工控机的软件组成
工控机的硬件构成了工业控制机系统的设备基础，要真正实现生产过程的计算机控制必须为硬件提供相应的计算机软件，才能实现控制任务。软件是工控机的程序系统，可分为系统软
件、工具软件、应用软件3部分。 (1)系统软件
系统软件用来管理工控机的资源，并以简便的形式向用户提供服务。其包括实时多任务
操作系统、引导程序、调度执行程序，如美国英特尔公司的iRMx86实时多任务操作系统。除了实时多任务操作系统以外，也常使用MS-DOS，特别是Windows软件。 (2)工具软件
工具软件是技术人员从事软件开发工作的辅助软件，包括汇编语言、高级语言、编译程
序、编辑程序、调试程序、诊断程序等。 (3)应用软件 应用软件是系统设计人员针对某个生产过程而编制的控制和管理程序。通常包括过程输
入输出程序、过程控制程序、人一机接口程序、打印显示程序及公共子程序等。计算机控制
系统随着硬件技术的高速发展，对软件也提出更高的要求。只有软件和硬件相互配合，才能
发挥计算机的优势，研制出具有更高性能价格比的计算机控制系统。目前，工业控制软件正
向组态化、结构化方向发展。 3．工控机的特点
与通用的计算机相比，工控机的主要特点如下。
(1)可靠性高。工控机常用于控制连续的生产过程，在运行期间不允许停机检修，一旦发
生故障将会导致质量事故，甚至生产事故。因此要求工控机具有很高的可靠性，低故障率和
短维修时间。 (2)实时性好。工控机必须实时地响应控制对象的各种参数的变化，才能对生产过程进
行实时控制与监测。当过程参数出现偏差或故障时，能实时响应并实时地进行报警和处理。
通常工控机配有实时多任务操作系统和中断系统。 (3)环境适应性强。由于工业现场环境恶劣，要求工控机具有很强的环境适应能力，如对温
度／湿度变化范围要求高；具有防尘、防腐蚀、防震动冲击的能力；具有较好的电磁兼容性、高抗干扰能力及高共模抑制能力。 (4)丰富的输入输出模块。工控机与过程仪表相配套，与各种信号打交道，要求具有丰
第二章 计算机控制系统的组成
第 1 页 共 15 页 第二章 计算机控制系统的组成
第一节 计算机控制系统组成概述
一、计算机控制系统的组成
图2－1(a) 计算机控制系统的组成框图 第二章 计算机控制系统的组成
第 2 页 共 15 页 如图2－1（a）所示，计算机控制系统主要由工业控制机和生产过程两大部分组成。工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分；生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置，这些装置有各种类型的标准产品，在设计计算机控制系统时根据需要进行合理选型。
二、工业控制机
工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分。
1、工业控制机的硬件组成
图2－1（b） 工业控制机的硬件组成原理图
工业控制机的硬件包括主机板、内部总线和外部总线、人机接口、磁盘系统、通信接口、输入输出通道。
（1）主机板:CPU、RAM、ROM等。
作用：进行数值计算、逻辑判断、数据处理。
（2）内部总线和外部总线
内部总线：工业控制机内部各组成部分进行信息传送的公共通道，它是一组信号线的集合。常用内部总线有IBM PC、PCI总线和STD总线 。
外部总线：工业控制机与其它计算机和智能设备进行信息传递的公共通道。RS—232C、USB和IEEE—488通信总线。
（3）人—机接口:键盘、显示器、打印机。
（4）磁盘系统：软盘和硬盘。
（5）通信接口: 工业控制机和其它计算机或智能外设通信的接口。常用RS—第二章 计算机控制系统的组成
第 3 页 共 15 页 232C、USB和IEEE—488接口。
(6)系统支持功能
①监控定时器(看门狗-Watchdog) ②电源掉电检测
③保护重要数据的后备存贮器体 ④实时日历时钟
(7) 输入输出通道
工业控制机和生产过程之间设置的信号传递和变换的连接通道。它包括模拟量输入(AI)通道、模拟量输出(AO)通道、数字量(或开关量)输入(DI)通道、数字量(或开关量)输出(DO)通道。它的作用有两个：
- 1 - 计算机控制系统的组成
计算机控制系统是指利用计算机进行控制的系统，它由计算机硬件、软件和控制对象三部分组成。计算机控制系统具有高精度、高速度、高可靠性、自动化程度高等优点，已广泛应用于工业、农业、交通、医疗、航空、航天等领域。
一、计算机硬件
计算机硬件是计算机控制系统的基础，包括中央处理器、存储器、输入输出设备、通信设备等。
中央处理器是计算机的核心部件，它负责执行指令、控制计算机的运行。中央处理器的性能越高，计算机的处理速度越快，计算机控制系统的响应速度也越快。
存储器是计算机用来存储程序和数据的设备，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。随机存储器是一种易失性存储器，它的数据在断电后会丢失，只读存储器是一种非易失性存储器，它的数据在断电后不会丢失。
输入输出设备是计算机与外部世界交换数据的接口，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。输入输出设备的性能越高，计算机与外部世界交换数据的速度越快，计算机控制系统的响应速度也越快。
通信设备是计算机用来进行数据通信的设备，包括调制解调器、网卡等。通信设备的性能越高，计算机之间数据通信的速度越快，计算机控制系统的响应速度也越快。
二、计算机软件 - 2 - 计算机软件是计算机控制系统的灵魂，它由系统软件和应用软件两部分组成。
系统软件是计算机控制系统的基本软件，包括操作系统、数据库管理系统、网络管理系统等。操作系统是计算机控制系统的核心软件，它负责管理计算机的硬件资源和提供服务，使得应用软件能够运行。数据库管理系统是用来管理和维护数据库的软件，它提供了数据的存储、查询、更新等功能。网络管理系统是用来管理和维护计算机网络的软件，它提供了数据通信、数据共享等功能。
应用软件是计算机控制系统的具体应用软件，包括工业控制软件、医疗软件、交通管理软件等。工业控制软件是用来控制工业生产过程的软件，它可以实现自动化生产、提高生产效率、降低生产成本。医疗软件是用来管理医疗信息的软件，它可以实现医疗信息的共享、查询、更新等功能。交通管理软件是用来管理交通信息的软件，它可以实现交通信息的共享、查询、更新等功能。
计算机控制系统的组成和特点
计算机控制系统是由计算机技术和控制技术相结合的一种系统。它的组成和特点如下：
一、组成
1. 控制对象：被控制的物理系统，例如机器人、流水线、钢铁生产线等
2. 传感器：采集控制对象的状态信息，例如温度、压力、位置等
3. 执行器：控制对象的执行部件，例如电机、气缸等
4. 控制器：根据传感器采集的信息，对执行器进行控制，保持控制对象的稳定状态
5. 通信网络：传输控制信息，例如以太网、CAN总线等
二、特点
1. 灵活性高：计算机控制系统具有程序可调性、参数配置性、功能扩展性等特点，可以快速适应控制对象的变化
2. 控制精度高：由于采用数字控制方式，控制精度较高，且控制精度可根据需要进行调整
3. 自适应性强：可以根据传感器的反馈信号自动调整控制算法，实现自适应控制
4. 控制逻辑复杂：计算机控制系统采用程序控制方式，控制逻辑往往比较复杂，需要良好的编程技能和系统设计能力
5. 抗干扰能力强：数字控制方式可以有效抵御外部干扰，保证系统稳定性和可靠性 6. 技术含量高：计算机控制系统涉及电子技术、计算机科学、控制理论等多个领域，技术含量较高
总之，计算机控制系统在工业自动化、机器人技术等领域有广泛的应用，是现代工业控制技术的重要组成部分。
