)算出優(yōu)化的操作條件和參數(shù)，利用其輸出設(shè)備，將其結(jié)果顯示或打印。操作人員根據(jù)計(jì)算機(jī)提供的結(jié)果改變控制器的參數(shù)或設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的控制，屬于計(jì)算機(jī)離線最優(yōu)控制的一種形式。

?該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制安全、靈活，由于人的介入使該系統(tǒng)可以應(yīng)用于一些復(fù)雜的不便由計(jì)算機(jī)進(jìn)行直接控制的場(chǎng)合。

計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)集散系統(tǒng)的最初、最基本的模式。分為兩種結(jié)構(gòu)：SCC+模擬調(diào)節(jié)器，SCC+DCC（兩級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)）。如圖1.7所示 ：

一、常用的傳感器類型

?壓力檢測(cè)及變送 ?溫度檢測(cè)和變送 ?流量檢測(cè)及變送 ?物位檢測(cè)及變送

?其它檢測(cè)儀表和裝置（接近開關(guān)、光電開關(guān)、測(cè)速發(fā)電機(jī)、光電編碼器、測(cè)厚儀表）

二、變送器的信號(hào)傳輸及供電線制

1.氣動(dòng)變送器：用兩根氣動(dòng)管線分別傳送氣源和輸出信號(hào)。它的氣源或電源從控制室送來，而輸出信號(hào)送到控制室。

2.電動(dòng)模擬式變送器：采用二線制或四線制傳輸電源和輸出信號(hào)。

2.2 過程控制中常用的執(zhí)行器

執(zhí)行器在過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。它的作用是接收控制器送來的控制信號(hào)，改變被控介質(zhì)的流量，從而將被控變量維持在所要求的數(shù)值上或一定的范圍內(nèi)。

一、執(zhí)行器的分類

1.按動(dòng)力能源分：氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)

2.按動(dòng)作極性分：正作用執(zhí)行器和反作用執(zhí)行器

3.按動(dòng)作行程分：角行程執(zhí)行器和直行程執(zhí)行器

4.按動(dòng)作特性分：比例式執(zhí)行器和積分式執(zhí)行器

二、氣動(dòng)執(zhí)行器

1.原理：利用壓縮空氣作為能源

2.特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠、平穩(wěn)、輸出推力較大、維修方便、防火防爆，而且價(jià)格較低；它可以方便的與氣動(dòng)儀表配套使用，即使是采用電動(dòng)儀表或計(jì)算機(jī)控制時(shí)，只要經(jīng)過電/氣轉(zhuǎn)換器或電/氣閥門定位器，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為0.02~0.1MPa的標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)，仍然可用氣動(dòng)執(zhí)行器。

三、電動(dòng)執(zhí)行器

1.原理：它接收來自控制器的4~20mA或0~10mA直流電流信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直行程位移，去操縱閥門、擋板等控制機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制

2.分類：直行程、角行程和多轉(zhuǎn)式等類型

3.結(jié)構(gòu)：電動(dòng)執(zhí)行器主要由伺服放大器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，如下圖： 現(xiàn)場(chǎng)總線執(zhí)行器

現(xiàn)場(chǎng)總線的智能執(zhí)行器由傳統(tǒng)的執(zhí)行器、含有微處理器的控制器以及可與PC或PLC雙向通信的模件及軟件組成，具有與上位機(jī)或控制系統(tǒng)通信的功能

?智能化和高精度的系統(tǒng)控制功能

?一體化的結(jié)構(gòu)

?智能化的通信功能

?智能化的自診斷功能

2.3 運(yùn)動(dòng)控制中常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)

?直流伺服電機(jī) ?交流伺服電機(jī) ?步進(jìn)電機(jī)

?電磁閥和液壓閥

第3講 計(jì)算機(jī)總線技術(shù) 主要內(nèi)容：

1.總線的基本概念

2.內(nèi)部總線

3.外部總線

?隨著微處理器技術(shù)的飛速發(fā)展，總線技術(shù)也得到不斷創(chuàng)新。先后出現(xiàn)了ISA、MCA、EISA、VESA、PCI、AGP、IEEE1394、USB等總線技術(shù)。

?芯片內(nèi)部的總線技術(shù)也在不斷發(fā)展，AMBA、Core Connect、CoreRAM等已經(jīng)形成集成電路內(nèi)部十分具有競(jìng)爭(zhēng)力的總線標(biāo)準(zhǔn)。

?工業(yè)控制的PROFIBUS，F(xiàn)F等現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。

?總線的數(shù)據(jù)傳輸速度也不斷提升，目前，AGP局部總線數(shù)據(jù)可達(dá)528MB/s，PCI-X可達(dá)1GB/s，系統(tǒng)總線傳輸速率也由66MB/s提高到100MB/s甚至更高的133MB/s、150MB/s、200MB/s。

一、總線的基本概念

（2）按照總線在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的層次位置分

56根并行總線按功能可分為五大類 ?a邏輯電源線6根(引線1～6)?a數(shù)據(jù)總線8根(引線7～14)?a地址總線16根(引線15～30)?a控制總線22根(引線31～52)?a輔助電源線4根(引線53～56)

–ISA總線：?jiǎn)柺垒^早，是8位、16位數(shù)據(jù)傳輸總線的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

最高傳輸速率8Mbps；尋址空間16MB；將CPU看作唯一的主模塊，其余外設(shè)均為從模塊，包括可以暫時(shí)掌握總線的DMA和協(xié)處理器；98根總線分成5類：地址線、數(shù)據(jù)線、控制線、時(shí)鐘線和電源線

–MCA：微通道體系結(jié)構(gòu)。IBM在推出386時(shí)提出，數(shù)據(jù)、地址總線寬度32位，支持4GB的尋址能力；數(shù)據(jù)傳輸速率33Mbps；在電氣及物理上與ISA不兼容；IBM沒有公布標(biāo)準(zhǔn)

–EISA總線：89年推出486時(shí)提出，32位數(shù)據(jù)總線，支持32位地址通路；總線主控技術(shù)，擴(kuò)展卡上具有總線主控處理器；與ISA兼容，支持多個(gè)主模塊；可以自動(dòng)根據(jù)需要進(jìn)行32、16、8位數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換；支持多總線主控模塊；

–PCI高性能局部總線：92年由Intel公司帶頭制定的設(shè)備總線標(biāo)準(zhǔn)；支持64位數(shù)據(jù)傳送、多總線主控模塊、線性猝發(fā)讀寫和并發(fā)工作方式；具有即插即用功能(PnP)；最高傳送數(shù)據(jù)132Mbps；兼容性強(qiáng)、成本低

?PCI總線特有的配置寄存器為用戶使用提供了方便。系統(tǒng)嵌入自動(dòng)配置軟件，在加電時(shí)自動(dòng)配置PCI擴(kuò)展卡，為用戶提供了簡(jiǎn)便的使用方法。

?又稱為通信總線，用于計(jì)算機(jī)之間，計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程終端，計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備以及計(jì)算機(jī)與測(cè)量?jī)x器儀表之間的通信。

?該類總線不是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已有的總線，而是利用電子工業(yè)或其他領(lǐng)域已有的總線標(biāo)準(zhǔn)。外部總線又分為并行總線和串行總線。?常用的外部總線：

IEEE-488總線

RS-232-C總線

RS-422和RS-485總線

通用串行總線（USB）

?IEEE-488總線是一種并行外部總線，專門用于計(jì)算機(jī)與測(cè)量?jī)x器、輸入輸出設(shè)備，以及這些儀器設(shè)備之間的并行通信。

?IEEE-488是1970年由美國(guó)惠普公司開發(fā)的并行通訊總線,總線上連接的設(shè)備有三種，工作方式也有三種: ?聽者（?°受話?±方式）：同時(shí)可有多個(gè) ?講者（?°送話?±方式）：每時(shí)只能有一個(gè) ?控者（?°控制?±方式）：每時(shí)只能有一個(gè)

（2）IEEE-488總線的連接示意圖

–采用異步方式，利用三條控制線進(jìn)行握手聯(lián)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)三線握手的數(shù)據(jù)傳輸

–數(shù)據(jù)傳輸率不得超過每秒1M字節(jié) –總線上的設(shè)備數(shù)不得多于15個(gè)

–電纜總長(zhǎng)度不超過20m，兩設(shè)備間不超過2m –采用負(fù)邏輯

?不用MODEM的直接通信線路

（2）USB設(shè)備的主要特點(diǎn)

–采用USB接口的設(shè)備支持熱拔插)–USB接口可以同時(shí)連接127臺(tái)USB設(shè)備。–速度方面，USB 1.1總線規(guī)范定義了12 Mb/s的帶寬，而USB2.0可提供480Mb/s的傳輸速度。–USB總線能夠提供500 mA的電流

USB總線系統(tǒng)中的設(shè)備可以分為三個(gè)類型 –USB主機(jī)

–USB 集線器（HUB）

–USB總線的設(shè)備，又稱USB功能外設(shè)

第4講

過程通道與人機(jī)接口

過程通道:是在計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過程之間設(shè)置的信息傳送和轉(zhuǎn)換的連接通道，它包括模擬量輸入通道、模擬量輸出通道、數(shù)字量（開關(guān)量）輸入通道、數(shù)字量（開關(guān)量）輸出通道。本講主要內(nèi)容 1.模擬量輸入通道 2.模擬量輸出通道 3.數(shù)字量輸入輸出通道 4.人機(jī)接口

模擬量輸入通道（A/D接口）的組成

?模擬量輸入通道的組成 –傳感變送器

–輸入信號(hào)調(diào)理電路 –多路模擬切換開關(guān) –前置放大器 –采樣保持器

–模／數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）–控制電路等

五、A/D轉(zhuǎn)換

?A/D轉(zhuǎn)換器是用來通過一定的電路將模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量。

?模擬量可以是電壓、電流等電信號(hào)，也可以是壓力、溫度、濕度、位移、聲音等非電信號(hào)。但在A/D轉(zhuǎn)換前，輸入到A/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)必須經(jīng)各種傳感器把各種物理量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。?A/D轉(zhuǎn)換后，輸出的數(shù)字信號(hào)可以有8位、10位、12位和16位等。

1.A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理

（2）逐次逼近法

2.A/D轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)

（1）ADC0809

CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，主要特性：

1）它是具有8路模擬量輸入、8位數(shù)字量輸出功能的A/D轉(zhuǎn)換器。

2）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs。

3）模擬輸入電壓范圍為0V～+5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。

4）低功耗，約15mW。

1）查詢法

優(yōu)點(diǎn):接口電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。

缺點(diǎn)：A/D轉(zhuǎn)換期間獨(dú)占CPU，致使CPU運(yùn)行效率降低。2）定時(shí)法

優(yōu)點(diǎn):接口電路設(shè)計(jì)比查詢法簡(jiǎn)單，不必讀取EOC的狀態(tài)。

缺點(diǎn)：A/D轉(zhuǎn)換期間獨(dú)占CPU，致使CPU運(yùn)行效率降低；另外還必須知道A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間。3）中斷法

優(yōu)點(diǎn)：A/D轉(zhuǎn)換期間CPU可以處理其它的程序，提高CPU的運(yùn)行效率。

缺點(diǎn)：接口電路復(fù)雜

④ ADC0809的接口電路

（2）12位A/D轉(zhuǎn)換器AD574

② AD574的工作過程

③ AD574的接口電路

4.A/D轉(zhuǎn)換器接口的隔離技術(shù) 主要采用光電耦合器 4.2 模擬量輸出通道

一、D/A轉(zhuǎn)換器

7.D/A轉(zhuǎn)換器性能指標(biāo)

8.D/A轉(zhuǎn)換器的種類

（1）DAC0832結(jié)構(gòu)框圖及引腳說明

① CPU執(zhí)行輸出指令，輸出8位數(shù)據(jù)給DAC0832；

② 在CPU執(zhí)行輸出指令的同時(shí)，使ILE、/CS、/WR1三個(gè)控制信號(hào)端都有效，8位數(shù)據(jù)鎖存在8位輸入寄存器中；

③ 當(dāng)/WR2、/XFER兩個(gè)控制信號(hào)端都有效時(shí)，8位數(shù)據(jù)再次被鎖存到8位DAC寄存器，這時(shí)8位D/A轉(zhuǎn)換器開始工作，8位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相對(duì)應(yīng)的模擬電流，從Iout1和Iout2輸出。

三、D/A接口的隔離技術(shù) 通常采用光電耦合器

兩種隔離方式：模擬信號(hào)隔離和數(shù)字信號(hào)隔離

2.數(shù)字量隔離

4.4數(shù)字量輸入輸出通道

1.數(shù)字量（開關(guān)量）的概念 –開關(guān)的閉合與斷開

–指示燈的亮與滅

–繼電器或接觸器的吸合與釋放

–電機(jī)的啟動(dòng)與停止

–設(shè)備的安全狀況等

功能：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)輸入的狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、保護(hù)、濾波、隔離，以轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠接收的邏輯信號(hào)

3．常用的幾種數(shù)字量輸入的接線方式

二、數(shù)字量輸出通道

2．輸出驅(qū)動(dòng)電路

第5講

數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)

?數(shù)字控制器概述

?數(shù)字控制器的模擬化設(shè)計(jì) ?數(shù)字控制器的離散化設(shè)計(jì) ?數(shù)字PID控制算法 ?常規(guī)控制方案 ?先進(jìn)控制方案

5.1 數(shù)字控制器概述

?整定過程：先按模擬PID控制器參數(shù)整定方法來選擇，然后再適當(dāng)調(diào)整，并考慮采樣周期對(duì)整定參數(shù)的影響

2.擴(kuò)充響應(yīng)曲線法（動(dòng)態(tài)特性法）

?三種常用指標(biāo)：

?最佳整定參數(shù)應(yīng)使這些積分指標(biāo)最小，不同積分指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)輸出被控變量響應(yīng)曲線稍有差別

?一般情況下，ISE指標(biāo)的超調(diào)量大，上升時(shí)間短；IAE指標(biāo)的超調(diào)量適中，上升時(shí)間稍短；ITAE指標(biāo)的超調(diào)量小，調(diào)整時(shí)間也短，用得較多

5.4 常規(guī)控制策略

一、串級(jí)控制系統(tǒng)

二、前饋控制系統(tǒng)

1）典型的前饋-反饋控制系統(tǒng)

第6講

常用控制程序設(shè)計(jì)

?軟件系統(tǒng)概述

?測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù) ?查表及數(shù)據(jù)排序技術(shù) ?數(shù)字濾波技術(shù)

應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)模塊：

?系統(tǒng)界面模塊 ?采集模塊 ?控制模塊 ?數(shù)據(jù)處理模塊 ?打印顯示模塊 ?數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊 ?數(shù)據(jù)傳輸模塊等

一、程序設(shè)計(jì)步驟

第7講 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的 抗干擾技術(shù)

?干擾的傳播途徑與作用方式

?硬件抗干擾技術(shù) ?軟件抗干擾技術(shù)

7.1 干擾的傳播途徑與作用方式

一、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中干擾的來源

二、干擾的傳播途徑

?在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)，往往有許多強(qiáng)電設(shè)備，它們的啟動(dòng)和工作過程中將產(chǎn)生干擾電磁場(chǎng)，另外還有來自空間傳播的電磁波和雷電的干擾，以及高壓輸電線周圍交變磁場(chǎng)的影響等。

–電場(chǎng)耦合又稱靜電耦合，是通過電容耦合竄入其他線路的。–電場(chǎng)干擾可以通過兩根導(dǎo)線之間構(gòu)成的分布電容竄入系統(tǒng)

–在任何載流導(dǎo)體周圍都會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)電流變化時(shí)會(huì)引起交變磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)必然在其周圍的閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)引起干擾。

–在設(shè)備內(nèi)部，線圈或變壓器的漏磁也會(huì)引起干擾；在設(shè)備外部，平行架設(shè)的兩根導(dǎo)線也會(huì)產(chǎn)生干擾，由于感應(yīng)電磁場(chǎng)引起的耦合，可以計(jì)算感應(yīng)電壓

–公共阻抗耦合干擾是由于電流流過回路間公共阻抗，使得一個(gè)回路的電流所產(chǎn)生的電壓降影響到另一回路

–在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，普遍存在公共耦合阻抗，例如，電源引線、印刷電路板上的地和公共電源線、匯流排等。這些匯流條都具有一定的阻抗，對(duì)于多回路來講，就是公共耦合阻抗

三、干擾的作用方式

按干擾作用方式的不同，可分為差模干擾、共模干擾和長(zhǎng)線傳輸干擾

（1）定義：是指系統(tǒng)的兩個(gè)信號(hào)輸入端上所共有的干擾電壓,共模干擾也稱為共態(tài)干擾或縱向干擾

（2）產(chǎn)生共模干擾的原因：

計(jì)算機(jī)的地、信號(hào)放大器的地與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)源的地一般相隔一段距離，在兩個(gè)接地點(diǎn)之間往往存在一個(gè)電位差Vc，該電位差是系統(tǒng)信號(hào)輸入端上共有的干擾電壓，會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生共模干擾

（3）表現(xiàn)方式：

對(duì)于系統(tǒng)的干擾來說，共模干擾大都通過差模干擾的方式表現(xiàn)出來。

結(jié)論：

?對(duì)于存在共模干擾的場(chǎng)合，應(yīng)采用雙端差動(dòng)輸入方式

?為了衡量一個(gè)放大器抑制共模干擾的能力，常用共模抑制比CMRR表示，即

（1）定義：在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)到控制計(jì)算機(jī)以及控制計(jì)算機(jī)到現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，都經(jīng)過一段較長(zhǎng)的線路進(jìn)行信號(hào)傳輸，即長(zhǎng)線傳輸。（2）信號(hào)在長(zhǎng)線中傳輸遇到的三個(gè)問題

一是波反射現(xiàn)象：高速變化的信號(hào)在長(zhǎng)線中傳輸時(shí)，會(huì)出現(xiàn)波反射現(xiàn)象

二是信號(hào)延時(shí)

三是外界干擾 7.2 硬件抗干擾技術(shù)

二、接地系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)

在過程控制計(jì)算機(jī)中，對(duì)上述各種地的處理一般是采用分別回流法單點(diǎn)接地。

單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地 2.輸入系統(tǒng)的接地

?在輸入通道中，為防止干擾，傳感器、變送器、和信號(hào)放大器通常采用屏蔽罩進(jìn)行屏蔽，而信號(hào)線往往采用屏蔽信號(hào)線。屏蔽層的接地也應(yīng)采取單點(diǎn)接地方式，關(guān)鍵是確定接地位置。3.主機(jī)系統(tǒng)的接地

?為了提高計(jì)算機(jī)的抗干擾能力，將主機(jī)外殼作為屏蔽。而把機(jī)內(nèi)器件架與外殼絕緣，絕緣電阻大于50MΩ，即機(jī)內(nèi)信號(hào)地浮地。

三、過程通道的抗干擾技術(shù)

?過程通道是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集輸入和輸出通道，它包括了現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)源、信號(hào)線、轉(zhuǎn)換設(shè)備、I/O接口電路，主機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。

?過程通道涉及內(nèi)容多，分布廣，受干擾的可能性大，其抗干擾問題非常重要。?過程通道干擾的來源是多方面的，主要有共模干擾、差模干擾和長(zhǎng)線干擾。（1）變壓器隔離

?變壓器隔離：利用隔離變壓器將模擬信號(hào)電路與數(shù)字信號(hào)電路隔離開，也就是把模擬地與數(shù)字地?cái)嚅_，以使共模干擾電壓不能構(gòu)成回路，從而達(dá)到抑制共模干擾的目的。另外，隔離后的兩電路應(yīng)分別采用兩組互相獨(dú)立的電源供電，切斷兩部分的地線聯(lián)系.?這種隔離適用于無直流分量信號(hào)的通路。對(duì)于直流信號(hào)，也可通過調(diào)制器變換成交流信號(hào)，經(jīng)隔離變壓器后，用解調(diào)器再變換成直流信號(hào)。（2）光電隔離

?光電耦合器是由發(fā)光二極管和光敏三極管（或達(dá)林頓管、或晶閘管等）封裝在一個(gè)管殼內(nèi)組成, 實(shí)現(xiàn)以光為媒介的電信號(hào)傳輸。（3）浮地屏蔽

?浮地屏蔽：指信號(hào)放大器采用雙層屏蔽，輸入為浮地雙端輸入，如圖示。這種屏蔽方法使輸入信號(hào)浮空，達(dá)到了抑制共模干擾的目的。2.差模干擾的抑制 3.長(zhǎng)線傳輸干擾的抑制

–同軸電纜對(duì)于電場(chǎng)干擾有較強(qiáng)的抑制作用，工作頻率較高。雙絞線對(duì)于磁場(chǎng)干擾有較好的抑制作用，絞距越短，效果越好。在電場(chǎng)干擾較強(qiáng)時(shí)須采用屏蔽雙絞線。

–在使用雙絞線時(shí)，盡可能采用平衡式傳輸線路。所謂平衡式傳輸線路，是雙絞線的兩根線不接地傳輸信號(hào)。因?yàn)檫@種傳輸方式具有較好的抗差模干擾能力，外部干擾在雙絞線中的兩條線中產(chǎn)生對(duì)稱的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，相互抵消。同時(shí)，對(duì)于來自地線的干擾信號(hào)也受到抑制。4.終端阻抗匹配

?為了消除長(zhǎng)線的反射現(xiàn)象，可采用終端或始端阻抗匹配的方法。5.始端阻抗匹配

始端阻抗匹配：在長(zhǎng)線的始端串入電阻R，通過適當(dāng)?shù)倪x擇R，以消除波反射

7.3 軟件抗干擾技術(shù) 2.輸入數(shù)字信號(hào)的抗干擾 3.輸出數(shù)字信號(hào)的抗干擾

?由于干擾，可能使計(jì)算機(jī)輸出的正確數(shù)字信號(hào)，在輸出設(shè)備中得到的卻是錯(cuò)誤信號(hào)。

在軟件上可以采取以下一些方法提高抗干擾能力：

二、CPU及程序的抗干擾技術(shù)

?CPU是計(jì)算機(jī)的核心。當(dāng)CPU受到干擾不能按正常狀態(tài)執(zhí)行程序時(shí)，就會(huì)引起計(jì)算機(jī)控制的混亂，所以需要采取措施，使CPU在受到干擾的情況下，盡可能無擾地恢復(fù)系統(tǒng)正常工作。1.指令冗余

?當(dāng)CPU受到干擾，程序“跑飛”后，往往將一些操作數(shù)當(dāng)作指令代碼來執(zhí)行，從而引起整個(gè)程序的混亂。采用指令冗余技術(shù)是使程序從“跑飛”狀態(tài)，恢復(fù)正常的一種有效措施。2.軟件陷阱

?軟件陷阱是在非程序區(qū)的特定地方設(shè)置一條引導(dǎo)指令（看作一個(gè)陷阱），程序正常運(yùn)行，不會(huì)落入該引導(dǎo)指令的陷阱，當(dāng)CPU受到干擾，程序“跑飛”時(shí)，如果落入指令陷阱，將由引導(dǎo)指令將“跑飛”的程序強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)到出錯(cuò)處理程序，由該程序段進(jìn)行出錯(cuò)處理和程序恢復(fù)。3.Watchdog技術(shù)

?當(dāng)程序“跑飛”到一個(gè)臨時(shí)構(gòu)成的死循環(huán)中時(shí)，冗余指令和軟件陷阱將不起作用，造成系統(tǒng)完全癱瘓。看門狗技術(shù)，可以有效解決這一問題