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1、立身以立学为先，立学以读书为本计算机控制系统基本框图过程输出通道，包含由 D/A 转换器组成的模拟量输出通道和开关量输出通道。过程输入通道，包含由 A/D 转换器组成的模拟量输入通道和开关量输入通道。在线方式， 生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式。离线方式， 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。实时， 指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制。直接控制系统， 计算机通过输入通道对一个或多个物理量进行巡回检测，并根据规定的控制规律进行运算，然后发出控制信号，通过输出通道直接控制调节阀等执
2、行机构。直接控制系统图集散控制系统， 企业经营管理和生产过程控制分别由几级计算机进行控制、集中管理的系统。计算机控制系统由哪几部分组成？说明各部分的主要功能。由硬件和软件构成，硬件中主机 功能是数据采集、数据处理、逻辑判断、控制量计算、报警处理等，通过接口电路向系统发出各种控制命令。I/O 接口 与 I/O 通道是主机与外部链接的桥梁。 通用外设设备用来显示、打印、存储和传送数据。检测元件与执行机构是将被检测的非电学量参数转变为电学量。操作台 是人机对话的联系纽带。软件 的功能是完成各种功能的计算机程序的总和，如完成操作、监控、管理、计算和自诊断程序等。DCS与 FCS各有什么特点？DCS （
3、集散控制系统）特点，每一级都有自己的功能，基本上是独立的，但级与级之间或同级的计算机之间又有一定的联系，相互之间实现通信。FCS （现场总线控制系统） ，现场总线是连接现场智能设备与控制室之间的全数字式、开放的、双向的通信网络。模拟量输入输出模板1 模拟量输入模板主要指标输入信号量程分辨率精度输入信号类型输入通道数转换速率可编程增益支持软件2 模拟量输出模板主要技术指标1分辨率 2 稳定时间 3 输出电平 4 输入编码 5 编程接口和支持软件信号调理板 ，将现场输入信号经过隔离放大，成为工控机能够接受到的统一信号电平以及将计算机输出信号经过放大、隔离转换成工业现场所需的信号电平。通信模块： 为
4、实现计算机之间以及计算机与其他设备间的数据通信而设计的外围模块精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页立身以立学为先，立学以读书为本什么是工业控制计算机？特点是什么？工控机是以计算机为核心的测量和控制系统。处理来自工业系统的输入信号，再根据控制要求将处理结果输出到控制器，去控制生产过程，同时对生产进行监督和管理。特点 ：可靠性高；实时性好；环境适应性强；丰富的输入输出模块；系统扩充性和开放性好；控制软件包功能强；系统通信功能强；冗余性。简述单片机特点及应用领域。单片机的特点：集成度高、体积小；面向控制、功能强；抗干扰能力强
5、；使用方便；性能价格比高；容易产品化。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。可编程控制器的特点： （1）可靠性高，适应性强； （2)功能完善，通用性好； （3)安装方便，扩展灵活； （4）操作维护简单，施工周期短工控机由哪几部分组成？各部分的组要作用是什么？由硬件和软件构成， 硬件中得主机板将采集到的实时信息按照预定程序进行必要的数值计算、 逻辑判断、数据处理，即使选择控制策略并将结果输出到工业过程。系统总线使计算机内部各组成部分之间以及同类计算机之间建立信号联系，进行信号传送即通信。I/O 模块是工控机和生产过程之间进行信号传送和变换的
6、连接通道。人机接口使操作员与计算机之间可以进行信息交换。通道接口是工控机与其他计算机和智能设备进行信息传送的通道。系统支持，监控定时，电源掉电监测，后备存储，实时日历时钟。系统软件用来管理工控机的资源， 并以简便的形式向用户提供服务。工具软件， 是技术人员从事软件开发工作的辅助软件。应用软件，是系统设计人员针对某个生产过程而编制的控制和管理程序。什么是总线、内部总线、外部总线？总线就是一组信号线的集合，它定义了引线的信号、电气、机械特性，使计算机内部各组成部分之间以及同类计算机之间建立信号联系，进行信号传送即通信。内部总线就是计算机内部功能模块之间进行通信的总线，它是构成完整的计算机系统的内部
7、信息枢纽。外部总线是计算机与计算机之间或计算机与其它智能设备之间进行通线的连线。数字量（开关量） ，工业控制计算机用于生产过程的自动控制，需处理一类最基本的输入输出信号，及数字量（开关量）信号，这些信号包括开关的闭合与断开、指示灯的亮与灭、继电器或接触器的吸合与释放、电机的启动与停止、阀门的打开与关闭等，这些信号的共同特征是信号只有导通和截止两个状态，因此我们称为开关量。数字量输入通道结构数字量输入通道主要由缓冲器、输入调理电路、输入地址译码电路等组成（1）小功率输入调理电路它将接点的接通和断开动作转换成TTL电平信号与计算机相连接。为清除由于接点的机械抖动而产生的振荡信号，一般都应加入有较长
8、时间常数的积分电路来消除这种振荡。采用积分电路来消除开关抖动的方法。采用RS触发器消除开关抖动的方法。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页立身以立学为先，立学以读书为本（2）大功率输入调理电路在大功率系统中，需要从电磁离合等大功率器件的接点输入信号。为了使接点工作可靠，接点两端至少要加24V以上的直流电压, 因为直流电压的响应快，不易产生干扰， 电路又简单，因此被广泛采用，由于所带电压高，所以高压与低压之间，用光电耦合器进行隔离。1，数字量输出通道结构数字量输出通道主要由输出锁存器，输出驱动电路、输出地址译码电路等组成
9、。2、输出驱动电路（1）小功率直流驱动电路a. 采用功率晶体管输出驱动继电器电路b. 采用高压输出的门电路驱动（2）大功率驱动电路大功率驱动场合可以利用固态继电器（SSR ）、 IGBT、 MOSFET 实现。固态继电器是一种四端有源器件， 根据输出的控制信号分为直流固态器件和交流固态器件。固态继电器件的输入输出之间采用光电耦合器进行隔离。过零电路可使用交流电压变化到零附近时让电路接通，从而减少干扰。电路接通以后。 由触发电路输出晶体管器件的触发信号。固态继电器在选用时要注意输入电压范围、输出电压类型及输出功率。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -
10、 - -第 3 页，共 7 页立身以立学为先，立学以读书为本模拟量输入通道的组成仪用测量放大器电路两级的总增益为I/U 变换精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页立身以立学为先，立学以读书为本采样， 所谓采样过程（简称采样）是采样开关（或采样单元）将模拟信号按一定时间间隔抽样成离散模拟信号的过程。采样保持器 ，使输入到A/D 转换器的模拟量在整个转换过程中保持不变，转换之后， 使 A/D转换器的输入信号能够跟随模拟量变化。A/D 转换器 是将模拟电压或电流转换成数字量的器件或装置，是模拟输入通道的核心部件。A/D 转换器
11、的主要技术指标转换时间： 指完成一次模拟量到数字量转换所需要的时间分辨率： 分辨率表示A/D 转换器对模拟信号的反应能力，分辨率通常数字量的位数n（字长）来表示量程： 即所能转换的电压范围精度： 精度有绝对精度和相对精度（精度与分辨率的区别，精度是转换后所得结果相对于实际值的准确度，而分辨率指的是能对转换结果发生影响的最小输入量）软件设计转换结果的读出， 根据硬件连接， 转结果的读出有3 种方式中断方式： 查询方式：软件延时方法；D/A 转换器D/A 转换器是将数字量转换成模拟量的元件或装置，其模拟量输出（电流或电压）与参考电压和二进制数成正比例D/A 转换器的主要技术指标1 分辨率 ：分辨率
12、用D/A 转换器数字量的位数n（字长）来表示。2 建立时间 ：指 D/A 转换器中代码有满度的变化时，其输出达到稳定( 离终值 1/2LSB 相当的模拟量范围内) 所需要的时间。3 非线性误差 ：实际转换特性曲线与理想特性曲线之间的最大偏差，并以该偏差相对于满量程的百分数度量。4 输入编码 ：一般为并行或串行二进制码输入，也有BCD码输入D/A、A/D 转换器的电源、接地与布线在线路设计中， 必须将模拟电源、数字电源分别接地，所有器件的模拟地和数字地也要分别连接，然后，再把这两种“地”用一根导线连接起来。应该注意，在全部电路中的数字地和模拟地仅仅连在一点上，在芯片和其他电路中不可再有公共点D/
13、A、 A/D 转换电路中， 供电电源电压的不稳定会影响转换结果。一般要求纹波电压小于1% 。可采用钽电容或电解电容滤波。为了改善高频特性，还应用高频滤波电容。电路板设计时，每个芯片的电源线与地线之间要加旁路电容，并应尽量靠近D/A、A/D 转换芯片，一般选用0.01 0.1 F的电容精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页立身以立学为先，立学以读书为本什么是串摸干扰和共模干扰？如何抑制？串模干扰：串模干扰指叠加在被测信号上的干扰噪声。（1）滤波法。 (2)对于电磁感应产生的串模干扰，应对被测信号尽可能早的进行信号放大，以提
14、高电路中的信号噪声比；或者尽可能早的完成A/D 转换再进行长线传输；或者采用隔离和屏蔽等措施。(3)从选择元器件入手，利用逻辑器件的特性来抑制串模干扰，如采用双积分A/D 转换器；也可以采用高抗干扰度的逻辑器件，通过提高阈值电平来抑制低频噪声的干扰；此外， 也可以人为地附加电容器，以降低某个逻辑器件的工作速度来抑制高频干扰。(4)利用数字滤波技术对已进入计算机的串模干扰进行数据处理，可以有效地滤去难以抑制的串模干扰共模干扰， A/D 转换器两个输入端上共有的干扰电压。(1)利用双端输入的放大器作前置放大器， (2)利用变压器或光电耦合器把各种模拟负载和数字信号隔离。(3)采用双层屏蔽浮地输入方
15、式。该方法是将测量装置的模拟部分对机壳浮地，从而达到抑制干扰的目的。什么是接口、接口技术和过程通道？接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁，它包括输入接口和输出接口，接口技术是研究计算机与外部设备之间如何交换信息的技术，过程通道是在计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道，它包括AI、AO、 DI、DO。试述模拟量输入通道信号调理的作用，为什么需要量程变换？为什么需要I/U 变换？说明书中 I/U 电路中各元件的功能。信号调理作用包括信号的放大、量程自动转换、电流/电压转换、滤波、线性化、隔离等。 量程自动转换根据需要对所处理的信号利用可编程增益放大器进行放大倍数的自动调整，以满足后续
16、电路和系统的要求。电流信号经过长距离传输到计算机接口电路，需要经过I/U变换成电压信号后才能进行A/D 转换，进而被计算机处理。无源变换中无源器件电阻来实现变换，有源变换中由有源器件运算放大器、电阻组成实现变换。什么是顺序控制？顺序控制系统有何特点？顺序控制是指以预先规定好的时间或条件为依据，按预先规定好的动作次序，对控制过程各阶段顺序地进行自动化。（1）顺序控制系统的输入、输出信号以开关量信号为主（2）逻辑关系复杂（3）控制程序客观（4）可靠性要求高。反应式步进电机的工作原理。（1）结构：转子和定子两部分，定子是由硅钢片叠成的，每相有一对磁极(N、S 极)，每个磁极的内表面都分布着多个小齿，
17、它们大小相同，间距相同。该定子上共有3 对磁极。每对磁极都缠有同一绕组，也即形成一相， 这样 3 对磁极有3 个绕组，形成三相。 可以得出，四相步进电动机有4 对磁极、 4 相绕组； 五相步进电动机有5 对磁极、 5 相绕组； 依此类推。转子是由软磁材料制成的，其外表面也均匀分布着小齿，这些小齿与定子磁极上的小齿的齿距相同，形状相似。 （2）原理：转子的齿数为Z，它的齿距角步进电机的步距角03602/zZZ0360/zzNNZ精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页立身以立学为先，立学以读书为本简述扩充临界比例度法、过渡过
18、程法选择PID参数的步骤。（1）扩充临界比例度法选择合适的采样周期T。调节器作纯比例KP的闭环控制，逐步加大 KP，使控制过程出现临界振荡。由临界振荡求得临界振荡周期Tu和临界震荡增益ku，即临界振荡时的kP值。选择控制度，控制度的意义是数字调节器和模拟调节器所对应的过渡过程的误差平方的积分之比，即实际应用中并不需要计算出两个误差平方积分，控制度仅表示控制效果的物理概念。选择控制度后，按表求得T，kP，TI，TD值参数的整定只给出一个参考值，需再经过实际调整，直到获得满意的控制效果为止。（2）扩充响应曲线法：已知系统的动态特性曲线，就可采用扩充响应曲线法进行整定。断开数字调节器，使系统在手动状
19、态下工作。当系统在给定值处达到平衡后，给一阶跃输入。 用仪表记录下被调参数在此阶跃作用下的变化过程曲线（即广义对象的飞升特性曲线）在曲线最大斜率处，求得滞后时间，被控对象时间常数，以及它们的比值/ 。根据所求得的、 和 / 的值，查表5-3，即可求出控制器的T、KP、Ti、和 Td 什么是越限报警处理？越限报警是工业控制过程常见而又实用的一种报警形式，它分为上限报警、下限报警、上下限报警。如果需要判断的报警参数是xn，该参数的上下限约束值分别为xmax和xmin，则上下限报警的物理意义如下：上限报警，若xNxmax，则上限报警，否则执行原定操作；下限报警，若xnxmin，则下限报警，否则执行原
20、定操作；上下限报警。什么是智能控制？智能控制是人工智能与控制理论交叉的产物，是传统控制理论发展的高级阶段。什么是模糊控制？模糊控制是一种基于规则的智能控制，它是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的一种计算机智能控制。什么是现场总线？有哪几种典型的现场总线？它们各自的特点是什么？解决现场的智能化仪器仪表、控制器、 执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备与高级控制系统之间的信息传递问题。有五种， FF 、LONWORKS 、PROFIBUS 、CAN、HART。DCS的特点？硬件积木化；软件模块化；控制系统组态；通信网络的应用；可靠性高。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页