摘要：計算機控制系統(tǒng)是在自動控制技術(shù)和計算機技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。若將自動控制系統(tǒng)中的控制器的功能用計算機來實現(xiàn)，就組成了典型的計算機控制系統(tǒng)。文章發(fā)表在《計算機工程與科學(xué)》上，是電子職稱論文發(fā)表范文，供同行參考。

　　關(guān)鍵詞：自動控制,可編程序控制器,系統(tǒng),設(shè)計,應(yīng)用

　　在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置，例如電機的起停，電磁閥的開閉，產(chǎn)品的計數(shù)，溫度、壓力、流量的設(shè)定與控制等，工業(yè)現(xiàn)場中的這些自動控制問題，若采用可編程序控制器(PC)來解決自動控制問題已成為最有效的工具之一，本文敘述PC控制系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)該注意的問題。

　　硬件選購目前市場上的PC產(chǎn)品眾多，除國產(chǎn)品牌外，國外有：日本的 OMRON、MITSUBISHI、FUJJ、anasonic,德國的SIEMENS，韓國的LG等。近幾年，PC產(chǎn)品的價格有較大的下降，其性價比越來越高，這是眾多技術(shù)人員選用PC的重要原因。那么，如何選購PC產(chǎn)品呢?

　　1.系統(tǒng)規(guī)模首先應(yīng)確定系統(tǒng)用 PC單機控制，還是用PC形成網(wǎng)絡(luò)，由此計算PC輸入、輸出點。數(shù)，并且在選購PC時要在實際需要點數(shù)的基礎(chǔ)上留有一定余量(10%)。

　　2.確定負(fù)載類型根據(jù)PC輸出端所帶的負(fù)載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PC輸出點動作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或品閘管輸出。不同的負(fù)載選用不同的輸出方式，對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是很重要的。

　　3.存儲容量與速度盡管國外各廠家的PC產(chǎn)品大體相同，但也有一定的區(qū)別。目前還未發(fā)現(xiàn)各公司之間完全兼容的產(chǎn)品。各個公司的開發(fā)軟件都不相同，而用戶程序的存儲容量和指令的執(zhí)行速度是兩個重要指標(biāo)。一般存儲容量越大、速度越快的PC價格就越高，但應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的大小合理選用PC產(chǎn)品。

　　4.編程器的選購 PC編程可采用三種方式：

　　一是用一般的手持編程器編程，它只能用商家規(guī)定語句表中的語句編程。這種方式效率低，但對于系統(tǒng)容量小，用量小的產(chǎn)品比較適宜，并且體積小，易于現(xiàn)場調(diào)試，造價也較低。

　　二是用圖形編程器編程，該編程器采用梯形圖編程，方便直觀，一般的電氣人員短期內(nèi)就可應(yīng)用自如，但該編程器價格較高。

　　三是用 IBM個人計算機加PC軟件包編程，這種方式是效率最高的一種方式，但大部分公司的PC開發(fā)軟件包價格昂貴，并且該方式不易于現(xiàn)場調(diào)試。

　　因此，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的大小與難易，開發(fā)周期的長短以及資金的情況合理選購PC產(chǎn)品。

　　輸出回路的設(shè)計

　　1.各種輸出方式之間的比較

　　(1)繼電器輸出：優(yōu)點是不同公共點之間可帶不同的交、直流負(fù)載，且電壓也可不同，帶負(fù)載電流可達(dá)2A/點;但繼電器輸出方式不適用于高頻動作的負(fù)載，這是由繼電器的壽命決定的。其壽命隨帶負(fù)載電流的增加而減少，一般在幾十萬次至Jl百萬次之間，有的公司產(chǎn)品可達(dá)1000萬次以上，響應(yīng)時間為10ms

　　(2)晶閘管輸出：帶負(fù)載能力為0.2A/點，只能帶交流負(fù)載，可適應(yīng)高頻動作，響應(yīng)時間為1ms.

　　(3)晶體管輸出：最大優(yōu)點是適應(yīng)于高頻動作，響應(yīng)時間短，一般為0.2ms左右，但它只能帶 DC 5—30V的負(fù)載，最大輸出負(fù)載電流為0.5A/點，但每4點不得大于0.8A。

　　當(dāng)你的系統(tǒng)輸出頻率為每分鐘6次以下時，應(yīng)首選繼電器輸出，因其電路設(shè)計簡單，抗干擾和帶負(fù)載能力強。當(dāng)頻率為10次/min以下時，既可采用繼電器輸出方式;也可采用PC輸出驅(qū)動達(dá)林頓三極管(5—10A)，再驅(qū)動負(fù)載，可大大減小電流。

　　2.抗干擾與外部互鎖當(dāng) PC輸出帶感性負(fù)載，負(fù)載斷電時會對PC的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此，對直流感性負(fù)載應(yīng)在其旁邊并接續(xù)流二極管，對交流感性負(fù)載應(yīng)并接浪涌吸收電路，可有效保護PC。

　　當(dāng)兩個物理量的輸出在PC內(nèi)部已進(jìn)行軟件互鎖后，在PC的外部也應(yīng)進(jìn)行互鎖，以加強系統(tǒng)的可靠性。

　　3.“GOM“點的選擇不同的 PC產(chǎn)品，其“COM”點的數(shù)量是不一樣的，有的一個“COM”點帶8個輸出點，有的帶4個輸出點，也有帶2個或1個輸出點的。當(dāng)負(fù)載的種類多，且電流大時，采用一個“COM”點帶1—2個輸出點的 PC產(chǎn)品;當(dāng)負(fù)載數(shù)量多而種類少時，采用一個“COM”點帶4—8個輸出點的PC產(chǎn)品。這樣會對電路設(shè)計帶來很多方便，每個“COM”點處加一熔絲，1—2個輸出時加2A的熔絲，4—8點輸出的加5—10A的熔絲，因 PC內(nèi)部一般沒有熔絲。

　　4.PC外部驅(qū)動電路對于 PC輸出不能直接帶動負(fù)載的情況下，必須在外部采用驅(qū)動電路：可以用三極管驅(qū)，也可以用固態(tài)繼電器或晶閘管電路驅(qū)動，同時應(yīng)采用保護電路和浪涌吸收電路，且每路有顯示二極管(LED)指示。印制板應(yīng)做成插拔式，易于維修。

　　PC的輸入輸出布線也有一定的要求，請看各公司的使用說明書。

　　計算機職稱論文投稿須知：《計算機工程與科學(xué)》是由國防科技大學(xué)計算機學(xué)院主辦、國防科技大學(xué)主管的中國計算機學(xué)會會刊，是國內(nèi)外公開發(fā)行的計算機類綜合性學(xué)術(shù)刊物，刊登文章涉及計算機科學(xué)理論、計算機組織與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計算機軟件、計算機應(yīng)用、計算機器件設(shè)備與工藝等學(xué)科領(lǐng)域。