控制系统开发-「工业控制软件开发」

admin 软件开发资讯 2019-07-24 15:12 0
 
关键词:设计开发控制程序公司、工业控制软件开发定制外包
 
 什么是工业控制软件?
 
工业控制软件从狭义来讲即所谓工业控制软件。自从采用可编程控制器以来,工业控制软件开发就成为工业自动化密不可分的一部分,但在实际应用中控制软件并不是孤立的,而是与其它软件相集成才能发挥其应有的作用,所以从广义来讲包括数据采集、人机界面、软件应用、过程控制、数据库、数据通信等,其涵盖的内容也随着技术的发展不断的丰富,从单纯的控制走向与管理融为一体的工厂信息化。
 
工业控制软件开发的出现是伴随计算机技术用于工业控制开始的,经历了用二进制编码、汇编语言、高级语言编程,进而发展到组态软件,以至今天的用Auto CAD直接采用标准的过程控制流程图和电气原理系统图的组态软件。采用Auto CAD的工控软件是直接在屏幕上设计过程控制流程图和电气原理系统图,然后由计算机(工程师站)自动生成执行程序这样就不要求控制工程师有很多计算机软件编程的知识和技巧,甚至可以说不需要以前的严格意义上的软件设计工作,就可以完成工控软件的开发。这不仅使工业控制软件开发的质量和效率大大提高,而且可以使控制工程师无需大量的精力和时间耗费在繁琐的编程工作中,而是把更多的注意力放在控制策略和工厂自动化的需求分析和研究中。尽管当前许多自动化系统的工业控制软件还是采用文本或专用图形的组态方式,但无疑采用Auto CAD的工控软件将成为工控软件的主流。
 
 
 
 什么是控制系统?
 
 制系统基本上是各种设备或部件的互连或布置,使得我们从系统获得期望的输出。让我给你一个真实的例子。人类是任何闭环控制系统的最佳例子。即使你在极地或赤道,你的身体往往会保持正常的内部温度。因此,即使外部温度发生变化,您的系统也始终保持稳定。
 
 现在是工程前景的一个例子,第一个控制系统是由俄罗斯人设计的(我不记得名字)。那就是水位漂浮调节器。浮子检测水位并控制阀门,阀门又控制进入锅炉的水量。
 
 控制系统是形成系统的各种部件或元件的互连,从而提供所需的系统响应。如果基于给定的输入满足指定条件,则控制系统可以将其输出控制为特定值或执行事件序列或执行事件。
 
 例子:
 控制变量:在汽车中,可以通过将加速器调节到所需的水平来控制速度。
 控制一系列事件:在自动洗衣机中,有许多选项可供选择,如“正常”,“重”,“白色”等。机器经历一系列适合所选洗涤选项的洗涤周期。
 控制是否发生事件:自动洗衣机门上有安全锁,以便在门打开时机器不工作。这里的条件是门要关闭以使机器运转。
 
 主要类型的控制系统
 有两种主要类型的控制系统。它们是开环控制系统和闭环控制系统。
 
 开环控制系统
 
 开环控制系统开发使用控制器和(或)执行器直接控制过程控制而无需任何反馈。仅基于参考输入生成控制动作。受控变量的实际值对控制动作没有影响。 开环控制简单且便宜,因为不需要传感器和发射器。p非线性元件,干扰或工艺参数变化的存在导致输出偏离期望的响应。开环控制系统无法进行校正。
 
 像CD播放器,计算机磁盘驱动器这样的现代设备使用转盘以恒定速度旋转磁盘。控制系统可以设计成开环。为了使转盘以恒定速度旋转,使用DC电动机作为致动器,因为它提供与施加的输入电压成比例的速度。DC放大器用于从电池向DC电机提供所需的电力。在任何电动机磨损或部件的任何变化的情况下,使实际旋转速度偏离期望速度。在开环控制系统中无法纠正这种偏差。
 
 闭环控制系统
 
 闭环控制系统开发采用实际输出的测量和通过实际输出的反馈修改过程的输入,从而将输出保持在所需值。这里,过程的实际输出与参考输入之间的差异被放大并用于控制过程,从而不断减小差异。它也被称为  反馈控制系统m。 
 
 闭环反馈控制系统需要传感器。提供与轴速度成比例的输出电压的转速计用作传感器。在输入电压和转速计电压之间产生误差电压。基于误差电压调节放大器参数,使得DC电机以期望的速度旋转。检测输出中发生的偏差并连续校正。
 
 计算机控制系统
 
 受控系统复杂性的增加和实现最佳控制的兴趣导致了控制系统工程的发展。随着系统复杂性的增加,系统的输入和输出变量也会增加。当涉及的输入和输出变量的数量多于一个时,则这种系统称为多变量控制系统。控制变量之间的相互关系也应被考虑用于有效控制过程。采用的控制方案不再是简单的开环或闭环控制。各种控制方案,如反馈控制,前馈控制,级联控制,改写控制,比率控制,自适应控制,推理控制根据要求用于过程控制。控制器不再是物理组件。控制器是用复杂控制方案编程的计算机。这被称为  计算机控制系统。
 
 示例:锅炉 - 涡轮发电机系统 
 
 锅炉 - 汽轮发电机的计算机控制系统
 
 上图显示了以计算机作为控制装置的锅炉 - 涡轮发电机系统的简化模型。简化模型仅显示系统的几个控制变量的重要三个(氧气,温度和压力)。将氧气,温度和压力的测量值提供给计算机以进行控制计算。进料水,燃料,空气和涡轮机速度的输入变量流量根据控制输出而变化。

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