微型计算机控制技术第二版高国琴习题答案.docx

书后习题参考答案

第一章习题

1答：微型计算机控制系统是利用计算机(通常采用工业控制计算机，简称工控机)来实现生产过程自动控制的系统，它由控制计算机本体(包括硬件、软件和网络结构)和被控对象两大部分组成。微型计算机控制系统是实时系统，也是在线系统。

2答：计算机做控制器用。控制系统中引进计算机，可以充分运用计算机强大的运算、逻辑判断和记忆等功能。只要运用微处理器的各种指令，就能编出符合某种控制规律的程序。微处理器执行该程序，就能实现对被控参数的控制。输入信息来自于各种传感器，输出信息用于驱动执行机构。

3答：如果计算机能够在工艺要求的时间范围内及时对被控参数进行测量、计算和控制输出，则称为实时控制。实时的概念不能脱离具体过程，一个在线的系统不一定是一个实时系统，但一个实时控制系统必定是在线系统。

4答：微型计算机控制系统硬件一般包括：计算机主机、输入/输出(I/0)接口、I/0通道、传感器及变送器、执行机构、人机联系设备(如键盘和显示器)、网络通信接口和电源等。它们通过微处理器的系统总线(地址总线、数据总线和控制总线)构成一个完整的系统。计算机的输入/输出通道，又称过程通道。为了实现计算机对生产过程的控制，必须在计算机和生产过程之间设置信息的传递和变换的连接通道，这就是过程输入/输出通道。过程通道一般可分为：模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道、数字量输出通道

5答：操作指导控制系统：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。

直接数字控制系统：优点是实时性好、可靠性高和适应性强，可控制多个回路。缺点是修改控制器参数不方便。

监督控制系统：优点是能自动改变模拟调节器或以直接数字控制方式工作的微型计算机中的给定值，从而使生产过程始终处于最优工况。

集散控制系统：优点是分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。缺点是不同厂商的设备不能通用。

现场总线控制系统：具备集散控制系统的优点，因为采用标准总线设计，不同厂商设备通用性好，组网方便。

6答：SCC加上DDC的分级控制系过统。这实际上是一个二级控制系统，SCC级可采用高档微型机，它与DDC级之间通过接口进行信息联系。SCC级微型计算机可完成工段、车间高一级的最优化分析和计算，并给出最优给定值，送给DDC级执行过程控制。当DDC级微型计算机出现故障时，可由SCC级微型计算机完成DDC的控制功能，这提高了系统的可靠性。

7答：开创时期、直接数字控制时期、小型计算机时期、微型计算机时期。8答：网络化、集成化、智能化、标准化。

第二章习题

1答：工控机由于其应用对象及使用环境的特殊性，与一般通用计算机相比较，具有如下特点：可靠性高、实时性好、环境适应性强、过程输入和输出配套较好、系统扩充性好、系统开放性、控制软件包功能强、系统通信功能强、后备措施齐全、具有冗余性。

2答：加固型工业机箱：由于工控机应用于较恶劣的工业现场环境，因此机箱必须采取一系列加固措施，以达到防震、防冲击、防尘、通风散热良好，适应宽的温度和湿度范围。机箱内具有正的空气压力和良好的屏蔽，以达到EMC电磁兼容性标准。工业电源：具有抗干扰能力强的工业电源，具有防浪涌冲击、过压过流保护功能，以达到电磁兼容性标准和通过国际标准认证机构的认证，如UL认证等。主机板：工控机核心部件是主机板，其所采用的元器件满足工业级标准，并且是一体化(ALL—IN—ONE)主板，以易于更换，工控机采用标准总线，如ISA总线、VL总线、PCI总线、PCISA总线等。

3答：PC总线工业控制计算机由于配置高、性能强、价格贵，因此一般不用于对被控对象的直接控制。PC总线工业控制计算机一般用来收集、处理、管理数据，监控被控对象运行状态，调整控制器参数等。对被控对象的直接控制，一般用专门的控制器来实现。这类专用控制器相对PC总线工业控制计算机而言，配置较低、体积较小、价格较低，但专门为某一类被控对象或某一类控制任务做过专门的优化，因而特别适合用来直接控制被空对象，通过网络与PC总线工业控制计算机连接，将对被控对象的监督、管理工作交给PC总线工业控制计算机，从而构成一个最基本的上下位机计算机控制系统。

4答：目前市场上PC总线类型有：XT总线、ISA总线、EISA总线、VESA总线(VL-BUS)PCI总线以及PCIE总线。

5答：运动控制(MotionControl)通常是指在复杂条件下，将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动，实现机械运动精确的位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力的控制。过程控制(ProcessControl)是以保证生产过程