1．學(xué)習(xí)計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計原則

   2．初步掌握計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟

   3．學(xué)習(xí)實例，加深認(rèn)識與初步掌握單片機、儀表、IPC和PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計思路

   前面討論了計算機控制系統(tǒng)各部分的結(jié)構(gòu)組成、 G2RL-248VDC工作原理、硬件和軟件技術(shù)、控制規(guī)律算法以及典型的控制裝置類型，這就為計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計與工程實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。由于控制對象多種多樣，要求控制系統(tǒng)達到的功能也各不相同，這使得計算機控制系統(tǒng)的構(gòu)成方式和規(guī)模大小也具有多樣性。

   控制系統(tǒng)的設(shè)計原則

   對于不同的控制對象，系統(tǒng)的設(shè)計方案和具體的技術(shù)指標(biāo)是不同的，但控制系統(tǒng)的設(shè)計原則是相同的。這就是滿足工藝要求、可靠性高、操作性能好、實時性強、通用性好、經(jīng)濟效益高。

   1．滿足工藝要求

   在設(shè)計計算機控制系統(tǒng)時，首先應(yīng)滿足生產(chǎn)過程所提出的各種要求及性能指標(biāo)。因為計算機控制系統(tǒng)是為生產(chǎn)過程自動化服務(wù)的，因此設(shè)計之前必須對工藝過程有一定的了解，系統(tǒng)設(shè)計人員應(yīng)該和工藝人員密切配合，才能設(shè)計出符合生產(chǎn)工藝要求和性能指標(biāo)的控制系統(tǒng)。設(shè)計的控制系統(tǒng)所達到的性能指標(biāo)不應(yīng)低于生產(chǎn)工藝要求，但片面追求過高的性能指標(biāo)而忽視設(shè)計成本和實現(xiàn)上的可能性也是木可取的。

   2．可靠性要高

   對工業(yè)控制的計算機系統(tǒng)最基本的要求是可靠性高。否則，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將造成整個控制過程的混亂，會引起嚴(yán)重的后果，由此造成的損失往往大大超出計算機控制系統(tǒng)本身的價值。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，特別是在一些連續(xù)生產(chǎn)過程的企業(yè)中，是不允許故障率高的設(shè)備存在的。

   系統(tǒng)的可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。在計算機控制系統(tǒng)中，可靠性指標(biāo)一般用系統(tǒng)的平均無故障時間( MTBF)和平均維修時間(MTTR)來表示。MTBF反映了系統(tǒng)可靠工作的能力，MTTR表示系統(tǒng)出現(xiàn)故障后立即恢復(fù)工作的能力，一般希望MTBF要大于某個規(guī)定值，而MTTR值越短越好。因此，在系統(tǒng)設(shè)計時，首先要選用高性能的工業(yè)控制計算機，保證在惡劣的工業(yè)環(huán)境下仍能正常運行。其次是設(shè)計可靠的控制方案，并具備有各種安全保護措施，比如報警、事故預(yù)測、事故處理、不間斷電源等。

   為了預(yù)防計算機故障，還須設(shè)計后備裝置。對于一般的控制回路，選用手動操作器作為后備；對于重要的回路，選用常規(guī)控制儀表作為后備。這樣，一旦計算機出現(xiàn)故障，就把后備裝置切換到控制回路中去，以維持生產(chǎn)過程的正常運行。對于特殊控制對象，可設(shè)計兩臺計算機互為備用地執(zhí)行控制任務(wù)，成為雙機系統(tǒng)。對于規(guī)模較大的系統(tǒng)，應(yīng)注意功能分散，即可采用分散控制系統(tǒng)或現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。