《计算机控制技术 第2版》_罗文广(习题解答).docx

第一章

计算机控制系统的硬件由哪几部分组成?各部分的作用是什么?

答：

1）硬件主要包括计算机、过程输入/输出通道、外部设备和操作台等。

2）计算机：是控制系统的核心，通过接口可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。

过程输入输出通道：是在计算机和被控对象直接设置的信息传送和转换的连接通道。

外部设备：是实现计算机和外界交换信息的设备。

操作台：是操作人员与计算机控制系统进行“对话”交互的设备。

计算机控制系统的软件有什么作用?说出各部分软件的作用。

答：1）计算机控制系统的软件是计算机系统的神经中枢，整个系统的动作都是在软件的指挥下进行工作，包括系统软件和应用软件。

2）系统软件：指能提高计算机使用效率，扩大功能，为用户使用、维护和管理计算机提供方便的程序的总称。系统软件通常包括操作系统、语言加工系统和诊断系统，具有一定的通用性，一般随硬件一起由计算机生产厂家提供。

应用软件：是用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。在计算机控制系统中则是指完成系统内各种任务的程序，如控制程序、数据采集及处理程序、巡回检测及报警程序等。

常用工业控制机有几种?它们各有什么用途?

答：

IPC(PC总线工业电脑)、PLC(可编程控制系统)、DCS(分散型控制系统)、FCS(现场总线系统)及CNC(数控系统)五种。

（1）、IPC

即基于PC总线的工业电脑。据2000年IPC统计目前PC机已占到通用计算机的95%以上，因其价格低、质量高、产量大、软/硬件资源丰富，已被广大的技术人员所熟悉和认可，这正是工业电脑的基础。其主要的组成部分为工业机箱、无源底板及可插入其上的各种板卡组成，如CPU卡、I/O卡等。并采取全钢机壳、机卡压条过滤网，双正压风扇等设计及EMC(electromagneticcompatibility)技术以解决工业现场的电磁干扰、震动、灰尘、高/低温等问题。

（2）、可编程序控制器(PLC)

PLC英文全称ProgrammableLogicController，中文全称为可编程逻辑控制器。定义是：一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备[工业电器网-cnelc]或生产过程。

（3）、分散型控制系统(DCS)

DCS英文全称DistributedControlSystem，中文全称为分布式控制系统。它是一种高性能、高质量、低成本、配置灵活的分散控制系统系列产品，可以构成各种独立的控制系统、分散控制系统DCS、监控和数据采集系统(SCADA)，能满足各种工业领域对过程控制和信息管理的需求。系统的模块化设计、合理的软硬件功能配置和易于扩展的能力，能广泛用于各种大、中、小型电站的分散型控制、发电厂自动化系统的改造以及钢铁、石化、造纸、水泥等工业生产过程控制。

（4）、现场总线系统(FCS)

FCS英文全称FieldbusControlSystem，中文全称为现场总线控制系统。它是全数字串行、双向通信系统。系统内测量和控制设备如探头、激励器和控制器可相互连接、监测和控制。在工厂网络的分级中，它既作为过程控制(如PLC，LC等)和应用智能仪表(如变频器、阀门、条码阅读器等)的局部网，又具有在网络上分布控制应用的内嵌功能。由于其广阔的应用前景，众多国外有实力的厂家竞相投入力量，进行产品开发。目前，国际上已知的现场总线类型有四十余种，比较典型的现场总线有：FF，Profibus，LONworks，CAN，HART，CC-LINK等。

（5）、数控系统(CNC)

CNC英文全称Computernumericalcontrol，中文全称为计算机数字控制系统。

它是采用微处理器或专用微机的数控系统，由事先存放在存储器里系统程序(软件)来实现控制逻辑，实现部分或全部数控功能，并通过接口与外围设备进行联接，称为计算机数控，简称CNC系统。数控机床是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造产业的渗透形成的机电一体化产品；其技术范围覆盖很多领域

（5）单片微型计算机:是工业控制和智能化系统中应用最多的一种模式。一般用于扩展接口，如A/D,D/A转换接口,LED、LCD显示接口扩展，再开发一些应用软件，便可以用于工业控制。

操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何?它们之间有何区别和联系?

答：

1）操作指导控制系统：其优点是控制过程简单，且安全可靠。适用于控制规律不是很清楚的系统，或用于试验新的数学模型和调试新的控制程序等。其缺点是它是开环控制结构，需要人工操作，速度不能太快，控制的回路也不能太多，不能充分发挥计算机的作用。

2）直接数字控