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临夏控制系统硬件

临夏控制系统硬件

详细先容

控制系统硬件,即在控制系统中的硬件元件或设备,是和控制系统的App相对应的概念。

控制系统硬件,即在控制系统中的硬件元件或设备。在小型控制系统中,主要是指控制芯片、外围电路、小型电机、传感器等;在中大型工业控制系统中,主要指检测仪表、控制仪表、实行机构等。
基本类别
分类
按照使用场合,可以分为小型控制系统硬件,如在小型机器人、小型飞行器、小型智能设备中;以及中大型控制系统硬件,主要是在工业生产中使用。
按照硬件作用,可以分为检测传感器、控制器、实行器等。
小型控制系统
小型控制系统中,硬件结构主要是“传感器-控制器-实行器”,其中传感器用来收集环境信息或自身工作状态信息,将这些信息传递到控制器中,控制器根据事先编写好的控制规律,对传感器传入的信息进行处理,生成控制量,控制量再传递给实行器,最终得以实行。
随着传感器种类和功能的丰富以及性能的提高,传感器能够给控制器反馈的信息越来越全面且精准,这也直接提高了整个控制系统的工作能力和效率;控制器主要是围绕微型控制单元搭建的控制电路,比如单片机最小系统、FPGA数字电路等;实行器主要是各种声光元件、电机舵机等。
中大型控制系统
中大型控制系统主要指工业控制系统,在工业控制系统中,小型控制系统的硬件元件和设备难以满足复杂的工业作业环境,因此在工业控制系统中,虽然控制系统的结构基本相同,但是硬件上会有相应的改变,如图为基本过程控制系统结构示意图。
不同于小型的传感器,工业中用于收集信息的多是较大的检测仪表,检测仪表用于检测生产过程中的种种物理量,如温度、压力、流量、物位、成分等;控制仪表通常分为模拟和数字两种,模拟控制仪表有如DDZ-Ⅱ和DDZ-Ⅲ型,数字控制仪表主要是数字PID控制器,此外还有一种常用的工业控制器——可编程逻辑控制器(PLC);实行器主要是阀门和转换器,传统的阀门是气动调节阀,新型阀门主要是电动调节阀和智能调节阀,其中转换器用于将气动信号和电信号进行转换。
除了几个基本部分,为了保证生产安全,工业控制系统中还会引入安全栅等安全设备。
计算机控制系统
随着计算机技术的发展和数字元器件的丰富,在很多场合,不仅是一些工业领域,在各个领域如楼宇自动化、智能家居、智能城市、航空航天等,计算机控制系统占有越来越大的比重。在计算机控制系统中,计算机是整个系统硬件上的核心控制部分。
常见控制系统硬件
控制系统的核心硬件是主控板或控制器,用以收集信息的硬件是传感器或检测仪表,以来实现控制结果的是实行器。
主控板
主控板是指在一个嵌入式设备中,用来处理信息和数据并控制系统运作的核心板件。主控板一般由处理芯片和外设构成,处理芯片有微型处理器MPU、微型控制器MCU(单片机)、数字信号处理器DSP等,负责处理信息和数据;外设有存储单元、外部接口、外部晶振、开关元件、电阻电容、数模/模数转换器等,用来将处理结果和外部设备相交换。
除了传统的主控板结构,现在有很多系统级处理器设计或先进智能处理器技术等,如片上系统SoC、片上多核处理器CMP、流处理器SP等。
以主控板为核心控制硬件的场合多是在嵌入式设备中,目前最主要的几种嵌入式处理器为:
ARM处理器
ARM处理器由全球领先的32位RISC微处理器常识产权(IP)供应商ARM企业研发,其主要特点为:体积小、低功耗、成本低、性能高、16/32位双指令集、市场份额大。
MIPS处理器
MIPS处理器由设计和制造高性能、高档32/64位处理器的MIPS技术企业研发,其主要研发重心在嵌入式系统上。其主要特点是高性能、定位广、64位指令集。
PowerPC处理器
PowerPC是摩托罗拉企业和IBM企业联合为苹果企业开发的处理器芯片,其特点是可伸缩性好、灵活度高、应用广泛。
Intel Atom处理器
由英特尔企业研发,特点是低功耗、体积小、处理能力强,详见(Atom处理器) 。


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关键词:软硬件结合,软硬件安装控制,软硬件

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