计算机控制技术及其应用思考题与习题的指导信息

的指导信息-2-1-指1章概述通常可用机械、电气等装置来实现。通常相对手动控控制系统(controlsystem)：通过控制来实现特定作用要素组成的具有一定结构和功能的有机整体。控制系统通常有一定的规模和复杂性，否则常称为控制或多个控制系统或装置按规定要求和目标的实现过程。自动化强调的是自动控制过程，其核心概念是信-2-1-指关于在动物和机中控制和通讯的科学》一书以来，控制论的思想和方法已经渗透到了几乎有的自然科学和 控制过程本质上是一系列的信息过程，如信息获取、信息传输、信息加工、信息施效等。控制系统中的目标信息、被控对象的初始信息、被控对象和环境的反馈信息、指令信息、执行信息等，通常由电子或 自动控制中的基本问题包括：自动控制系统的结为一系列的信息过程，如信息获取、信息传输、信息制品质即为控制的质量，可通过系统的性能指标来评-2-1-指。。4.一个控制系统由哪些部分组成？试结合一个实一个控制系统可以由控制单元、执行单元、反馈单元、被控对象、目标规则组成，它们的相互关系参信息获信息获取反馈单元被控对象执行单元信息施效控制单元规则信息传输信息加工控制系统结构框图控制系统的性能指标有哪些？试结合一个实控制系统的性能指标有传统意义上的性能指标和准确性等。广义的评价指标包括可靠性、操作性、互-2-1-计算机系统设计人员管理人员操作人员输入计算机系统设计人员管理人员操作人员输入通道交互设备输入输出接口输入输出接口输出通道过程通道通信设备外围设备其他系统软件系统(系统软件+应用软件)指 计算机控制系统的结构。计算机系统分为硬件系统和软件系统，硬件系统包括计算机、输入输出接口、过程通道(输入通道和输出通道)、外部设备(交互设备和通信设备等)，软件系统包括系统软件和应用软件，其中计算机系统作为控反馈反馈单元被控对象执行单元计算机典型计算机控制系统的结构框图分类方法有：按系统结构的分类、按控制器与被控对象的关系分类、按计算机在控制系统中的地位和-2-1-指其中DDC(DirectDigitalControl)、SCC(SupervisoryComputerControl)、DCSDistributedControlSystemFCSFieldbusControlSystem)是按计算机在控制系统中的地位和工制任务，相当于“一线员工”。。DCS由多台分布在不同物理位置的计算机为基础，以“分散控制、集中操作、分级管理”为原则而FCS是建立在网络基础上的高级分布式控制系-2-1-指接。这些计算机的功能不仅仅在于对一般信息处理， 不同控制规律分类有恒值控制、随动控制、PID控制、顺序控制、程序控制、模糊控制、最优控制、恒值控制：控制目标是系统的输出根据输入的给定值保持不变，输入通常是在某一时间范围内恒定不变或变化不大的模拟量。如恒温炉的温度控制，供水随动控制：控制目标是要求系统的输出跟踪输入PID控制：根据给定值与输出值之间偏差的比例-2-1-指许多连续变化的物理量如温度、流量、压力、水位、顺序控制：根据给定的动作序列、状态和时间要求而进行的控制。如交通信号灯的控制、电梯升降的程序控制(数值控制、数字控制)：指根据预先给定的运动轨迹来控制部件行动。如线切割机的控制、模糊控制：基于模糊集合和模糊运算，采用语言、最优控制(最佳控制)：使系统的某些指标达到最时检测系统的环境和工作状况，并可随时修正当前算-2-1-自学习控制：能够根据运行结果积累经验，自行改变和完善控制的算法，使控制品质愈来愈好。它有一个积累经验和主动学习的过程，可以适时地调整算计算机控制技术及其发展。计算机控制系统中的获取信息、传递信息、加工信息、执行信息等过程都有相应的技术来实现，而这些过程中的信息大部分由电子信号来表示，信息处理技术包括控制用计算机技术、输入输出接口与过程通道技术、控制网络与数据通信技术、数字控制器设计与实现技术、控制系统的人机交互技术、控制系统的 -2-1-指学习计算机控制技术可遵循的原则有系统化、信系统化原则：要认识到控制系统是具有一定结构和功能的有机整体，可将其分解为相互联系、相互作信息化原则：可从信息化的本质来看待一个控制过程。计算机是一个强大的信息处理工具，一个合适的信息表达形式是信息得到有效处理的前提，控制规律的数据形式表达是信息加工的关键，而时间和空间是信息处理的两大限约要素，因此计算机的速度和存规范化原则：为提高系统的构建效率，降低维护应了解和掌握控制系统从底层的标准元器件、信号类型、总线标准、通信协议到组态软件的编程语言、开放式的监控软件。这些规范化技术通常有较长的生命周期，重点掌握这些技术也是提高学习效率的一个要-2-1-指实用化原则：从实用化的角度来理解控制技术的应用水平。在市场经济的环境下，生命力强的技术必然会有性能和价格上的优势，性价比高的产品必然会得到应用广泛，低碳环保的产品会受到更多用户的欢迎。因此，我们要随时了解当前技术、产品性能和价避免重复使用低级落后技术，减少低性能、高价格、 (略)(略)-2-1-指第2章计算机控制系统的理论基础1.简述输入输出描述方法和状态空间描述方法的系统的描述方法。输入输出描述方法也称激励响应法，它是基于系统的输入与输出之间的因果关系来描述系统特性的，主要适用于描述单变量输入和单变量输出的系统。输入输出描述方法中，系统的输出不仅与当前的输入有状态空间描述方法是基于系统状态转换为核心，不仅适用于描述单变量输入和单变量输出的系统，也能适用于多变量的场合。系统的输出仅与当前的系统2.连续系统和离散系统分别使用哪些数学工具来描述方法。对连续系统用到的数学工具有微分方程、拉氏变换和传递函数，对离散系统用到的数学工具有差分方-2-1-对连续系统，可用微分方程、冲激响应、传递函数建立系统模型；对离散系统，可用差分方程、脉冲对连续系统和离散系统，都可用方框图来描述系3.什么是连续系统的传递函数？什么是离散系统连续系统的传递函数定义为零初始条件下系统输离散系统的脉冲传递函数(也称Z传递函数)可定-2-1-传递函数或脉冲传递函数都反映了系统固有本质属性，它与系统本身的结构和特征参数有关，而与输入量无关。利用传递函数的表达式就能分析出系统的特性，如稳定性、动态特性、静态特性等；利用传递函数可通过求解方程代数而不是求解微分方程，就可特别指出，通过实验的方法，求出离散系统的脉 框图。系统的方框图是线图形式的系统模型，由方框、有向线段和相加节点组成，方框图的变换规则有：并[指导信息]:参见2.1.7状态空间概念和模型框图和态空间描述。离散系统的状态空间描述与连续系统类似，其模-2-1-AA状态记忆BC系统状态转换rDy++离散系统的状态空间描述方法过程和采样定理。Tt-2-1-指香农(C.E.Shannon)的采样定理(也称抽样定理或取样定理)：只要采样频率fs大于信号(包括噪声)e(t)中就能包含e(t)中的所有信息，也就是说，通过理想滤7.已知某离散系统的脉冲传递函数模型如下表达离散系统的状态空间描述。0.2+0.1z1z20.2.(1+2.5.z1).(12.z1)H(z)==x(k+1)=A.x(k)+B.r(k)y(k)=C.x(k)+D.r(k)-2-1-指205454836x2x4x2x1200-1012345601234567kkz方程。x1(k)、x2(k)、x3(k)、x4(k)所对应的序列表达式-2-1-指x3(k)＝0+106(k-1)+116(k-2)x64200k123560k123x00k1230k123x864212123k5678500x0k1230k123方程。-2-1-指迭代法求解差分方程计算过程kk<001234x(k)02001801701600析。根据自动控制理论，连续系统稳定的充要条件是系统传递函数的特征根全部位于s域左半平面，而对离散系统稳定的充要条件是系统脉冲传递函数的特征[指导信息]:参见2.2.2连续系统的分析和设计方法系统的动态特性可通过多项性能指标来描述，常 -2-1-r(k)+-控制器p(k)被控对象析。因为2.5(10.6z1)0.2z1(1+0.8z1)0.5z1(1+0.8z1)，所以D(z).G(z)=1+0.5z1.(1z1)(10.6z1)=(1+0.5z1)(1z1)(1z1)2ssKvmzz则ee(k)=ssKv-2-1-指第3章数字控制器的设计与实现1.简述数字控制器近似设计与解析设计法的设计-2-1-G(z)=G(G(z)=G(s)1z1指和梯形变换法求出相应的脉冲传递函数，设采样周期法。=TTs=.21z1s=.T1+z12TT3333====TT=83148-2-1-指225==0.10.13变法和带保持器的阶跃响应不变法求出相应的脉冲传1[指导信息]:参见3.2.2零极点匹配法和3.2.3等效零极点匹配法(略)。~……法和梯形变换法求出相应的D(z),要求将表达式整理-2-1-指[指导信息]:参见3.2.1积分变换法和3.3.2数字PID控制算法。-2-1-指比例度法、扩充响应曲线法、归一参数法和经验整定扩充临界比例度法在闭环系统中进行，在整定过扩充响应曲线法通过开环实验获得对象的动态特 -2-1-主要的改进包括积分项的改进、微分项的改进、串接滤波单元：基于连续系统传递函数的数字滤阶跃信号、单位速度信号激励下，按最少拍随动系统最少拍随动系统的设计。跃信号激励下:-2-1-指b=1(z)z1D(z)==G(z).Ge(z)G(z).Ge(z)D(z)==(1+10.80.60.40.2024082408k1864200246k8210-140284028k18642024082408k-2-1-指k:k:0123456r(k):1e(k):0.000p(k):0.432y(k):1.000711111.0000.0002.000-0.2590.0001.0000.0000.000-2.0000.1561.0001.00010.0000.0001.200-0.0931.0001.000110.000-0.7201.000)在单位速度信号激励下:ee-2-1-指eD(z)==G(z).Ge(z)G(z).Ge(z)D(z)==555k5k42005051000k5500505k:01234567r(k):01234567e(k):0.0001.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000-2-1-指p(kp(k):0.0004.000-2.0002.400-0.2401.3440.3940.964y(k):0.0000.0002.0003.0004.0005.0006.0007.000信号、单位速度信号激励下，按最少拍随动系统设计少拍随动系统的设计。跃信号激励下:zz子和(1+1.5z1)；G(z)分母和R(z)均有e-2-1-===b=1.5.ab=0.6ee(z)z1D(z)==G(z).Ge(z)G(z).Ge(z)10.502408240810k0.20.10-0.1024k024kk:0121024082408k10.50240862408k345-2-1-指667r(k):11111111e(k):1.0000.600-0.000-0.000-0.000-0.000-0.000-0.000p(k):0.2000.000-0.000-0.1800.0000.042-0.000-0.004y(k):0.0001.0001.0000.4001.0001.0001.0001.000)在单位速度信号激励下:ee(参考MATLAB命令：-2-1-指))e550240862408k024601024601024068102406k550204682046k:067r(k):0671122334455-2-1-指e(ke(k):0.0001.0000.9600.0000.000p(k):0.051y(k):4.0000.0000.0000.0590.0005.0000.0000.5200.0580.0006.0000.000-0.2680.0581.0407.0000.1293.000 [指导信息]:参见3.4.3最少拍无纹波随动系统的设跃信号激励下:-2-1-'(0.6*a)=b');)将上面两式代入，可求出数字控制器的脉冲传递Φ(z)D(z)==100042086k840242086k8402110002468642800246864280kk注意：按最少拍无纹波随动系统设计方法，kk注意：按最少拍无纹波随动系统设计方法，-2-1-k:01234567r(k):11111111e(k):0.0001.0000.3750.0000.0000.0000.0000.000p(k):0.0001.250-0.5000.0000.0000.0000.0000.000y(k):1.0000.0000.6251.0001.0001.0001.0001.000)在单位速度信号激励下:-2-1-(a=(2+c)(参考MATLAB命令：-c');)将上面两式代入，可求出数字控制器的脉冲传递D(z)=-2-1-5502408240810k1240082400810k3102550002460024681024600246810kkk注意：按最少拍无纹波随动系统设计方法，p(k)k:01234567r(k):01234567e(k):0.0001.0000.5160.001-2-1-0.0010.0010.0020.0020.002p(k):0.0002.9680.0620.7500.7500.7500.7500.750y(k):0.0000.0001.4842.9993.9994.9985.9986.998跃信号激励下:12.z1(1+1.5z1)(1+0.1z1)(|(z)=1Ge(z)=az1(1+1.5z1)(1+0.1z1)(1+bz1)(参考MATLAB命令：将上面两式代入，可求出数字控制器的脉冲传递D(z)=Φ(z)G(z)Ge(z)100246024k00-0.1024024k1024082408k1024082408kk:01234567r(kr(k):11111111e(k):1.0000.0000.0000.6360.0000.0550.0000.000p(k):0.1820.000-0.000-0.1450.0000.022-0.000-0.000y(k):0.0001.0001.0000.3641.0000.9451.0001.000)在单位速度信号激励下:(|(z)=1Ge(z)=az1(1+1.5z1)(1+0.1z1)(1+bz1)(参考MATLAB命令：[a,b,c,d]=solveabdabadc将上面两式代入，可求出数字控制器的脉冲传递D(z)=Φ(z)G(z)Ge(z)86420240240k100246024k00246810kk86420240240k-2-1-指指k:k:01234567r(k):60172345e(k):0.0001.0001.0210.0920.0000.0000.0000.000p(k):0.0000.489-0.2100.0950.0580.0580.0580.058y(k):0.0000.0000.9792.9084.0005.0006.0007.000)在三个阶跃信号激励下:1Φ(z)1.25.(10.4z1)D(z)==321005101520250k1005101520250k-2-1-指1005101520250321005101520250k64200202502025k100-10202502025k10-105101520250k644200202502025k(2)在三个单位速度信号激励下:Φ(z)2.968.(10.4z1)(1-0.578z1)D(z)==-2-1-644200515051520k10-10515051520k8260400005k15205005k1520Φ(z)2/11.(10.6z1)(10.2z1)D(z)==321005101520250k1005101520250k-2-1-指00-0.105101520250321005101520250kΦ(z)296/605.(193/148z1)(10.6z1)(10.2z1)D(z)==64200202502025k10-105101520250k0005101520250k864200202502025k 行实现法和并行实现法的实现框图和相应的输出方程-2-1-+++3D1(z)=、D2(z)=现框图与算法。(1)对D1(z)，采用直接式1和直接式2的实现+x2-2-1-23+++(2)对D2(z)，采用直接式1和直接式2的实现+x2〈-2-1--2-1-指第4章控制系统中的计算机及其接口技术[指导信息]:参见4.1.1工业控制计算机的特点和结对工业控制计算机的要求主要体现在其所具有特。基于PC机工业控制计算机其结构与普通PC机不同之处是前者在机械结构、元器件选用和电源配置等2.工业控制中的嵌入式系统可选择哪些设计模 嵌入式系统的设计通常与其架构有关，通常有基于片上系统(SoC:SystemonChip)、系统级封装 指[指导信息]:建议利用网络资源查阅有关资料。提示：可查阅有关微控制器厂商的网站，了解目[指导信息]:利用网络资源查阅有关资料。提示：可查阅某工业控制计算机厂商的网站，了6.接口技术中有哪些数据传输的方式？各有什么 -2-1-指根据定时和协调的不同要求，数据传输的实现有直接传输、程序查询、定时查询、中断传输和DMA人机交互接口、存储设备接口和通信接口。按接口的数据传输特征进行分类，有并行接口和串行接口；按接口和总线连接部件的技术特征可分为芯片级总线、板级总线(也称系统总线)和通信总线(也称外部总线)。 提示：可通过传输方式、传输速率、传输距离、信号类型、连接方式、能否组网、应用情况等方面来 -2-1-指提示：可通过总线结构、时序、传输速率、传输 FCS中，形成最底层的控制网称为Infranet。Infranet的网络连接现场节点包括控制现场的传感器、HMI监控器)等。Infranet可与企业内部网Intranet相连，实现企业内部管理、网Internet相连，实现企业之间的信息交流。最终可字通信；(2).互操作性和互换性；(3).传输介质的多样化；(4).适应性和可靠性等。-2-1-指 交互及其要求。主要包括可理解性和易操作性。可理解性包括确定性、关联性、层次性、一致性等要素。易操作性包 指第5章计算机控制系统中的过程通道变送器。输出标准信号的传感器通常称为变送器。变送器有较2.变送器输出的信号通常为多少？变送器与输入 器。通用的标准信号为直流电流4~20mA或直流电压1~5V等。另外，对智能变送器还能输出规范的数字信号。变送器信号的传输连接方式通常有四线制、或检测器(Sensor)，也可以是一种执行器(Actuator)，-2-1-指或者是两种的组合，它可以作为信息系统与外界联系 步进电机。提示：可通过结构和工作原理、控制精度、矩频特性、过载能力、成本等方面比较。伺服电机及其构成的伺服系统，特别是交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机，在控制性能要求不是很高的场合可变频器主要用于实现电机的变速运行。电动执行器(也称电动力执行机构)接受来自调节器、工控机、DCS、计算机等仪表系统的控制信号，变成位移推力-2-1-导[息导信息]:参见5.2.1控制系统中的信号种类及特表52信号类型和处理要求。7.什么是信号调理？输入通道中的信号调理包括[指导信息]:参见5.2.1控制系统中的信号种类及特信号调理(SignalConditioning)是指将敏感元件检数字量输入通道中的信号调理主要包括消抖、滤雷(Gray)码特点是数值上大小相邻的编码，在-2-1-指逻辑上也相邻。逻辑上相邻的编码仅有1位不同，这样可保证按数值大小递增递减变化时，输出逻辑上相邻的编码，不会出现多于1位的码同时变化，这样可处理方式。 处理方式。主要性能指标有(1).接口特性(Interfacing)；(2).处理方式。-2-1-指12.某水箱水位正常工作时的变化范围为0cm~ [指导信息]:参见5.2.3模拟量信号处理方式和5.1.1输出结果(2V/5V*255)。若采用了采样保持器后，理论上输入信号的频率最高[指导信息]:参见5.2.4数据采集的原理和实现。指理论上输入信号的频率最高可为最大采样频率f=1＝100kHz。sMAXtA/D数据采集的原理和实现。数字信号数据选择器/多路开关数据输出选择控制数据采集的原理和实现。-2-1-指模拟信号数据滤波采样保持滤波采样保持(1)放大选择控制AA/D转换16.开关量的功率驱动有哪些器件？各有什么特 道中的开关信号驱动。开关量的功率驱动可以由晶体管、场效应管或集 道中的模拟信号驱动。主要性能指标有分辨率、线性度、转换精度、建立时间、温度系数、电源抑制比、输入形式、输出形-2-1-指出通道中的模拟信号驱动。时的输出电流(10mA)，再计算加热器接受电流信号后的输出功率((10-4)/16*8kW)。出通道中的模拟信号驱动。输出到D/A芯片的二进制数为提示：可参考图563直流伺服电机驱动电路框-2-1-指 结合步进电机驱动时序，参考表517THB6064引脚的功能描述和图571THB6064的应用电路，可-2-1-指第6章控制系统的可靠性与抗干扰技术念。控制系统的可靠性通常是指在一定条件下，在规定时间段完成规定功能的能力。可靠性的概念有两层含义：一是系统在规定的时间内尽可能减少错误和故2.错误(Error)和故障(Failure)有何区别？如何 念。瞬时性的、功能上出现偏差的异常状态，称之为错误，错误不经停机修理也可恢复到正常工作状态； -2-1-指念。早期故障的发生是由于元器件质量差，软件、硬件设计欠完善等“先天不足”原因所造成的。应对的耗损故障的发生是由于元器件使用寿命已到所致。应对的策略有：预先更换寿命将到期的元器件，偶发故障是随机的，通常发生于早期故障和耗损故障之间，在故障发生后，需进行应急维修。应对的并非指电与磁之间的兼容，而是指在不损害信号所含信息的条件下，信号和干扰能够共存的程度。国际电工委员会(IEC)对EMC的定义是：设备或系统在其电-2-1-指磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不电磁兼容实际有两方面的含义，一方面是设备或系统本身不应对周围其他设备或系统造成不能承受的噪声的发生(即有噪声源的存在)、噪声的接收(即 .3噪声的分类和耦合方式。噪声的分类有按噪声产生的位置、原因、传导模-2-1-指噪声的分类和耦合方式。串模噪声又称差动噪声、常模噪声、横向噪声、线间感应噪声或对称噪声等，串模噪声与有用信号串串模噪声往往较难清除，当噪声的频率范围与有共模噪声又称地感应噪声、纵向噪声或不对称噪声。共模噪声同时叠加在输入信号两端，只要线路处对有用信号产生影响。抑制共模噪声的方法较多，如隔离、屏蔽、接地 [指导信息]:参见6.1.4控制系统可靠性设计的基本-2-1-指4.采用可靠性技术。耦电路。相同之处：两者都是利用滤波技术来抑制干扰；不同之处：滤波通过提供一低阻抗的通路来抑制来自信号处理电路和通过电源串入的干扰；去耦电路(也称退耦电路)主要抑制共用电源内阻上由于尖峰电流 离与屏蔽技术。隔离技术就是切断噪声源与受扰体之间噪声通道切断通过阻抗进行耦合的可能。具体的隔离方式有光-2-1-指与大地连接，以切断通过空间的静电耦合、感应耦合或交变电磁场耦合形成的电磁噪声传播途径。屏蔽可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽三类。在控制系统中，采用双绞线可有效地抑制信号传输过程中的电 。数字滤波方法主要有两类，一是基于程序逻辑判断的方法，二是基于模拟滤波器的方法。前者以逻辑中值法、抑制脉冲算术平均法和递推平均滤波法等。后者以模拟滤波器的传递函数为基础，采用离散化方写出图6-32所示串行输入输出接口电路的开机自检程-2-1- 故障诊断。结合图632可进行自检的串/并转换输入输出接和CLK发送一系列数据至74HC595，再移位至74HC165中，最后通过S_OUT和CLK接收来自-2-1-指第7章控制系统的组态软件及其特点。特点有通用性、扩展性、可维护性、可移植性、 的功能。 普通工程人员通过短期培训就能迅速掌握多数工程项-2-1-指 SMCGS软件系统包括组态环境和运行环境两个部S用户组态生成的结果存放在扩展名为.MCG的工程文件中，工程文件又称为组态结果数据库。运行环境是持，它按照工程文件指定的方式进行各种处理，完成运行环境与组态结果数据库一起作为一个整体，构成用户应用系统。一旦组态工作完成，运行环境和组态结果数据库可以离开组态环境而独立运行在监控运行环境由工程师设计建立；运行环境由操作人-2-1-指MCGS组态软件所建立的工程由主控窗口、设备每一部分可分别进行组态操作，完成不同的工作。用户组态生成的结果存放在文件的后缀名(扩展名)为.MCG的工程文件中，工程文件又称为组态结果数MCGS主控窗口是整个工程结构的主框架，可在该窗口里建立菜单系统，创建各种菜单命令，展现整个系统的总体面貌，以及设置系统运行流程及特征参 -2-1-指设备窗口建立了系统与外部硬件设备的连接关系，使系统能够从外部设备读取数据并控制外部设备在设备窗口下的组态操作有：选择构件、设置属 MCGS用户窗口下主要完成设计运行环境下的人机交互界面。运行环境下的人机交互界面由一系列的等属性(需要注意的是“用户窗口”一指MCGS工程有人机交互界面都是由一个或多个用户窗口对象组合各种图形对象，通过对图形对象的组态设置，建立与-2-1-指和报警属性，其中基本属性包括对象类型(开关型、数注释内容、初值和取值范围等；存盘属性包括是否需要存盘、定时保不同类型的数据对象，属性不同，用途也不同。组对象只是在组态时对某一类对象的整体表示方法，实际。11.MCGS组态软件中的实时数据库包含了哪些内名是什么？实时数据库是工程各个部分数据交换和处理的中-2-1-指据，用对象变量代替传统意义上的值变量，通过数据库技术管理所有数据对象的集合而形成了实时数据库。名文件后缀名为.MDB。运行策略窗口主要完成工程运行流程的编写和各种功能构件选用(如数据提取、历史曲线、定时器、配实现对系统运行流程自由控制所组态生成的一系列功语言编写的脚本程序来实现对系统运行流程及设备的“循环策略”为系统固有的三个策略块，另外，还有-2-1-指根据需要自行定义，每个策略都有自己的专用名称，MCGS系统的各个部分通过策略的名称来对策略进行编程语言编写的程序。主要用于编制各种特定的流程[指导信息]:建议利用网络资源，查阅各组态软件开发商网站(参考附录)，了解组态软件的发展概况。-2-1-指1.DCS控制系统是在什么控制系统的基础上发展DCS是在传统过程控制系统的基础上发展起来2.DCS可分为哪几层结构？每层的主要功能是什 集中操作监控层、综合信息管理层，并通过通信网络在分散过程控制层中，通信网络将控制器与I/O单元，以及与现场仪表、传感器、执行器连接起来，该网络具有实时性、互换性、互操作性和本质安全，-2-1-指集中操作监控层与分散过程控制层之间的大多都实时性和可靠性，较高的数据传输速率，并有一定传综合信息管理层内部以及与集中操作监控层之间可采用企业内部网Intranet技术，在安全性保障的前一个控制站可以有上千个控制点，它的可靠性和安全操作站有时也称操作员站，通常由安装监控软件的PC机或工控机组成，可配置专用的操作键盘和鼠标或触摸屏。操作站的主要作用是实现对系统运行的-2-1-指监视和运行参数的设置。操作站通常提供丰富的人机工程站也称工程师站、工程工作站，通常由安装组态软件和系统开发环境的高性能PC机或工控机组成。工程站的主要作用是为设计人员提供工程设计、系统扩展或维护修改的操作平台。在工程工作站上，工程设计人员完成系统设计、调试、维护和诊断等工JX-300XP通过SCnetII过程控制网最多可连接个控制区域。控制站以主控制卡为核心部件。一个控制站可以配置一对互为冗余的主控制卡，一对冗余的-2-1-指一个控制区域允许配置的I/O信号点数最多达15×C四重冗余设计。每个机柜、每个每个I/O都有冗余的单元或外部线路出现故障时，仍能保证系统的正常供等之分，这些接地分类汇总后，最终与总接地板联结-2-1-指接入大地，系统接地桩应与其他大电流或高压设备的接入点保持大于5米的距离，与避雷地桩之间的距离软硬件的核心，协调控制站内软硬件关系和各项控制任务。它是一个智能化独立运行的计算机系统，可以主控制卡采用双微处理器结构，协同处理控制站的任务，具有较好的实时性、可靠性和自诊断功能；数据转发卡(卡编号为XP233)是I/O机笼的核心-2-1-指1~8个数据转发卡(即连接1到8个I/O单元机笼)，IO卡件一览表的信息，关注典每个控制站包括两块互为冗余主控制卡。同一块-2-1-指主控制卡有两个网络端口，享用相同的主机号和两个不同网络号。操作员站、工程师站也有两块互为冗余的网卡，享用相同的一个主机号和两个不同网络号。或高层信息管理网(Intranet)用于大容量文件的高-2-1-指信息交换，后者实现主控制卡与数据转发卡之间的信 SCKey组态软件用于控制系统的硬件配置；SCControl图形化组态软件和SCLangC语言组态软件用于设计各种控制算法；SCDraw流程图软件和-2-1-指第9章计算机控制系统的解决方案[指导信息]:参见第9章计算机控制系统的解决方案制定计算机控制系统解决方案的主要任务有全面了解被控对象的特点和控制目标的要求，还需要考虑诸多因素，如技术的先进性和成熟性、结构的适应性和可靠性、开发和维护人员的应用水平、设备和器件2.基于嵌入式系统的解决方案有哪些特点和适应特点。基于嵌入式系统的解决方案特点在于系统的控制单元、执行单元、反馈单元与被控对象高度融合，用这种解决方案非常适用于批量生产的自动控制产品。作为批量生产的产品，在可靠性、适应性、可维-2-1-指护性、成本、体积、功耗等都会有特殊的要求，需要有经验丰富的嵌入式系统开发人员及其开发环境的支洗衣机。通过收集资料，结合某个应用系统，提出基特点。基于智能控制仪表的解决方案是以智能控制仪表为控制核心，利用其集成的基本输入输出通道和简单的数码显示装置，配置通用的传感器和执行器，通过手动或上位机设置控制参数，提供或通过上位机进行-2-1-指智能控制仪表结构紧凑、安装方便、配置容易、操作简单、通用性强、技术成熟，广泛应用于工业自适应场合：以模拟信号控制为主的单一变量或小