真空裝置的計算機控制系統是由硬件和軟件組成。所謂硬件,即系統的控制裝置,它是由計算機及相關的外圍設備、測量裝置(如真空計、測溫儀表等)和執行機構等構成。至于計算機可以是工業控制機,也可以根據真空裝置的要求,選擇某種類型的微型計算機、單片機,配置適當的接口電路及外圍設備構成。所謂軟件,即控制系統的控制程序,也就是使硬件如何工作的指令,它使計算機自動地完成真空裝置預定的控制任務。
真空裝置計算機控制系統框圖如圖10-229所示。
被控對象 輸入輸出設備 計算機人一機聯系設備
圖10-229計算機控制系統結構框圖
①計算機主機結構。不論哪種真空裝置的計算機控制系統,其核心均為計算機,一般數字計算機主機在結構和原理上大致相似,它通常由運算器、控制器和內存儲器組成。人們往往把運算器和控制器合在一起稱為中央處理單元-CPU(Central Processing Unit)。微型計算機的CPU又稱微處理器。
a.運算器:主要用來對數據或信息進行加、減、乘、除等算術運算和邏輯運算。
b.內存儲器:存儲器用來存儲各種數據與信息,具有記憶功能。其中放在計算主機內部的稱為內存儲器或主存儲器。
c.控制器:它聯系計算機各部分,向各部分發出協調工作的指令,是計算機的指揮和控制機構。
②計算機外圍設備。
a.人一機聯系設備:常用的有鍵盤、紙帶讀入機、卡片讀入機、盒式磁帶機、打印機、CRT顯示器等,是操作人員與計算機聯系的工具。
b.輸入愉出設備:它一方面把被控真空裝置工作過程參數取出,經過模—數轉換( A/D)變成計算機能夠接收和識別的代碼,以便計算機進行運算處理;另一方面,又把計算機作出的控制決定,經過數膜轉換(D/A),變成真空裝置上的執行機構(如真空閥)的控制信號。
c.外存儲器:裝在計算機主機之外的存儲器,其容量根據被控真空裝置的控制需要選定,用以擴大主機的存儲容量。
③測量裝置及執行機構。測量裝置將被控真空裝置的工藝參數如壓力、溫度等物理量,轉化為電信號,通過A/D送入計算機;執行機構將計算機輸出的控制信號轉交為被控真空設備工藝參數如壓力、溫度的變化,實現對真空裝置及工藝的控制。計算機控制系統的控制精度及可靠性,在很大程度上取決于測量裝置及執行機構的選取。
④控制系統軟件。要想使真空裝置按預定的要求進行工作,控制系統必須具備完善的控制程序即軟件。
控制系統軟件分為:
a.系統軟件:通常包括程序設計系統、操作系統、診斷程序等,由計算機制造廠提供。
b.應用軟件:因真空裝置的控制要求不同而異,通常應包括真空裝置順序控制程序、真空工藝過程控制程序、真空設備工作過程監視程序等。應用軟件由配套廠或使用單位配置。