计算机监控及数据采集阶段练习4.doc

“计算机监控及数据采集”阶段练习四（第7第9章）简答题1、 结合图1说明基于PC的控制的产生。2、3、 图1 软PLC的基本原理（从PLC控制到软PLC控制）（1）PC（IPC）在工业控制中的应用增多，且具有较为丰富的软、硬件资源。（2）传统PLC控制等存在系统封闭等特性。（3）软PLC综合了计算机和PLC的开关量控制、模拟量控制、数学运算、数值处理、网络通信、PID调节等功能，通过一个多任务控制内核，提供强大的指令集、快速而准确执行控制任务。随着对软PLC的认识深入及控制技术的发展，进一步产生了基于PC（PC-Based）的控制概念。2、目前在基于PC的控制中，常用的操作系统有哪些？Windows NT系列、Windows CE、Linux （RT）、VxWorks及QNX以及近几年来出现的XP embedded等3、软PLC开发系统主要有哪些特点和功能？ 编程语言标准化：遵循IEC 61131-3标准，支持多语言编程，编程语言之间可以相互转换。 丰富的控制模块：支持多种PID算法（如常规PID控制算法、自适应PID控制算法、模糊 PID控制算法等）。 开放的控制算法接口：支持用户嵌入自己的控制算法模块。 仿真运行、实时在线监控、在线程序修改。 强大的网络功能：支持TCPIP网络，可通过网络实现远程监控，远程程序修改。4、PAC的主要特征有哪些？（1）具有多范畴的功能性，在一个平台上可实现包括逻辑和顺序控制、运动控制、驱动控制和过程控制的功能。（2）具有单一多专业的开发平台，运用共用的变量标签（tagging）和统一数据库。（3）具有开放、模块化体系结构，适用于从工厂自动化到流程工业的单元操作。（4）采用事实上的网络接口、编程语言、安全等各种工业标准，使异型和异构系统间能实现数据交换。5、SCADA系统的设计原址有哪些？可靠性、先进性、实时性、开放性、经济性、可扩展性6、SCADA系统上位机选型时主要考虑哪些问题？主要选择监控主机、操作计算机、服务器及相应的网络、打印、UPS等设备。计算机品牌较多，可以选择在CPU主频、内存、硬盘、显示卡、显示器等各方面满足要求的品牌计算机。当然，若对可靠性要求更高，可以选择工控机。一般而言，工控机的配置要比商用机的配置要低一些（同样配置的工控机与商用机比较，工控机的上市时间更晚）。设计人员可根据要求合理地进行选型。监控中心的计算机多配置大屏幕显示器。在许多大型SCADA系统监控、调度中心，一般都配置有大屏幕显示系统或模拟屏，以方便对系统的监控和调度，但这些设备要专门的厂家来设计制造。上位机在选型时还要考虑组态软件、数据库和其他应用软件，以满足生产监控和全厂信息化管理对数据存储、查询、分析和打印等的要求。7、SCADA系统下位机选型时主要考虑哪些问题？ 下位机选择时，要特别注意下位机的控制器模块的内存容量、工作频率（扫描时间）、编程方式与语言支持、通信接口和组网能力等，以确保下位机有足够的数据处理能力、控制精度与速度，方便程序开发和调试。下位机的选择还要考虑到所选用的组态软件是否支持该设备。8、SCADA系统的应用软件有哪些？SCADA系统的应用软件主要包括上位机的人机界面、通信软件、下位机中的程序，甚至还包括那些专门开发的设备驱动程序。9、什么是下位机程序设计时的逻辑设计方法？逻辑设计的基本含义是以逻辑组合的方法和形式设计控制程序。这种方法有严密可循的规律性、明确可行的设计步骤，又具有简便、直观和十分规范的特点，属于系统化的设计方法。其基本设计步骤如下：（1）明确控制任务和控制要求。通过分析机械装置、工艺过程和控制要求，取得工作循环图、检测元件分布图与执行元件动作节拍表。分配下位机IO地址。（2）绘制控制系统状态转换表。（3）进行系统逻辑设计。（4）根据控制特点和要求，选择合适的编程语言，编写控制软件。（5）程序的调试和修改。10、什么是下位机程序设计时的状态流程图法？ 状态流程图，又叫状态转移图，是完整地描述控制系统的工作过程、功能和特性的一种图形，是分析和设计控制系统程序的重要工具。所谓“状态”都是具有特定功能的，状态的流程或转移，实际上就是控制系统的功能的转换。状态流程图由状态、转换、转换条件和动作、命令等组成。利用状态流程图设计控制程序的步骤是：（1）按照机械运动或工艺过程的工作内容、步骤、顺序和控制要求画出状态流程图。（2）在状态流程图上以输入点或其他元件定义状态转换条件。当某转换条件的实际内容不止一个时，对每个具体内容定义一个元件（地址）编号，并以逻辑组合形式表现为有效转换条件。（3）按照机械或工艺提供的电气执行元件功能表，在状态流程图上对每个状态和动作命令配上实现该状态或动作命令的控制功能的电气执行元件，并以对应的下位机输出点的地址定义这些电气执行元件。4）利用移位寄存器设计11、SCADA系统硬件调试包括哪些方面？对于SCADA系统中的各种硬件设备，包括下位机控制器、IO模块、通信模块及各种特殊功能模块都要按照说明书检查主要功能。比如主机板（CPU板）上RAM区的读写功能、ROM区的读出功能、复位电路、时钟电路等的正确性调试。对各种IO模块要认真校验每个通道工作是否正常，精度是否满足要求。对上位机设备，包括主机、交换机、服务器和UPS电源等要检查工作是否正常。硬件调试还包括现场仪表和执行机构，如压力变送器、差压变送器、流量变送器、温度变送器和其他各种现场及控制室仪表，电动或气动执行器等，在安装前都要按说明书要求校验完毕。12、SCADA系统软件调试包括哪些方面？软件调试的顺序是子程序、功能模块和主程序。有些程序的调试比较简单，利用开发装置、仿真软件或计算机提供的调试程序就可以进行调试。为了减少软件调试的工作量，要确保在软件编写时，所有的子程序、功能模块等都经过测试，满足应用要求。否则，在软件调试阶段问题会较多，影响程序的总体调试。如果软件有很好的结构，在软件开发过程中都经过了充分的调试，则在软件联调中，问题会较少。这时调试的重点是模块之间参数传递、主程序与子程序调用等。主要观察系统联调后逻辑是否正确，能否完成预定的功能，而不是简单的语法等检查。上位机的程序调试相对简单，因为在开发过程中，每个界面或功能是否符合要求可以通过把组态软件从开发环境切换到运行环境，观察功能实现。13、系统仿真有哪几种类型？系统仿真有以下3种类型：全物理仿真（或称在模拟环境条件下的全实物仿真）；半物理仿真（或称硬件闭路动态试验）；数字仿真（或称计算机仿真）。14、SCADA系统接地的目的是什么？SCADA系统接地的目的有两个：一是抑制干扰，使计算机稳定工作；二是保护计算机、电器设备和操作人员的安全。15、SCADA系统空间感应的抗干扰措施有哪些？（1）空间隔离。使敏感设备或信号线远离干扰源（如大型动力设备及大变压器等）。（2）屏蔽。对敏感电路加屏蔽盒或对信号加屏蔽层，注意屏蔽层不能随意接地，必要时屏蔽层外还要有绝缘层。（3）交流输出和直流输出的电缆应分开敷设，输出信号应远离动力电缆、高压电缆和动力设备。应加大动力电缆与信号电缆之间的距离，尽可能不采取平行布线，以减小电磁干扰的影响。信号电缆与动力电缆之间的距离等安装要求应符合电气安装规范。（4）对交流噪声，可在负荷线圈两端并联RC吸收电路；对直流噪声，可在负荷线圈两端并联二极管。（5）模拟信号线与数字信号线不要走同一根电缆；信号线与电源线要分开，并尽量避免平行敷设。（6）注意屏蔽的连续性。即不要使屏蔽体中间断开或使屏蔽体与被屏蔽体过早分离。（7）采用双绞线或同轴电缆，可以大大减小电磁干扰。有条件的地方，还可以采用性能更优越的光导纤维。（8）输入和输出信号