汽车检测站计算机控制系统课件

检测站计算机控制系统第一节 计算机控制系统概述一、检测站计算机控制系统的定义：检测站计算机控制系统是将计算机技术与自动控制技术、网络通讯技术相结合，对车辆的安全性、动力性、燃料经济性、尾气排放、整车装备等参数进行测量、计算、判断，并将结果进行输出、存储、传送的智能化系统，它具有实时性、可靠性、准确性的特点，是现代汽车检测作业中不可或缺的重要工具。二、计算机控制系统组成1、被控制对象；2、执行机构；3、测量装置（传感器）；4、指令给定装置；5、计算机系统：包括下述主要部件：A/D变换器；D/A变换器；计算机及外设（包括硬件及相应的软件，实现信号的变换处理以及工作状态的逻辑管理，按给定的算法产生相应的控制指令）。三、计算机控制系统的控制过程1.实时数据采集：对被控量及指令信号的瞬时值进行检测和输入；2.实时决策：按给定的算法，依采集的信息进行控制行为的决策，生成控制指令；3.实时控制：根据决策实时地向被控量发出控制信号。4、计算机控制系统的典型结构原理图四、计算机控制系统的特点1.系统的结构特点 是由模拟与数字部件组成的混合系统。2.信号形式特点 有多种（连续模拟、离散模拟、离散数字等）号形式，是一种混合信号系统。3.系统工作方式特点 可同时控制多个被控对象或被控量，即可为多个控制回路服务。同一台计算机可以采用串行或分时并行方式实现控制，每个控制回路的控制方式有软件来形成。4、计算机控制系统的优缺点（1）运算速度快、精度高、具有极丰富的逻辑判断功能和大容量的存储能力，容易实现复杂的控制规律，极大地提高系统性能。（2）性价比高。（3）控制算法由软件程序确定，因此适应性强，灵活性高。（4）可使用各种数字部件，从而提高系统的测量灵敏度并可利用数字通讯来传输信息。（5）使控制与管理更易结合，并实现层次更高的自动化。（6）实现自动检测和故障诊断较为方便，故提高了系统的可靠性和容错及维修能力。缺点：抗干扰能力较低。五、计算机控制系统要求：一、功能要求：1.基本功能：登录、检测调度、项目测控、系统设置、节拍调整、数据存储、报表打印、系统标定、标准设定、故障自诊断、故障屏蔽、数据查询、统计、路试数据录入、在线补测、容错、重复打印、选择复检项目、检验日志记录、管理功能、监控、数据修正补偿功能。2.不应具有的功能：(1)不得改变检测设备的测试原理、分辨率、数据位数、检测数据。(2)对自动采集的数据和历史数据不能修改。(3)不能采用纯软件标定的功能。二、环境要求：避雷、抗干扰、防潮、防腐、防鼠害、防火、防尘、防静电的功能。三、性能要求：1.自动检测能力、容错能力、高安全性和高稳定性；2.多工位控制能力；3.模块化管理方式。四、检测设备联网的要求：1.具有数据联网传输的功能 2.应配置二次仪表，进行数据比对。第二节 计算机网络系统一、概念：计算机网络是一系列具有独立操作系统的计算机用通信线路连接起来，这些计算机可按事先商定的规则相互进行高速而及时的数据通信。将这些计算机与设备连接起来，从而实现资源共享的概念则叫“联网”。二、网络系统的优势：信息资源共享、硬件资源共享、软件资源共享三、网络系统的组成1.硬件：网络服务器、网络工作站、网络适配器（网卡）、通信电缆、交换机或集线器（HUB）。2.软件：(1)服务器操作系统：Windows 2000 Server、Windows 2003 Server、Windows NT、Novell Netware 等。(2)工位机操作系统:Windows 2000、Windows XP、OS/2、UNIX等。(3)数据库管理系统(DBMS):Microsoft SQL Server 2000、Microsoft SQL Server 2003等。(4)应用软件。四、网络系统的结构及布线1.结构形式：总线式、行星结构式、环行结构式和混合结构式。2.检测工艺布局3.网线同轴电缆：RJ-45接头双绞线 EIA/TIA568A(EIA/TIA568B)五、控制网络技术基础1.控制网络的局域网技术（1）局域网（2）以太网2.交换式控制局域网技术 以交换式集线器、交换式网络交换机、ATM交换机等交换设备为中心构成的控制网络成为交换式控制网络。第三节 计算机控制系统的信号分析计算机控制系统结构图1、控制系统中信号分类从时间上区分：连续时间信号-在任何时刻都可取值的信号；离散时间信号-仅在离散断续时刻出现的信号。从幅值上区分：模拟信号-信号幅值可取任意值的信号。离散信号-信号幅值具有最小分层单位的模拟量。数字信号-信号幅值用一定位数的二进制编码形式表示 的信号。2、检测站常用信号（1）模拟信号 轴重、制动、侧滑、转角、声级、灯光等（2）开关量输入信号 车辆到位的光电开关信号、采样开关信号、速度传感器的脉冲信号等（3）开关量输出信号 举升器升降信号、电机启动、停转信号等（4）数字信号 废气分析仪信号（数字式）、不透光度计信号（数字式）等3、A/D变换A/D变换器是将连续模拟信号变换成离散数字信号的装置。A/D变换中信号形式的变化1.采样采样/保持器(S/H)对连续的模拟输入信号，按一定的时间隔T（称为采样周期）进行采样，变成时间离散（断续）、幅值等于 采样时刻输入信号值的序列信号。2.量化将采样时刻的信号幅值按最小量化单位取整的过程。3.编码将整量化的分层信号变换为二进制数码形式，用数字量表示。4、D/A变换D/A变换器将数字编码信号转换为相应的时间连续模拟信号（一般用电流或电压表示）。1.解码器 将数字量转换为幅值等于该数字量的模拟脉冲信号。2.信号恢复器 将解码后的模拟脉冲信号变为随时间连续变化的信号。第四节 检测线联网控制模式 一、检测站的发展阶段：1.手动检测线；2.半自动检测线；3.小业务模式检测流水线；4.大规模业务检测站。二、检测站工艺布局：1.双线综合式；2.单线综合式；3.工位综合式。三、检测站的机构示意图进站业务厅洗车车间外 检大车线小车线复检线综控室结算调修车间四、机动车检测线联网控制系统机动车检测线联网控制系统1.按联网系统结构分类：（1）集中式：采用单一的计算机来实现对工业大系统的控制。数据集中采集，集中处理。（2）集散式（DCS）：以微处理器为基础，是应用于过程控制的工业化的分布式计算机控制系统。数据分散采集，集中处理。（3）分布式：将一个工业大系统划分为若干个子系统，分别由若干个控制器去控制。在各工位分别采集处理，并存储输出。再通过网络将各工位（节点）组成局域网。实际需要管理要集中，控制要分散。集散式联网方式集散式联网方式二二次次仪仪表表服服务务器器管理机管理机站长机站长机登录机登录机调度机调度机传感器传感器1开关量开关量1传感器传感器2开关量开关量2远程远程 internet工工位位机机数数据据处处理理数数据据采采集集器器2.集散控制系统数据通讯（1）数据传输的介质：双绞线、光纤、同轴电缆等（2）数据传输方式：基带传输方式：按照数据波形原样传输。频带传输方式：采用调制解调技术的传输形式。（3）网络访问的控制方法 CSMA/CD(带有冲突检测的载波侦听多路存取）、令牌环法、令牌总线。工工位位机机工工位位机机服服务务器器管理机管理机站长机站长机登录机登录机调度机调度机远程远程 internet分布式联网方式分布式联网方式传感器传感器1开关量开关量1传感器传感器2开关量开关量2123.关于C/S系统结构 C/S(Client Server Structure)又称客户机/服务器模式。C/S的优点是能充分发挥客户端PC的处理能力，很多工作可以在客户端处理后再提交给服务器。对应的优点就是客户端响应速度快 任一电脑出问题或系统软件升级时，每一台客户机需要重新安装，其维护和升级成本非常高 4.关于B/S系统结构 B/S(Browser/Server)又称浏览器/服务器模式。B/S最大的优点就是可以在任何地方进行 操作而不用安装任何专门的软件。只要有一台能上网的电脑就能使用，客户端零维护。系统的扩展非常容易，只要能上网，再由系统管理员分配一个用户名和密码，就可以使用了。甚至可以在线申请，通过内部的安全认证（如CA证书）后，不需要人的参与，系统可以分配给用户一个账号进入系统。一工位工控机二工位工控机三工位工控机交换机服务器四工位工控机五工位工控机六工位工控机一工位检测设备二工位检测设备三工位检测设备四工位检测设备五工位检测设备六工位检测设备5.集中式联网控制模式（1）硬件控制系统 主控机（服务器）、登录机、附属设备（2）控制系统结构 1）结构框图 2）信号处理流程综控机（服务器）一工位检测设备二工位检测设备三工位检测设备四工位检测设备五工位检测设备六工位检测设备打印机第五节 检测站网络各子系统的功能一、网络各子系统1.车辆登录注册系统；2.调度系统；3.测控系统；4.客户管理系统；5.监控系统；6.打印系统；7.查询统计系统；8.财务收费系统。二、计算机联网系统的要求1.建立检测车型数据库、适用的检测标准项目、参数限值数据库；2.适应性要强；3.使用方便、全中文操作界面；4.经济性要求好；5.在软硬件上具有与上级主管部门及相关业务部门联网的功能。第六节 系统常见故障分析一、电气部分故障1.模拟量信号故障（传感器）2.开关量输入部分故障3.控制部分故障4.通讯故障二、计算机及网络故障1.计算机硬件故障（主板、硬盘、内存条、键盘、鼠标、显示器、网卡、电源等）；2.操作系统故障（病毒、系统瘫痪）；3.网络故障（交换机、网线及接头、网络通讯设置）；4.应用软件故障。