什么是實(shí)時(shí)系統(tǒng)？
實(shí)時(shí)系統(tǒng)是在一定時(shí)間限制內(nèi)產(chǎn)生適當(dāng)響應(yīng)的系統(tǒng)。如果控制器響應(yīng)超過(guò)這些時(shí)間限制，則會(huì)影響過(guò)程輸出?；旧希瑢?shí)時(shí)是使用真實(shí)時(shí)鐘的測(cè)量值，實(shí)時(shí)系統(tǒng)會(huì)從工廠獲得輸入，并根據(jù)確定的工廠運(yùn)行時(shí)間向工廠發(fā)送適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)。如果一個(gè)系統(tǒng)用時(shí)間的表達(dá)來(lái)描述系統(tǒng)的行為，就可以稱為實(shí)時(shí)系統(tǒng)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)基本上處理任何信號(hào)，并且信號(hào)必須在指定時(shí)間內(nèi)響應(yīng)生成的輸入。這種類型的系統(tǒng)不能被認(rèn)為是一個(gè)快速的操作系統(tǒng)。
有哪些類型的實(shí)時(shí)系統(tǒng)？
基于時(shí)鐘的系統(tǒng)
在這類控制系統(tǒng)中，測(cè)量時(shí)間常數(shù)，時(shí)間常數(shù)是工廠響應(yīng)輸入或負(fù)載變化所需時(shí)間的測(cè)量值。在化學(xué)過(guò)程的情況下，可以測(cè)量某些小時(shí)的時(shí)間常數(shù)。在反饋控制中，所需的采樣率取決于要控制的過(guò)程的時(shí)間常數(shù)。如果處理時(shí)間常數(shù)低，采樣率會(huì)非?？?。時(shí)鐘將被加入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這將是一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘，來(lái)自時(shí)鐘的信號(hào)將在需要的時(shí)間傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)。這種類型的系統(tǒng)用于在過(guò)程工廠中執(zhí)行循環(huán)或周期性任務(wù)。
基于事件的任務(wù)
在這種類型的系統(tǒng)中，動(dòng)作是根據(jù)事件完成的，所以控制器只會(huì)作為對(duì)事件的響應(yīng)。因此，這種類型的控制系統(tǒng)不會(huì)間歇性地工作。該系統(tǒng)的一個(gè)重要要求是它必須在事件發(fā)生時(shí)快速響應(yīng)。該系統(tǒng)用于當(dāng)水箱中的水位達(dá)到最高限位時(shí)關(guān)閉閥門。
軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)
在這個(gè)系統(tǒng)中，如果它不能在正確的時(shí)間產(chǎn)生想要的結(jié)果，那么它的運(yùn)行就會(huì)降級(jí)。所以在軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，如果其中一些不能達(dá)到截止日期，那么它不會(huì)影響進(jìn)程。所以如果整體性能好，那么就不會(huì)有問題，但對(duì)于硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)就不是這樣了。軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)的一個(gè)例子是具有機(jī)器人裝配線的制造系統(tǒng)。因此，在這條生產(chǎn)線上，如果錯(cuò)過(guò)了截止日期，就會(huì)出現(xiàn)零件組裝不當(dāng)?shù)那闆r。因此，如果損壞的零件很少發(fā)生并且質(zhì)量控制檢測(cè)到，如果不是那么昂貴，那么生產(chǎn)將繼續(xù)。如果這種類型的系統(tǒng)負(fù)載真的很高，那么它的響應(yīng)會(huì)很慢。
硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)
這個(gè)系統(tǒng)必須在每一個(gè)場(chǎng)合都做要求的動(dòng)作，所以在這個(gè)系統(tǒng)中，如果沒有在要求的時(shí)間產(chǎn)生結(jié)果，操作就會(huì)出錯(cuò)。如果硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間不合適，就會(huì)影響整個(gè)過(guò)程。硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)的峰值負(fù)載性能必須是可預(yù)測(cè)的，并且不應(yīng)違反截止日期要求。系統(tǒng)必須始終與環(huán)境狀態(tài)同步。硬實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的一個(gè)例子是熱風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的溫度控制回路。
哪些類型的程序用于過(guò)程控制？
順序控制
動(dòng)作按時(shí)間順序完成，程序的響應(yīng)取決于單個(gè)動(dòng)作的效果。
多任務(wù)處理
有些動(dòng)作必須并行執(zhí)行，程序會(huì)從部分創(chuàng)建，它們部分是順序的，并且會(huì)同時(shí)執(zhí)行。這將通過(guò)共享變量和同步信號(hào)進(jìn)行通信。
系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)控制的概念是什么？
批次
將描述一個(gè)過(guò)程，在該過(guò)程中執(zhí)行一系列操作以創(chuàng)建一定數(shù)量的產(chǎn)品，并且將再次重復(fù)此序列以創(chuàng)建更多批次。可以針對(duì)不同的操作更改產(chǎn)品規(guī)格或成分。為下一個(gè)生產(chǎn)批次準(zhǔn)備設(shè)備所需的時(shí)間稱為準(zhǔn)備時(shí)間。
連續(xù)不斷
在這種類型中，生產(chǎn)將保持很長(zhǎng)時(shí)間而不會(huì)中斷。這種生產(chǎn)可能會(huì)持續(xù)幾個(gè)月，例如原油的催化裂化。
實(shí)驗(yàn)室
這類系統(tǒng)是操作人員頻繁啟動(dòng)的類型，用計(jì)算機(jī)來(lái)控制一些復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)測(cè)試或一些計(jì)算機(jī)設(shè)備將用于例行測(cè)試。
什么是數(shù)字過(guò)程控制？
在這種類型的過(guò)程控制中，電子元件用于過(guò)程控制。這將通過(guò)使用執(zhí)行器來(lái)控制工廠中的一些設(shè)備。工廠的有效控制取決于傳感器的測(cè)量精度、時(shí)鐘數(shù)據(jù)的時(shí)序和采樣數(shù)據(jù)的分辨率。采樣周期的選擇必須正確、準(zhǔn)確，以保證其穩(wěn)定性。這種類型的過(guò)程控制系統(tǒng)將由許多傳感器和執(zhí)行器組成，所有這些都需要不同的采樣周期。
數(shù)字控制器的假設(shè)
數(shù)字控制器做出三個(gè)假設(shè)。首先是傳感器數(shù)據(jù)將給出被監(jiān)測(cè)和控制的變量的正確值。二是可以通過(guò)傳感器確定工廠的狀態(tài)，從測(cè)量值可以計(jì)算出工廠的狀態(tài)。數(shù)字控制器的第三個(gè)假設(shè)是它必須知道代表工廠動(dòng)態(tài)的所有參數(shù)。如果這些不是數(shù)字控制器的正確假設(shè)，則必須將正確系統(tǒng)行為的模型添加到控制器中。應(yīng)該使用估計(jì)的設(shè)備狀態(tài)而不是驅(qū)動(dòng)控制輸出的測(cè)量狀態(tài)。
對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)有什么要求？
實(shí)時(shí)系統(tǒng)由通信網(wǎng)絡(luò)組成，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的通信。
實(shí)時(shí)系統(tǒng)應(yīng)該按時(shí)執(zhí)行其操作，為此還應(yīng)該更好地進(jìn)行通信，例如發(fā)送和接收消息。一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)應(yīng)該能夠處理時(shí)間限制的復(fù)雜性，它必須是靈活的并且這些系統(tǒng)必須是可靠的。實(shí)時(shí)系統(tǒng)必須能夠處理過(guò)程中可能發(fā)生的錯(cuò)誤，并且應(yīng)該能夠糾正這些錯(cuò)誤并繼續(xù)其運(yùn)行。
實(shí)時(shí)系統(tǒng)有哪些應(yīng)用？
過(guò)程控制系統(tǒng)
工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
機(jī)器人設(shè)備
實(shí)時(shí)系統(tǒng)用于許多醫(yī)療應(yīng)用
一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，道路交通信號(hào)控制
它用于許多國(guó)防應(yīng)用，例如導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)和衛(wèi)星監(jiān)視系統(tǒng)
