自动制图硬件

自动制图硬件是制图自动化装置的总称。包括各种计算机及其外部设备，如图—数转换器、数控绘图机等。计算机是自动制图硬件的核心部分，其发展方向是微型、巨型以及系列化、网络化。如IBMPS-2计算机系列，其性能可达到中、小型计算机水平。此外，磁带、磁盘、光盘等外存储器的迅速发展，使存储信息能力达到可无限扩充的程度，对自动制图具有特别重要的意义。图形输入、输出设备从20世纪50年代最早的自动绘图机出现，到80年代，其型号多达百种以上。专用图形数字化仪已从手扶跟踪向扫描数字化方向发展。带有屏幕编辑功能的图形终端的出现，从技术上保证了图形数字转换的功效。中国自行研制自动制图设备工作已取得了很大进展，高精度图形数字转换仪、自动绘图机、自动地图注记机等都已相继研制成功。2100433B

如图《DAUTD系统组成结构》给出一个基于PC-DSP的数字化超声波自动探伤系统( DAUTD)的系统结构。整个系统由探头阵列、机械传动装置、传动控制卡、4× 4模拟通道处理板、电源控制与同步触发板、数字信号处理板、工控机及其外设组成。

系统采用DSP系统可以实现高速数据采集、自动增益控制、实时门限报警、传动设备控制等问题; 采用标准的工控机,是吸收了虚拟仪器的思想,以便实现多通道的智能化管理,以及波形显示、数据分析、用户可视化操作、探伤报告打印。主从机之间通过PC机并口和DSP主机接口实现数据传输。

自动探伤系统模拟部分

DAUTD的模拟部分包括超声波收发电路、数控放大/衰减器、可控模拟滤波器阵列。超声波收发电路采用600V、400V负脉冲激励; 增益控制电路由一级固定20dB 放大, 二级压控放大器提供- 20～ 60dB 的衰减和放大, 则整个系统增益设计为80dB, 最小步进0. 1dB; 可控滤波器设定为多种宽带滤波模式, 如0～ 15M Hz、2～ 20M Hz 等, 最高工作频段为20M Hz。

自动探伤系统数据采集与嵌入式DSP 子系统

嵌入式DSP子系统是一个高速数据采集和控制系统。系统可以实现高速波形数据压缩、数字包络检波、实时报警、自动增益控制、主从机的通信等功能。

其中, ADC信号前端采用多路模拟开关,实现对16路模拟信号的选通,最高切换速率16k Hz /s。ADC采样率为60M Hz,采样分辨率10bit ,可以实现对20M 宽带射频信号实时采样。采样后的数据进入CPLD中,经过数字检波和非均匀压缩后用高速异步FIFO作为缓冲。

现阶段主要以计算机及同它联结的图形输入、输出设备为基本工具，以数学逻辑方法为科学语言的制图新技术实现地图编制。其主要阶段为：①地图数字化。即将各种图形、图像资料转换为计算机可读的数字形式，并进行编辑处理和存储；②根据地图制作需求，对地图数据进行投影变换、地图要素取舍、概括、地图图幅拼核等处理；③通过地图数据符号化处理将数字信息恢复为地图形式。因地图制作是一个复杂的工艺过程，目前尚未实现完全自动化，主要在图形识别、地图概括等方面还未建立行之有效的方法，往往需要人工判别辅助。但随着计算机硬件的完善和地图模型化研究的深入，制图完全自动化必将实现。2100433B

根据设备监控点数、监控原理及设备所在位置确定控制设备清单，绘出控制系统图，是建筑物自动化系统设计的主要内容。

控制分站硬件及其组态

控制分站主要完成实时性强的控制和调节功能。控制分站按照其硬件组成是否有分散的实现闭环控制功能分为分散控制型(DCP)、数据采集型(DGP)。其中分散控制型又分为有微处理机的智能型控制器(DCP-I)、无微处理机的普通型控制器(DCP-G)。

一般中型和大型系统采用智能型控制器，这是一种全智能型控制器。用户可以根据自己的需要赋予分站某种功能，例如改变控制算法、增设某个滤波程序等。智能型的控制分站设有中央处理器、内存、通信接口、可扩展的功能化信号输入和输出(I/O)模块、便携终端插口或字符显示器及键盘。它可以直接完成数字控制功能，能组成网络构成建筑物自动控制系统。这种智能型控制器的控制分站具有下列技术特点：

(1)采用单片机的智能控制器能独立运行，中央处理器有16位或者32位。

(2)有多种输入输出信号

1)输入信号应该能适应多种传感器(变送器)，主要有：

①模拟量的直流信号4-20mA，0-10mA，0-10V，热电阻(RTD)信号，压力信号。

②开关量信号有常开/常闭于接点(ON/OFF)、电流有/无、电压有/无、低频脉冲信号等。

2)输出信号应有模拟量和开关量，主要有以下一些：

①模拟量直流信号4-20mA，0-10mA，0-10V，0-12V，气动输出(0-138kPa)。

②开关量信号有保持式和脉冲式，两态控制(ON/OFF)及三态控制(快、慢、停)。对于某一种控制器，可以选择其中数种组合。

(3)模块化组合结构

设备可扩展，可以是插道模式结构，也可以是板式结构。一般分为电源模块、控制模块、测点模块等。

(4)多种通信接口

如RS232C(串行通信接口)，EIA RS485(9600bps)，RS422，IEEE-488。

(5)有联网能力

如以太网(Ethemet，传输速率为4Mbps、10Mbps)、ARCnet(传输速率为2．5Mbps)、令牌环网(Token Ring)、20mA电流环(传输速率为1．2，9．6或19．2kbps)、建筑物自动化和控制网(BACnet)、局部操作总线(LON)。

(6)内存为模块化的可预编程

内存容量按照不同要求而异，如8K ROM，256K RAM，8K EEPROM、32K EEPROM或者用PCMCIA卡。

(7)能适应工业环境，有较强的抗干扰能力

一般环境条件为气温0-49℃、湿度0%-90%，不结露。

(8)有或可接显示器和键盘

供操作员和程序员在现场进行操作，如设定数据及修改参数等。

(9)可自诊断及故障报警

使设备安全可靠运行。

(10)有备用电池供断电时保持RAM内容支持时间不小于72h，在无负载情况下自身寿命不低于5年。

(11)显示器用发光二极管或液晶

可以显示电源情况(通，断，接通试验)及数据传送情况(发送，接收，故障)。

(12)有实时时钟

可以对设备进行时间日期安排，定时控制。

(13)结构型式有墙挂式、箱式、落地式等

应便于安装维护检修。

(14)外壳防护级别，有IP20、IP55或IECl44、IEC529

(15)电源电压为AC24V50Hz或AC220V50Hz

中央站硬件及其组态

中央站或管理中心又称监控中心或上位计算机，它可以对整个系统实行管理和优化。通常用高档微机。微机的硬件发展很快，可以选用较高级的配置。

中央站硬件配置有微机和外围设备。

1．微机的配置

1)中央处理器是决定中央站处理速度的主要部件，一般用32位的，如Intel Pentium处理器主频800MHz。

2)高速缓冲存储器可以加快处理速度，一般有256KB。内存对数据处理和图形显示有很大影响，一般用16MB以上(可选用64MB RAM)。

3)计算机总线是计算机信息总通道，以PCI总线较好。

4)硬盘驱动器的容量按照软件处理容量来定，一般为1GB以上，可用20GB的3．5inlDE硬盘驱动器。

5)软盘驱动器为1．44MB，3．5in。

6)光盘驱动器用于储存数据，一般容量为650MB。有只读型(CD-ROM)的、可写(CD-R)型或可读写型(CD-RW)。

7)附件插槽为两个ISA，一个PCI。

8)内置I/O端口。一个平行端口，两个RS232串行端口。

9)显示器(CRT)41cm(14in)SVGA，内部1MBDRAM，分辨率为640×480以上，256色(显示数据和图形)，最好用51cm(21in)，分辨率为1024X768，256色。

10)键盘为101键。

11)鼠标器为机械式或光电式(用视窗操作系统时一定要配)。

2．打印机

打印机用于制作硬拷贝文件。一般打印机接在微机的平行端口，这样一旦微机有故障，就有丢失报警信息的可能。如果将打印机直接接在网络，这样各分站可以直接访问打印机，报警信息可直接送到打印机，减少失误。打印机有击打式点阵打印机、喷墨打印机和激光打印机等数种。击打式点阵打印机适合打印数据已很少用。喷墨打印机和激光打印机除了打印数据外，还可以打印图形。

(1)喷墨打印机

打印速度，单色1页/min，彩色4页/min。分辨率，单色600×600dpi，彩色300X300dpi。纸张，连续纸102-406mm，单张纸A4(210×297mm)。

(2)激光打印机

打印速度为单色4页/min；分辨率为单色600×600dpi；纸张为单张纸A4(210×297mm)。