计算机控制技术课后答案

第一章

1、计算机控制系统是由哪几部分组成的？画出方框图并说明各部分的作用。

答：计算机控制系统由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部分组成。

1）工业控制机主要用于工业过程测量、控制、数据采集、DCS操作员站等方面。

2）PIO设备是计算机与生产过程之间的信息传递通道，在两者之间起到纽带和桥梁的作用。

3）生产过程就是整个系统工作的各种对象和各个环节之间的工作连接。

2、计算机控制系统中的实时性、在线方式与离线方式的含义是什么？为什么在计算机控制系统中要考虑实时性？

答：实时性是指工业控制时计算机系统应该具有的能够在限定的时间内对外

来事件作出反应的特性。

在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方

式称在线方式或联机方式。

在生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并作

相应操作的方式称离线方式或脱机方式。

由计算机控制系统的工作原理可知，计算机控制系统要进行实时数据采集，

实时控制决策，实时控制输出。在生产过程中系统要对生产过程进行跟踪与作出

实时的反应，所以计算机控制系统要考虑实时性。

3、计算机控制系统有哪几种典型形式？各有什么主要特点？

答：①操作指导控制系统(OIS)：其主要优点是结构简单、控制灵活和安全。缺点是要由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。

②直接数字控制系统(DDC)：由于计算机直接承担控制任务，所以要求其实时性好、可靠性高和适应性强。但由于集中控制的固有缺陷，硬件可靠性低，未能普及。

③监督控制系统（SSC）：在控制系统中，通常采用二级控制形式，分处二层的计算机分别称为上位机与下位机，上位机根据原始工艺信息和其他参数，按照描述生产过程的 数学模型或其他方法，自动改变模拟/数字控制器的给定值，从而使生产过程始终处于最优工况（如保持高质量、高效率、低消耗、低成本等等）。

④集散控制系统（DCS）：DCS由若干台微型计算机分别承担任务，从而代替了集中控制的方式，将危险性分散。且DCS是积木式结构，构成灵活，易于扩展，系统的可靠性高，采用LCD显示技术和智能操作台；操作、监视方便；采用数据通信技术，处理信息量大；与计算机集中控制方式相比，电缆和敷缆成本低，便于施工。

⑤现场总线控制系统（FCS）：FCS的结构模式为：“工作站——现场总线智能仪表”二层结构，FCS用二层结构完成了DCS中的三层结构功能，降低了成本，提高了可靠性，国际标准统一后，可实现真正的开放式互连系统结构。

⑥PLC+上位机系统：PLC在控制的可靠性、控制的实时性和重新组态的方便性等方面比传统继电器方法有着无法比拟的优越性，其应用越来越广，控制范围也随之扩大。

第二章

1、什么是工业控制计算机？它们有哪些特点？

答：工业控制计算机是将PC机的CPU高速处理性能和良好的

开放式和总线结构体系引入到控制领域，是工业自动化设备和信息产业基础设备的核心。它们的特点如下：

可靠性高；实时性好；环境适应性强；模块化设计，完善的I/O通道；系统扩充性好；系统开放性好；控制软件包功能强。

2、为什么要制定计算机总线标准？采用总线结构有哪些优点？

答:从用户角度提出要求：为了实现兼容的目的，就要求各插件的几何尺寸相同，插头的插针数相同，插头上个插针的定义相同，以及控制插件工作的时序相同。

从工业控制机制造厂的角度出发：按总线标准生产插件，将使其

产品的应用面更广，从而一个厂家不必生产工业控制机的全部插件，它只需生产本厂有专长的插件和OEM产品即可。综上提出了对总线标准的要求。

工业控制机采用了总线以后，不仅可以提高系统的效率和处理速

度，简化工业控制机的系统结构，使系统易于扩充，而且大大简化系统硬件的设计过程，减轻了软件的设计和调试工作，缩短了软件研制周期，从而降低了系统的成本。另一方面总线的模板化结构设计也为系统的维修提供了方便。

3、计算机总线大致可分为几类？其中内部总线又可分为几类？

答：计算机总线可以分为内部总线和外部总线。

内部总线按功能分为数据总线、地址总线、控制总线和电源总线。

4、总线的功能强弱、适应性好坏取决于什么？

答：控制总线是最能体现总线特色的信号线，它决定总线功能的强弱和适应性。

5、常见的工业控制计算机总线体系结构有哪几种？

答：按照所采用的的总线标准型可将工业控制机分成如下四类：PC总线工控机、STD总线工控机、VME总线工控机、多总线工控机。

6、说明ISA总线中AEN、IOR、IOW信号的作用。

答：AEN：为地址允许信号，用于把微处理器及其他装置从I/O通道上释放以便能够执行DMA传送。

___________________IOR：为I/O读信号，它指示I/O装置把数据送到数据总线上。此信号低电平有效。

_______IOW：为I/O写信号，它指示I/O装置读取数据总线上的数据。

7、在ISA总线上进行16位数据传送需要哪些控制信号？

答：除地址信号（SA0~SA19、LA17~LA23）和数据信号（SD0~SD15）外可能还需要以下控制信号：⑴与存储器操作有关的控制信号：SMEMR、SMEMW或MEMR、MEMW、MEMCS16

⑵与_______________________________________________________________I/O操作有关的控制信号：IOR、IOW、I/OCS16。 ___________________________

8、PCI总线的主要优点是什么？

答：高性能、通用性好、低成本、使用方便。

9、小论文

工业控制计算机总线体系结构及发展趋势

(一)工业计算机产业迅猛发展 工业计算机是工业自动化设备和信息产业基础设备的核心。传统意义上，工业计算机 主要用于工业生产过程的测量、控制和管理，但今天的内涵已经远不止这些，其应用范围也 已经远远超出工业过程控制，而是应用在国民经济发展和国防建设的各个领域。 随着近年来无线网络技术、信息家电、汽车、以及医疗等行业的蓬勃发展，从而使得 原本"鲜为人知"的工业计算机如今正发生着翻天覆地的变化， 由于在以上这些行业中工业计 算机正越来越多的扮演着十分重要的角色， 这便使得工业计算机产品在未来行业市场上的需 求和发展也变得更加旺盛而迅猛! 工业计算机的广泛应用已经渗入到我们日常生活的各个方面，已由智能建筑、交通智 能、车载计算机、医疗仪器等工业领域扩展到无线基础设施、网络应用设备、网络安全、多 媒体应用、金融服务等网络通信与数字多媒体相关的领域。 3C 融合、三网融合、企业信息化加速进行，无论是信息产业基础设备、还是企业计 算市场，对工业计算机的需求从来都未像今天这般为 IT 业所重视。工业计算机已经成为信 息产业基础设备的核心，包括移动计算平台、通讯计算平台、车载计算平台、工业控制、商 业控制、电子商务平台和信息家电，还可应用于与 Internet 相联接的接入设备。 从软交换机到即插即用的通信服务器，工业计算机将成为一个与信息网络融为一体、 以人为中心的随时随地的服务平台。 各种各样的工业计算机技术将无处不在， 它们将通过多 样化网络通信方式(无线或有线，个人网或家庭网，短或长距离)，无缝地集成在一个信息网 络里，随时随地为人们提 …… 此处隐藏：6318字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……