下载文档原格式
生产线数字化设计与仿真(nx mcd)是一门针对工业制造领域的专业课程，旨在培养学生掌握数字化设计与仿真技术在生产线设计中的应用能力。
本课程将涵盖以下主要内容：一、课程背景与意义1. 工业制造领域的发展趋势随着科技的进步和产业结构的转型，工业制造领域对数字化设计与仿真技术的需求日益增加。
数字化设计与仿真技术的应用，可以提高生产线设计的精度和效率，同时降低成本，提高产品质量，增强企业竞争力。
2. 课程设置的背景及意义本课程的设置旨在满足当前工业制造领域对数字化设计与仿真技术人才的需求，培养学生掌握相关技术和方法，具备在生产线设计中应用数字化设计与仿真技术的能力。
二、课程目标1. 掌握数字化设计与仿真技术的基本理论和方法学生将通过本课程学习到数字化设计与仿真技术的基本理论和方法，包括数字化建模、装配、运动仿真、工艺仿真等内容。
2. 熟练掌握nx mcd软件的操作技能课程将着重培养学生对于nx mcd软件的操作技能，包括软件界面的介绍、基本操作指令的学习以及实际案例的操作实践。
3. 能够应用数字化设计与仿真技术解决生产线设计中的实际问题通过本课程的学习，学生将具备应用数字化设计与仿真技术解决生产线设计中的实际问题的能力，例如优化生产线布局、提高生产效率、降低生产成本等。
三、课程内容及教学安排1. 数字化建模本部分将介绍数字化建模的基本概念和方法，包括曲面建模、装配设计等内容。
学生将学习到如何利用nx mcd软件进行产品数字化建模的方法和技巧。
2. 生产线布局设计本部分将重点介绍如何利用数字化设计与仿真技术对生产线进行布局设计，优化生产线布局以提高生产效率、节约空间、降低能耗等。
3. 运动仿真学生将学习到如何利用nx mcd软件进行生产线的运动仿真，包括机械臂运动仿真、传送带运动仿真等内容。
通过仿真分析，学生将能够有效优化生产线的工艺流程，提高生产效率。
4. 工艺仿真在本部分，学生将学习到如何利用数字化设计与仿真技术进行生产工艺的仿真分析，包括成型工艺仿真、焊接工艺仿真等内容。
控制系统数字仿真与CAD课程设计课程背景控制系统数字仿真与CAD课程是一门涵盖了控制系统的基础理论以及控制系统CAD仿真实践的课程。
本课程主要教授学生掌握数字仿真与CAD技术在控制系统领域中的应用和实践。
控制系统数字仿真与CAD课程意在为学生开拓思路提供技术支持，同时也为学生将来走向控制系统领域提供必要的基础技能与实践经验。
课程目标•培养学生使用数字仿真软件进行控制系统仿真的能力。
•培养学生使用CAD软件进行控制系统图形设计与绘制的能力。
•培养学生将仿真与CAD技术应用于控制系统设计、分析与解决问题的能力。
•培养学生掌握控制系统相关的专业术语、技能与知识。
课程内容第一章基础知识本章主要是介绍控制系统的基础知识，包括控制系统的定义、分类、特点以及控制系统分析与设计的基础知识。
此外，还会介绍数字仿真与CAD技术在控制系统领域中的应用、主要功能与特点。
第二章仿真技术本章主要介绍数字仿真技术在控制系统中的应用，包括仿真的概念、方法、分类、技术流程以及仿真软件的选择、应用与实践。
此外，还会介绍仿真软件的主要功能与应用场景。
第三章 CAD技术本章主要介绍CAD技术在控制系统中的应用，包括CAD的概念、原理、主要技术与CAD软件的应用。
此外，还会介绍CAD技术在控制系统中的实践应用以及CAD软件的主要功能与应用场景。
第四章仿真与CAD技术在控制系统中的应用本章主要介绍仿真与CAD技术在控制系统中的应用，包括如何将仿真与CAD技术应用于控制系统设计、分析与解决问题；例如，如何绘制控制系统的传动布置图、控制系统的电气接线图等等。
此外，还会介绍仿真与CAD技术在控制系统维护、故障排查和升级改造中的应用。
第五章课程设计本章主要是针对控制系统数字仿真与CAD技术进行综合性的课程设计。
在课程设计中，学生需要综合应用数字仿真与CAD技术进行控制系统的设计与模拟仿真，从而提高问题解决能力、创新实践能力和综合应用能力。
课程评分1.课堂表现：20%2.仿真实验报告：30%3.CAD图形设计：20%4.课程设计报告：30%总结控制系统数字仿真与CAD课程设计是一门涵盖控制系统的基础理论，同时也重点介绍了CAD与数字仿真技术在控制系统领域中的应用和实践。
控制系统的数字仿真及计算机辅助设计第二版课程设计一、课程设计实验目的本次课程设计旨在通过数字仿真的方法和计算机辅助设计的手段，探究控制系统的特性和解决实际问题的能力。
实验目的包括：1.学习掌握MATLAB/Simulink数字仿真软件的基本操作，以及理解控制系统的基本概念和原理；2.熟悉计算机辅助设计软件的使用方法，能够利用计算机和网络资源进行控制系统设计和优化；3.通过实验操作，加深对控制系统的认识和理解，提高分析和解决问题的能力。
二、课程设计实验内容本次课程设计共分为两个实验项目，主要内容包括：实验项目一：PID控制器设计和数字仿真1.学习PID控制器的基本原理和调节方法，运用MATLAB/Simulink软件进行PID控制器的建模和仿真；2.通过对比不同PID控制器的响应特性，分析影响控制性能的因素，并利用优化算法提高控制精度；3.选取不同的控制对象进行实验，以比较不同控制策略的效果，并讨论实际应用PID控制器的具体应用场景。
实验项目二：控制系统的网络化设计和远程控制实验1.学习计算机辅助设计软件的基本原理和方法，理解控制系统的网络化设计思想；2.利用网络资源和远程控制工具，实现对控制系统的远程监控和控制，观察系统的响应情况；3.分析网络化控制系统的优势和局限，并讨论如何利用现有技术和资源优化控制系统的设计和运行效率。
三、课程设计实验结果与讨论根据课程设计的要求，学生需要独立完成实验设计和数据分析，并用MATLAB/Simulink和计算机辅助设计软件实现控制系统的数字仿真和优化。
实验结果如下：实验项目一在PID控制器的设计和仿真实验中，学生选定一种控制对象，利用MATLAB/Simulink软件建立控制系统模型，并确定PID控制器的参数。
例如，在石油管道的温度控制系统中，学生需要确定适当的比例系数、积分系数和微分系数，以满足系统的温度控制要求。
通过仿真实验，学生记录下控制系统的输入和输出数据，并利用MATLAB/Simulink进行数据分析和优化。
pscad仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握PSCAD仿真软件的基本操作和界面功能。
2. 学习电路仿真原理，理解仿真过程中的数学模型和算法。
3. 掌握利用PSCAD软件进行简单电路设计和仿真分析的方法。
技能目标：1. 能够独立运用PSCAD软件搭建电路模型，进行电路仿真实验。
2. 学会分析仿真结果，解释电路现象，提出改进方案。
3. 培养创新意识和实际操作能力，提高解决实际问题的技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子电路的兴趣，激发学习热情，形成积极探索的精神。
2. 培养学生团队协作精神，学会分享和交流，提高沟通能力。
3. 强化安全意识，注重实践操作规范，培养学生严谨的科学态度。
课程性质：本课程为选修课，旨在帮助学生运用PSCAD仿真软件进行电路设计与分析，提高实践操作能力和创新能力。
学生特点：本课程面向高中年级学生，他们对电子电路有一定的基础知识，具备一定的计算机操作能力，但对仿真软件的使用尚不熟悉。
教学要求：结合学生特点，本课程要求教师采用任务驱动法，以实例教学为主，注重引导学生动手实践，培养学生的实际操作能力和创新思维。
教学过程中，关注学生的个体差异，及时进行评估和反馈，确保课程目标的达成。
通过本课程的学习，使学生能够独立完成电路仿真实验，提高解决实际问题的能力。
二、教学内容1. PSCAD软件概述- 软件安装与界面认识- 基本操作与工具使用2. 电路仿真原理- 仿真数学模型- 仿真算法介绍3. 电路设计与仿真分析- 简单电路搭建- 参数设置与仿真运行- 结果分析与应用4. 实践案例分析- 典型电路仿真案例解析- 学生自主设计电路并进行仿真5. 教学进度安排- 第一周：PSCAD软件概述与安装- 第二周：界面认识与基本操作- 第三周：电路仿真原理学习- 第四周：简单电路设计与仿真分析- 第五周：实践案例分析与学生自主设计- 第六周：课程总结与成果展示教学内容依据教材相关章节，结合课程目标进行选择和组织。
《控制系统CAD 及仿真课程设计》任务书一、教学目标本课程设计是《控制系统CAD 及仿真》课程的综合设计实践环节。
它是为运用本课程所学知识、提高独立设计能力而进行的综合训练。
学生按照指导教师规定的题目和要求，完成控制系统的仿真建模、仿真算法、仿真设计和分析任务。
通过本课程设计，使学生深刻理解仿真原理和方法，掌握MA TLAB 平台下仿真算法的设计流程；进一步掌握SIMULINK 的模型与MATLAB 仿真程序的数据通讯方法。
从而提高学生的控制系统分析和设计能力，为学生今后从事控制系统研究工作打下良好的基础。
二、内容与要求课程设计内容1：采样控制系统的数字仿真实现要求学生分别采用差分方程递推求解法和连续部分按典型环节离散化法来设计采样控制系统的数字仿真程序，实现其仿真功能，绘出输出曲线。
（图中，11717.0172.2)(--+-=zz z D ） 课程设计内容2：PID 控制器的参数寻优要求学生设计PID 控制系统模型以及相应的参数整定仿真算法及程序，实现对系统参数的分析和完善。
在此基础上，基于单纯型寻优策略，设计PID 参数动态寻优仿真方案，三、教学文件与报告要求教学文件：张晓华主编.《控制系统数字仿真与CAD》（第二版）机械工业出版社.2004 课程设计报告内容包括：１仿真设计方案说明及论证；２设计所用仿真原理的说明；３仿真算法程序的说明；４模型构建、目标函数构建的方法；６系统运行状态调整及参数整定的说明７全部模型文件、程序文件以及仿真系统运行曲线和分析。
四、课程设计的考核与成绩评定办法学生在课程设计结束时提交课程设计报告。
内容围绕着设计任务书要求写。
成绩将根据课程设计情况和课设报告撰写情况进行综合考核。
课程设计任务书课程设计题目控制系统仿真设计功能使得电动车控制系统的系统在校订后技术指标阶跃响应的超调量小于5%，调理时间小于 4s。
工作量二周第一周学习怎样使用 MATLAB 软件与控制系统的仿真等，第二周选择课题而后进行分组查工作计划询资料，最后借助软件对实验题目进行编程改正和剖析，使实验达到题目要求的最优化成效。
指导教师考语目录第 1 章设计题目及要求 (1)设计题目 (1)要求 (1)第 2章校订前系统性能 (2)时域性能 (2)频域性能 (5)第 3章校订环节设计 (6)校订方法选择 (6)控制参数整定 (6)第 4章校订后系统性能 (7)时域性能 (7)频域性能 (9)结论 (10)心得领会 (11)第 1 章设计题目及要求1.1 设计题目：若系统的数学模型及控制环节的传达函数为G(s)=40 ／（（ss+3）（ s+6）），设计校订装置。
电动车控制系统：某电动车控制系统如图：1.2 要求：系统在阶跃响应的超调量小于5%，调理时间小于4s。
第 2 章校订前系统性能2.1 时域性能(1)、绘制未加入校订装置的系统开环阶跃响应曲线，依据系统的开环传达函数，程序以下：function [Tp,Mp,Tr,Ts]=stepa(G)[Y,t] = step(G);cs=length(t);yss=Y(cs);[ctp,tp]=max(Y);Tp=t(tp);Mp=100*(ctp-yss)/yssk=cs+1;n=0;while n==0k=k-1;if Y(k)<0.98*yssn=1;endendt1=t(k);k=cs+1;n=0;while n==0k=k-1;if Y(k)>1.02*yssn=1;endendt2=t(k);if t1>t2Ts=t1;elseTs=t2;Endclear all;clear all;num=2.2;den=conv([1,0],conv([0.3,1],[0.17,1])); sys1=tf(num,den);sys2=feedback(sys1,1);figure(1);margin(sys1)figure(2);step(sys2)[Tp,Mp,Tr,Ts]=stepa(sys2)Mp =Tp =Mp =Tr =Ts =Step Response1edtui lpmA0123456Time (sec)系统的阶跃响应曲线图 2-12.2 频域性能由 2.1 节的程序能够获取系统的频域曲线图(2-2)以下所示)B d (e dtu i n g a M) g e d ( e s a h PBode DiagramGm = 12.4 dB (at 4.43 rad/sec) , P m = 43.8 deg (at 1.84 rad/sec)50-50-100-150-90-135-180-225-270-10123 1010101010Frequency (rad/sec)控制系统的频域响应曲线图 2-2MATLAB运转结果开环传达函数为：G(s)=2.2 ／（ s（0.3s +1）（ 0.17s+1））系统是稳固的，可是响应时间和超调量都较之题目要求大第 3 章校订环节设计3.1 校订方法选择因为题目要求系统阶跃响应的超调量小于 5%，超调时间小于4s ，系统固然稳固，可是响应时间较快和超调量较大，因为放大系数 K 对超调量有影响，为此需要改变放大系数 K 的值来知足题目要求的预期值，依据系统的时域性能和频域性能可知合适采用比率- 微分控制器（ PD 控制器）从比率环节和微分环节进行校正，从物理的角度来剖析，他能够降低系统的最大超调量，改变动向性能，从频次特征的角度来说，它能够增添系统的相角裕量，是系统的震荡减弱。
工控软件设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握工控软件设计的基本概念、原理和方法；2. 让学生了解工控软件在不同行业中的应用和功能；3. 使学生掌握工控软件的编程、调试和优化技巧；4. 让学生了解工控软件的安全性和可靠性要求。
技能目标：1. 培养学生运用工控软件进行控制系统设计与实现的能力；2. 培养学生运用编程语言进行工控软件编程和调试的能力；3. 培养学生分析和解决实际工程中工控软件问题的能力；4. 提高学生的团队协作和沟通能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对工控软件设计课程的兴趣，激发学生的学习热情；2. 培养学生严谨、细致、负责任的科学态度；3. 增强学生的工程意识，使其认识到工控软件在国民经济发展中的重要作用；4. 培养学生的创新精神和实践能力，提高其综合素质。
课程性质：本课程为实践性较强的专业课程，旨在培养学生工控软件设计方面的理论知识和实际操作能力。
学生特点：学生具备一定的计算机编程基础，对工控软件有一定了解，但实际操作能力有待提高。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力，培养其解决实际问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于后续教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 工控软件设计基础知识：介绍工控软件的基本概念、原理和发展历程，使学生了解工控软件的设计方法和应用领域。
教学内容：- 工控软件的概念与分类- 工控软件的设计原理- 工控软件的发展趋势2. 工控软件编程与调试：学习工控软件编程语言和调试技巧，提高学生实际操作能力。
教学内容：- 编程语言的选择与应用- 编程规范与技巧- 调试方法与步骤3. 工控软件系统设计：分析工控软件在不同行业中的应用，学习系统设计方法和案例分析。
教学内容：- 工控软件系统设计流程- 工控软件模块划分与功能描述- 案例分析：典型工控软件系统设计4. 工控软件安全性与可靠性：介绍工控软件的安全性和可靠性要求，提高学生在实际工程中的应用能力。
课程设计(综合实验)报告( 2011-- 2012 年度第二学期)名称：过程计算机控制系统题目：DDC单回路PID闭环控制系统的设计及实时仿真院系：控制与计算机工程学院班级：学号：学生姓名：指导教师：朱耀春设计周数：一周成绩：日期：2012 年 6 月20 日一、 课程设计的目的与要求1.设计目的在计算机控制系统课程学习的基础上，加强学生的实际动手能力，通过对DDC 直接数字闭环控制的仿真加深对课程内容的理解。
2.设计要求本次课程设计通过多人合作完成DDC 直接数字闭环控制的仿真设计，学会A/D 、D/A 转换模块的使用。
通过手动编写PID 运算式掌握数字PID 控制器的设计与整定的方法，并做出模拟计算机对象飞升特性曲线，熟练掌握DDC 单回路控制程序编制及调试方法。
二、 设计正文1.设计思想本课程设计利用Turboc2.1开发环境，通过手动编写C 语言程序完成PID 控制器的设计，A/D 、D/A 转换，绘出PID 阶跃响应曲线与被控对象动态特性曲线。
整个设计程序模块包含了PID 配置模块，PLCD-780定时采样、定时输出模块，PID 手/自动切换模块（按键控制）及绘图显示模块。
设计中，通过设定合理的PID 参数，控制PLCD-780完成模拟计算机所搭接二阶惯性环节数据的采集，并通过绘图程序获得对象阶跃响应曲线。
2. 设计步骤（1）前期准备工作(1.1)配备微型计算机一台，系统软件Windows 98或DOS (不使用无直接I/O 能力的NT 或XP 系统), 内装Turbo C 2.0/3.0集成开发环境软件；(1.2)配备模拟计算机一台(XMN-1型), 通用数据采集控制板一块（PLCD-780型）； (1.3)复习Turboc2.0并参照说明书学习PLCD-780的使用（2） PID 的设计(2.1)PID 的离散化理想微分PID 算法的传递函数形式为：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=s T s T K s G d i p 11)( 采用向后差分法对上式进行离散，得出其差分方程形式为：u[k]=u[k-1]+q0*e[2]+q1*e[1]+q2*e[0];其中各项系数为：q0=kp*(1+T/Ti+Td/T);q1=-kp*(1+2*Td/T);q2=kp*Td/T;实际微分PID 算法的传递函数形式为：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=s T s T s T K s G d i f p 111)( 采用向后差分法对上式进行离散化，写成差分方程的形式为：u[k]=c0*(Δu[k-1])+c1*e[k]+c2*e[k-1]+c3*e[k-2]+u[k-1];其中各项系数为：c0=Tf/(T+Tf);c1=kp*T/(T+Tf)*(1+T/Ti+Td/T);c2=-kp*T/(T+Tf)*(1+2*Td/T);c3=kp*Td/(T+Tf);(2.2)数字PID 算法的改进○1积分分离算法积分分离算法通过控制PID 输入偏差e 达到优化目的，当偏差较大时停止积分作用，只有当偏差较小时才投入积分，算法如下表示：当|e(k)|>β时，采用PD 控制；当|e(k)|<β时， 采用PID 控制；β的值根据具体对象及要求确定。
DOP仿真工厂控制系统线路测试与绘制学生：张靖学号：21号组别：2组专业班级：08级工业自动化(过控)指导教师：伍波自动化工程系摘要系统采用DCS作为人机界面，S7 300-PLC完成过程控制，现场总线控制系统作为通信系统，工业以太网为网络控制系统。
程控制程序对过程变量实时采集、数字整定、优化控制对象、实施在线控制、应用系统功能块完成DOP生产过程的控制，保证洗控制系统可靠工作。
关键词：DCS控制系统、PLC控制系统、现场总线控制系统、工业以太网。
目录摘要 (I)第1章引言 (3)1.1 计算机控制系统概述 (3)1.1.1 DCS控制系统 (3)1.1.2 PLC控制系统 (4)1.1.3 现场总线控制系统 (4)1.1.4 工业以太网 (5)1.2计算机控制系统的选择 (6)1.2.1 DCS和PLC的区别 (7)1.2.2 DCS和现场总线的区别 (7)1.2.3 西门子S7-200、S7-300、S7-400的区别 (9)1.2.4 西门子、三菱、松下PLC的区别 (9)第2章 DOP仿真工厂的工艺流程 (10)2.1 DOP仿真工厂的控制方法 (10)2.2 DOP仿真工厂的设计方案 (10)2.2.1 工艺控制流程图 (10)2.2.2 调试验收总体设计思路（含流程图） (11)2.2.3 自动化仪表及装置选择情况（含清单表） (14)第3章控制系统安装图制作与测试对点 (15)3.1自动化仪表识图与安装概述 (15)3.1.1 仪表识图 (15)3.1.2 仪表安装图规范....................... 错误！未定义书签。
3.2 DOP仿真工厂控制系统技术资料 (15)3.2.1 技术资料目录清单 (16)3.2.2 控制站模块布置图 (16)3.2.3 控制站端子接线图 (17)3.2.4 控制系统现场接线图 (17)3.2.5 动力电源、仪表电源、照明线路、防雷接地平面示意图 (18)3.3 测试对点的方法分析 (19)3.3.1 模拟信号、数字信号、开关信号的分析 (19)3.3.2 电流信号、电压信号、电阻信号、热电阻信号、热电偶信号.203.3.3 典型信号测试对点的方法与技巧 (20)3.3.4 自动化设备及装置认识及应用的方法总结 (20)结束语 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录 (25)第1章引言1.1 计算机控制系统概述控制系统的组成等内容概念被控对象的范围很广，包括各行各业的生产过程、机械装置、交通工具、机器人、实验装置、仪器仪表、家庭生活设施、家用电器和儿童玩具等。
控制目的可以是使被控对象的状态或运动过程达到某种要求，也可以是达到某种最优化目标。
组成与一般控制系统相同，计算机控制系统可以是闭环的，这时计算机要不断采集被控对象的各种状态信息，按照一定的控制策略处理后，输出控制信息直接影响被控对象。
它也可以是开环的，这有两种方式：一种是计算机只按时间顺序或某种给定的规则影响被控对象；另一种是计算机将来自被控对象的信息处理后，只向操作人员提供操作指导信息，然后由人工去影响被控对象。
计算机控制系统由控制部分和被控对象组成，其控制部分包括硬件部分和软件部分，这不同于模拟控制器构成的系统只由硬件组成。
计算机控制系统软件包括系统软件和应用软件。
系统软件一般包括操作系统、语言处理程序和服务性程序等，它们通常由计算机制造厂为用户配套，有一定的通用性。
应用软件是为实现特定控制目的而编制的专用程序，如数据采集程序、控制决策程序、输出处理程序和报警处理程序等。
它们涉及被控对象的自身特征和控制策略等，由实施控制系统的专业人员自行编制。
特点及用途计算机控制系统通常具有精度高、速度快、存储容量大和有逻辑判断功能等特点，因此可以实现高级复杂的控制方法，获得快速精密的控制效果。
计算机技术的发展已使整个人类社会发生了可观的变化，自然也应用到工业生产和企业管理中。
而且，计算机所具有的信息处理能力，能够进一步把过程控制和生产管理有机的结合起来（如CIMS），从而实现工厂、企业的全面自动化管理。
【1】1.1.1 DCS控制系统名称：DCS，全称：DistributedControlSystem，定义：DCS是分散控制系统系统的主要技术概述※系统主要有现场控制站（I/O站）、数据通讯系统、人机接口单元（操作员站OPS、工程师站ENS）、机柜、电源等组成。
系统具备开放的体系结构，可以提供多层开放数据接口。
※硬件系统在恶劣的工业现场具有高度的可靠性、维修方便、工艺先进。
底层汉化的软件平台具备强大的处理功能，并提供方便的组态复杂控制系统的能力与用户自主开发专用高级控制算法的支持能力；易于组态，易于使用。
支持多种现场总线标准以便适应未来的扩充需要。
※系统的设计采用合适的冗余配置和诊断至模件级的自诊断功能，具有高度的可靠性。
系统内任一组件发生故障，均不会影响整个系统的工作。
※系统的参数、报警、自诊断及其他管理功能高度集中在CRT上显示和在打印机上打印，控制系统在功能和物理上真正分散。
※整个系统的可利用率至少为99.9%；系统平均无故障时间为10万小时，实现了核电、火电、热电、石化、化工、冶金、建材诸多领域的完整监控。
※“域”的概念。
把大型控制系统用高速实时冗余网络分成若干相对独立的分系统，一个分系统构成一个域，各域共享管理和操作数据，而每个域内又是一个功能完整的DCS系统，以便更好的满足用户的使用。
※网络结构可靠性、开放性及先进性。
在系统操作层，采用冗余的100Mbps以太网；在控制层，采用冗余的100Mbps工业以太网，保证系统的可靠性；在现场信号处理层，12Mbps的PROFIBUS总线连接中央控制单元和各现场信号处理模块。
※标准的Client/Server结构。
MACS系统的操作层采用Client/Server结构。
※开放并且可靠的操作系统。
系统的操作层采用WINDOWS NT操作系统；控制站采用成熟的嵌入式实时多任务操作系统QNS以确保控制系统的实时性、安全性和可靠性。
※标准的控制组态软件。
可以实现任何监测、控制要求。
※可扩展性和可裁剪性。
保证经济性。
【2】1.1.2 PLC控制系统PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。
在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
”【3】1.1.3 现场总线控制系统.概述现场总线的技术基础是一种全数字化、双向、多站的通信系统，是应用于各种计算机控制领域的工业总线，因现场总线潜在着巨大的商机，世界范围内的各大公司投入相当大的人力、物力、财力来进行开发研究。
当今现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域，由于现场总线技术的不断创新，过程控制系统由第四代的DCS发展至今的FCS（Fieldbus Control System）系统,已被称为第五代过程控制系统。
而FCS和DCS的真正区别在于其现场总线技术。
现场总线技术以数字信号取代模拟信号，在3C（Computer计算机、Control控制、Commcenication通信）技术的基础上，大量现场检测与控制信息就地采集、就地处理、就地使用，许多控制功能从控制室移至现场设备。
由于国际上各大公司在现场总线技术这一领域的竞争，仍未形成一个统一的标准，目前，在现场总线网络互联都是遵守OSI参考模型。
现场总线控制系统是从八十年代中期发展起来的。
经历了十几年的时间，现场总线控制技术已经被广泛应用于汽车、造纸、纺织、烟草、机械、石油化工、电力、楼宇自控等各个控制领域。
现场总线控制技术由于其巨大的技术优势，被认为是工业控制发展的必然趋势，将逐步取代传统的PLC点对点接线的控制方法。
【4】1.1.4 工业以太网工业以太网的特点及安全要求虽然脱胎于Intranet、Internet等类型的信息网络，但是工业以太网是面向生产过程,对实时性、可靠性、安全性和数据完整性有很高的要求。
既有与信息网络相同的特点和安全要求，也有自己不同于信息网络的显著特点和安全要求：（1）工业以太网是一个网络控制系统，实时性要求高，网络传输要有确定性。
（2）整个企业网络按功能可分为处于管理层的通用以太网和处于监控层的工业以太网以及现场设备层（如现场总线）。
管理层通用以太网可以与控制层的工业以太网交换数据，上下网段采用相同协议自由通信。
（3）工业以太网中周期与非周期信息同时存在，各自有不同的要求。
周期信息的传输通常具有顺序性要求，而非周期信息有优先级要求，如报警信息是需要立即响应的。
（4）工业以太网要为紧要任务提供最低限度的性能保证服务，同时也要为非紧要任务提供尽力服务，所以工业以太网同时具有实时协议也具有非实时协议。
基于以上特点，有如下安全应用要求：（1）工业以太网应该保证实时性不会被破坏，在商业应用中，对实时性的要求基本不涉及安全，而过程控制对实时性的要求是硬性的，常常涉及生产设备和人员安全。
（2）当今世界舞台，各种竞争异常激烈。
对于很多企业尤其是掌握领先技术的企业，作为其技术实际体现的生产工艺往往是企业的根本利益。
一些关键生产过程的流程工艺乃至运行参数都有可能成为对手窃取的目标。
所以在工业以太网的数据传输中要防止数据被窃取。
（3）开放互联是工业以太网的优势，远程的监视、控制、调试、诊断等极大的增强了控制的分布性、灵活性，打破了时空的限制，但是对于这些应用必须保证经过授权的合法性和可审查性。
【5】1.2计算机控制系统的选择随着机电一体化系统所需的控制功能、控制形式、控制方式的不同和多控制过程日趋复杂，对控制系统的要求越来越高。
微机控制系统的引用，在许多方面能满足机电一体化控制系统的要求。
微机控制系统：是将微型计算机作为机电一体化产品的控制器，结合微型计算机的工作原理、接口电路（数字和模拟）的设计、相应的控制硬件和软件，以及它们之间的匹配，实现对控制对象的有效控制。
常用的微机控制系统：专用微机控制系统——核心部件为单片机和单板机。
通用微机控制系统——核心部件为可编程控制器和工业计算机。
微机控制系统硬件与软件的抉择和权衡在确定微机控制系统时，应重点考虑几方面的问题。
（1）专用/通用微型计算机的选择1）专用控制系统的构成与特点用于大批量生产的机电一体化产品。
