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工业控制计算机的组成
主板
人机 接口
系统 支持
磁盘 系统
通信 接口
外部 总线
内部 总线
模拟量输 模拟量输 数字量输 数字量输 入通道 出通道 入通道 出通道
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工业控制计算机的组成
工控机机箱(4U)
机箱前端
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机箱后端
14
工业控制计算机的组成
前端盖打开
机箱俯视
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工业控制计算机的接口
工业组态软件
基于工控机的控制系统应用
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工业控制计算机的组成
主机(底板、主板、内存、总线等)
工 硬件 外设(打印、存储、交互设备等)
控
工业I/O(数据I/O、通信接口等)
机
系统软件(实时和非实时操作系统)
软件
工具软件(辅助开发软件等)
应用软件(面向生产过程的应用程序)
▪ 稳定性 ▪ 快速性 ▪ 精确性
• 在机电一体化控制系统设计中，控制系统与被控 制对象同在设计范畴之内，两者应有机结合
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第三章 工业控制计算机
概述
• 机电一体化对控制系统的基本要求
• 机电一体化控制系统的类型、特点与选用
工业控制计算机的组成及特点
工业控制计算机的主板
工业控制计算机的接口
第三章 工业控制计算机
概述
工业控制计算机的组成及特点
工业控制计算机的概念及特点
工业控制计算机的组成
工业控制计算机的总线结构
基于工业控制计算机的机电一体化系统
工业控制计算机的主板
工业控制计算机的接口
工业组态软件
基于工控机的控制系统应用
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工业控制计算机的概念及特点
▪ 概念
• 简称工控机(IPC，Industrial Personal Computer)，主 要用于工业过程测量、控制、数据采集等工作。以工控 机为核心的测量和控制系统，处理来自工业系统的输入 信号，再根据控制要求将处理结果输出到执行机构，去 控制生产过程，同时对生产进行监督和管理。
各系统不同
软件开发
人机界面 应用场合 开发周期
成本
用高级语言开发或 选用工业组态软件
好
一般现场控制或较 大规模控制 一般 高
汇编或高级语言自行 开发
较差
以梯形图为主，也 支持高级语言
一般（可选配触摸 屏）
智能仪表、简单控制 一般规模现场控制
较p长pt课件
短
低
中
专用语言或支 持高级语言
一般
专用场合
一般 8 高
工业控制计算机的组成及特点
工业控制计算机的概念及特点
工业控制计算机的组成
工业控制计算机的总线结构
基于工业控制计算机的机电一体化系统
工业控制计算机的主板
工业控制计算机的接口
工业组态软件
基于工控机的控制系统应用
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工业控制计算机的总线结构
▪ STD总线
▪ I线
• 其他控制系统
▪ 数控系统(NCS)、集散控制系统(DCS)、现场总线系统(FCS)…
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机电一体化控制系统的比较、选用
控制系统的 组成
系统功能
速度 可靠性 环境适应性
基于PC的控制系统
按要求选择主机与 相关过程IO板卡
可组成简单到复杂 的各类控制系统
快 一般 一般
基于微处理器的控制系统
自行开发 （非标准化）
简单的处理功能和 控制功能
快 差 差
基于PLC的控制系统
按要求选择主机与 扩展模块
逻辑控制为主，也 可组成模拟量控制
系统
一般
好
好
通信功能
多种接口，如串口、 可通过外围元件自行
并口、USB、网口
扩展
串口，通过通信模 块扩展USB或网口
其他控制系统
按要求进行选 择
专用控制
各系统不同 好 好
概述
工业控制计算机的组成及特点
工业控制计算机的概念及特点
工业控制计算机的组成
工业控制计算机的总线结构
机电系统及生产过程自动化
第一章 机电一体化概论
第二章 精密机械技术
第三章 工业控制计算机
第四章 基于单片机的控制器
第五章 可编程序控制器
第六章 传感器与计算机接口
第七章 动力驱动及其计算机控制
第八章 机电一体化系统设计方法与实例
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1
第三章 工业控制计算机
概述 工业控制计算机的组成及特点 工业控制计算机的主板 工业控制计算机的接口 工业组态软件 基于工控机的控制系统应用
工业组态软件
基于工控机的控制系统应用
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机电一体化控制系统的类型、特点
▪ 机电一体化控制系统的类型
• 基于PC的控制系统
▪ 工业控制计算机+工业IO接口板 ▪ 特点
• 基于MCU的控制系统
▪ 单片机、嵌入式处理器、数字信号处理器(DSP) ▪ 特点
• 基于PLC的控制系统
▪ 顺序控制 ▪ 特点
• VME总线
• Compact PCI总线/PXI
• PC-104总线，PC-104+总线
• STD32
• EISA
• AT96
• CAN等各种现场总线
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ISA总线
工业控制计算机的总线结构
PCI总线
无源底板(8 ISA + 7 PCI) ISA总线+PCI总线
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第三章 工业控制计算机
(IPC/PLC/MCU等)
接
(电机、电磁阀等)
口
传感检测装置
(各类传感器等)
被控对象
(各种机械参数) 被 控 量
机电一体化系统的组成
ppt课件
4
机电一体化对控制系统的基本要求
▪ 机电一体化对控制系统的基本要求
• 为了使控制量(一般是机电一体化系统中的各种 被控制机械参量)按预定的规律变化，机电一体 化对控制系统的基本要求有：
双正压风扇
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工业控制计算机的组成
工业电源： 功率：300 W 输入：100 ~ 240 VAC, 60 ~ 50 Hz, 10 A 输出：+5V、-5V、+3.3V、+12V、-12V
无源底板(8 ISA + 7 PCI)
ppt课件 主板(支持P IV系列CPU)
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第三章 工业控制计算机
概述
ppt课件
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第三章 工业控制计算机
概述
• 机电一体化对控制系统的基本要求
• 机电一体化控制系统的类型、特点与选用
工业控制计算机的组成及特点
工业控制计算机的主板
工业控制计算机的接口
工业组态软件
基于工控机的控制系统应用
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机电一体化系统的组成
设定值
输
入
＋— 反 馈
接 口
量
控制器
输 出 驱动执行机构
▪ 使用环境
▪ 特点
• 高可靠性 • 实时性 • 维护方便性 • 可扩充性 • 与普通计算机系统软、硬件兼容性
▪ 发展
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第三章 工业控制计算机
概述
工业控制计算机的组成及特点
工业控制计算机的概念及特点
工业控制计算机的组成
工业控制计算机的总线结构
基于工业控制计算机的机电一体化系统
工业控制计算机的主板