微機(jī)控制裝置是控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)控制功能的物理單元。廣義地講，現(xiàn)代控制裝置都是以計(jì)算機(jī)為核心構(gòu)成的。連續(xù)控制系統(tǒng)中采用的是由硬件模擬電路構(gòu)成的模擬式計(jì)算機(jī)，而離散控制系統(tǒng)中采用的是以微機(jī)為主的數(shù)字計(jì)算機(jī)，由硬件和軟件兩部分組成。采用模擬式計(jì)算機(jī)的控制裝置按連續(xù)、并行的方式運(yùn)行，運(yùn)算速度高，但運(yùn)算精度受其組成元、器件的限制，一般只能達(dá)到千分之幾，而且抗干擾能力和可靠性較差，電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，開發(fā)周期長，缺少柔性(即對不同對象的適應(yīng)性)，因此一般僅用來實(shí)現(xiàn)比較簡單的HD控制。采用數(shù)字計(jì)算機(jī)的控制裝置主要按串行方式工作，只能處理離散的數(shù)字信號，信號處理速度相對較低，但運(yùn)算精度高(控制精度可達(dá)萬分之幾)，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性好，開發(fā)容易且周期短，尤其是可實(shí)現(xiàn)許多模擬式控制裝置所難以實(shí)現(xiàn)的控制規(guī)律和算法，而且在硬件電路基本不變的情況下，通過改變控制軟件就可適應(yīng)對不同被控對象進(jìn)行控制的需要，即具有良好的柔性。因此，采用微機(jī)的控制裝置在機(jī)電一體化產(chǎn)品中得到了非常廣泛的應(yīng)用。
控制裝置中采用的微機(jī)屬工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，常用的主要有可編程控制器、單片微控制器(即單片機(jī))、通用的總線式工業(yè)控制機(jī)系統(tǒng)(簡稱工控機(jī))等三類。每一類工業(yè)控制計(jì)算機(jī)都有多種機(jī)型，每種機(jī)型的性能、功能和價(jià)格不同，主要適用場合也不同，因此在設(shè)計(jì)控制裝置時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況，綜合考慮各方面的要求而合理選用，以獲得****的性能價(jià)格比。
一般來講，在選擇微機(jī)時(shí)應(yīng)綜合考慮下面一些因素：
(1)計(jì)算精度計(jì)算精度是保證控制質(zhì)量的必要條件之一，它與計(jì)算機(jī)字長直接相關(guān)c當(dāng)系統(tǒng)比較簡單、計(jì)算量小、精度和速度要求不高時(shí)(如家用電器控制、溫度控制等)，可選 8位或字長更短的微機(jī)(如4位單片機(jī))，否則，應(yīng)選字長16位以上的微機(jī)。當(dāng)精度要求較高、但速度要求不高時(shí)，也可選字長較短、但速度較高的微機(jī)，通過多字節(jié)運(yùn)算來滿足精度要求。
(2)計(jì)算速度計(jì)算速度決定著控制功能能否實(shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)，應(yīng)根據(jù)控制量多少、控制算法的復(fù)雜程度及控制精度要求等來綜合選擇。
(3)控制方法控制方法對微機(jī)的選擇也有很大影響，如順序控制應(yīng)優(yōu)先選用可編程控制器或具有較強(qiáng)邏輯控制功能的微機(jī)；實(shí)時(shí)控制應(yīng)選用具有較完善的實(shí)時(shí)時(shí)鐘和中斷系統(tǒng)的微機(jī)；算法復(fù)雜的控制應(yīng)選用指令系統(tǒng)功能較強(qiáng)并具有較豐富的支持與開發(fā)軟件的微機(jī)(如工控機(jī))。
(4)系統(tǒng)規(guī)模 當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模較大、控制變量較多時(shí)，應(yīng)選用具有足夠I／O接口數(shù)量、運(yùn)行速度和存儲器容量的微機(jī)；當(dāng)單機(jī)不能滿足要求時(shí)，可采用多機(jī)并行網(wǎng)絡(luò)或多級計(jì)算機(jī)遞階控制的方法來解決。
(5)成本、批量及設(shè)計(jì)周期 當(dāng)產(chǎn)品批量較大時(shí)，應(yīng)選用專用微機(jī)來設(shè)計(jì)專用控制裝置以降低成本；當(dāng)批量較小或產(chǎn)品開發(fā)時(shí)，應(yīng)選用通用微機(jī)構(gòu)成通用控制裝置，以縮短開發(fā)周期。降低設(shè)計(jì)和制造成本，提高柔性。
|
