机电一体化技术基础与产品设计 刘杰版 课后答案与复习内容.doc

3-1 简述计算机控制系统的组成和特点。 答：计算机控制系统是由硬件和软件两大部分组成，其中硬件由计算机主机、接口电路、输入/输出通道及外部设备等组成；软件分为实时软件和开发软件。特点：1、具有完善的输入/输出通道。2、具有实时控制功能。3、可靠性高。4、具有丰富、完善、能正确反映被控对象运动规律并对其进行有效控制的软件系统。 3-2 简述计算机控制系统的常用类型及其特点。 答：常用类型：操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督计算机控制系统和分级计算机控制系统；特点：1、具有完善的输入/输出通道；2、具有实时控制功能；3、可靠性高；4、具有丰富的、完善、能正确反映被控制对象运动规律并对其进行有效控制的软件系统。 3-3 试述计算机控制系统的基本要求和一般设计方法。 答：基本要求：实时性、高可靠性、硬件配置的可装配课扩充性、可维护性； 设计方法：作为计算机的控制系统的设计者，应根据机电一体化系统（或产品）中的信息处理量、应用环境、市场状况及操作者的特点，优选出经济的合理的工业控制的计算机。 3-4 简述常用的工业控制计算机类型及其特点。 答：1、普通PC机 其特点：运行速度快、带负载能力差、抗干扰能力差。 单片机 其特点：高集成度、高运行速度、低功耗、小体积、使用方便灵活等。 可编程序控制器（PLC）其特点：可靠性高、环境适应性强、灵活通用，使用方便和维护简单。 工业PC机。其特点：运行速度很快、带负载能力强，抗干扰能力强。 3-5 PLC的硬件系统主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 答：一、CPU，运算和控制核心。二、存储器，存储数据和程序。三、输入/输出（I/O）单元，CPU与现场I／O设备或其他外部设备的连接部件。四、电源，对系统供电。五、编程器，人－机对话的工具。 3-6 PLC控制系统设计步骤一般分为哪几步？ 答：1、PLC控制系统的设计2、PLC控制系统设计内容3、PLC控制系统设计的基本思路 3-9 数字PID控制器的参数整定方法有哪些？ 答：凑试法和实验经验法。 3-12 简述计算机控制系统的设计思路。 答：设计思路：1、确定系统的总体控制方案。2、建立数学模型并确定控制算法。3、选择微型计算机。4、控制系统总体设计。5、软件 2.1.3 IPC工控机的特点 可靠性高，实时性好，环境适应性强，丰富的输入输出模板，系统扩充性和开放性好，系统通信功能强，控制软件包功能强 ，冗余性 PLC的主要特点 A. 可靠性高，抗干扰能力强 B 通用性强，扩展方便，系统组成灵活 C 程序设计简单、易学、易懂 D 系统设计、开发周期短且方便，维护工作量小 E 对生产工艺改变适应性强，可进行柔性生产 PLC的应用范围 （1）开关逻辑控制（条件控制）； （2）.模拟量控制； （3）定时控制； （4）计数控制； （5）顺序（步进控制）； （6）数据处理 （7）通信和联网； （8）监控。 可编程序控制器的基本类型 （1）按控制规模分类 （2）按结构分类 （3）按生产厂家分类 可编程控制器的基本组成 1.中央处理单元（CPU） 2.存储器 3.输入/输出模块 4.编程器 循环扫描工作方式 即PLC对用户程序进行反复地扫描，逐条地解释用户程序，并加以执行。 可编程序控制器的工作过程 A 公共操作 B 数据输入/输出操作 C 运行监视 D 执行外部设备指令 （1）以扫描的方式执行操作，其输入/输出信号间的逻辑关系，存在着原理上的滞后。 （2）扫描周期除了执行用户程序所占的时间外，还包括系统管理操作占用的时间。 （3）第n次扫描执行程序时，所依据的输入数据是该次扫描之前的值Xn-1，所依据的输出数据有本次扫描前的值Yn-1. STD总线的性能特点 1）支持的微型处理器 STD总线支持8位微处理器。 2）总线的基本组成 STD总线是一种小型的、面向工业控制及测量的总线，全部总线只有56，这56根总线被划分为四组，即：逻辑电源总线6根和辅助电源总线4根，双向数据总线8根，地址总16根，控制总线22根。 3）支持多处理器系统 可实现分布式、主机式及多主STD总线多处理器系统。 总线按功能或信号类型划分，主要有三类总线：数据总线、地址总线、控制总线 PLC的主要特点 A. 可靠性高，抗干扰能力强 (1)数字输入输出部分采用光电耦合隔离，模拟输入通道加入R-C滤波器，有效地防止了干扰信号的进入。 传感器的概念 传感器是能感受被测量，并按照一定的规律将被测量转成可用输出信