1．學習計算機控制系統的設計原則

   2．初步掌握計算機控制系統的設計步驟

   3．學習實例，加深認識與初步掌握單片機、儀表、IPC和PLC控制系統的設計思路

   前面討論了計算機控制系統各部分的結構組成、 G2RL-248VDC工作原理、硬件和軟件技術、控制規律算法以及典型的控制裝置類型，這就為計算機控制系統的設計與工程實現奠定了基礎。由于控制對象多種多樣，要求控制系統達到的功能也各不相同，這使得計算機控制系統的構成方式和規模大小也具有多樣性。

   控制系統的設計原則

   對于不同的控制對象，系統的設計方案和具體的技術指標是不同的，但控制系統的設計原則是相同的。這就是滿足工藝要求、可靠性高、操作性能好、實時性強、通用性好、經濟效益高。

   1．滿足工藝要求

   在設計計算機控制系統時，首先應滿足生產過程所提出的各種要求及性能指標。因為計算機控制系統是為生產過程自動化服務的，因此設計之前必須對工藝過程有一定的了解，系統設計人員應該和工藝人員密切配合，才能設計出符合生產工藝要求和性能指標的控制系統。設計的控制系統所達到的性能指標不應低于生產工藝要求，但片面追求過高的性能指標而忽視設計成本和實現上的可能性也是木可取的。

   2．可靠性要高

   對工業控制的計算機系統最基本的要求是可靠性高。否則，一旦系統出現故障，將造成整個控制過程的混亂，會引起嚴重的后果，由此造成的損失往往大大超出計算機控制系統本身的價值。在工業生產過程中，特別是在一些連續生產過程的企業中，是不允許故障率高的設備存在的。

   系統的可靠性是指系統在規定的條件下和規定的時間內完成規定功能的能力。在計算機控制系統中，可靠性指標一般用系統的平均無故障時間( MTBF)和平均維修時間(MTTR)來表示。MTBF反映了系統可靠工作的能力，MTTR表示系統出現故障后立即恢復工作的能力，一般希望MTBF要大于某個規定值，而MTTR值越短越好。因此，在系統設計時，首先要選用高性能的工業控制計算機，保證在惡劣的工業環境下仍能正常運行。其次是設計可靠的控制方案，并具備有各種安全保護措施，比如報警、事故預測、事故處理、不間斷電源等。

   為了預防計算機故障，還須設計后備裝置。對于一般的控制回路，選用手動操作器作為后備；對于重要的回路，選用常規控制儀表作為后備。這樣，一旦計算機出現故障，就把后備裝置切換到控制回路中去，以維持生產過程的正常運行。對于特殊控制對象，可設計兩臺計算機互為備用地執行控制任務，成為雙機系統。對于規模較大的系統，應注意功能分散，即可采用分散控制系統或現場總線控制系統。