计算机控制技术复习提纲(偷渡版).doc

计算机控制技术复习提纲 第一章： 计算机控制系统概念及其组成。 计算机控制系统就是利用计算机(通常称为工业控制计算机,简称工控机)来实现生产过程自动控制的系统。 计算机控制系统由计算机（工业控制机）和生产过程两大部分组成。 计算机控制系统的工作原理。 （1）实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入； （2）实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。 （3）实时控制输出：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 （4）信息管理。随着网络技术和控制策略的发展，信息共享和管理也介入到控制系统之中。 在线方式与离线方式。 在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为在线方式或联机方式；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做相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。 实时数据采集、实时控制决策的概念及与计算机系统的关系。 实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入； 实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。 计算机控制系统的典型形式种类与特点。（操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散型控制系统、现场总线控制系统）。 （1）操作指导控制系统 该系统属于 （2）直接数字控制系统（Direct Digital Control System DDC系统属于计算机闭环控制系统。计算机首先通过模拟量输入通道（AI）和开关量输入通道（DI）实时采集数据，然后按照一定的控制规律进行计算，最后发出控制信息，并通过模拟量输出通道（AO）和开关量输出通道（DO）直接控制生产过程。 （3）监督控制系统（Supervisory Computer Control System ) 监督控制中，计算机根据原始工艺信息和其他的参数，按照描述生产过程的数学模型或其他方法，自动地改变模拟调节器或以直接数字控制方式工作的微型机中的给定值，从而使生产过程始终处于最优工况（如保持高质量、高效率、低消耗、低成本等等）。 从这个角度上说，它的作用始改变设定值，又称为设定值控制SPC(Set Point Control). 4）分布式控制系统（Distributed Control System-DCS) DCS采用分散控制，集中操作，分级管理，分而自治和综合协调的设计原则，把系统从上到下分为分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管理级等三级系统，形成分级分布式控制。 （5）现场总线控制系统（Fieldbus Control System-FCS) FCS是新一代分布式控制结构。20世纪80年代发展起来的DCS，其结构模式为“操作站－控制站－现场仪表”三层结构，系统成本较高，而且各厂商的DCS又各自的标准，不能互连。FCS于DCS不同，它的结构模式为“工作站－现场总线仪表”二层结构，完成了DCS三层结构的功能，降低了成本，提高了可靠性，国际标准统一后，可实现真正的开放式互连系统结构。 DDC、SCC、DCS、FCS系统的含义和主要特点。 同上。 第二章： RS-232、RS-485、RS-442、USB总线的特点（电气、物理）与区别。 RS-232 （串行） ： -15V (1)、+15V(0)；电气接口是单端的、双极性电源供电电路。数据传输速率局限于20kb/s，传输距离局限于15m，该标准没有规定连接器，有25和9脚插针。 传送信号只用1根信号线，不能区分由驱动电路产生的有用信号和外部引入的干扰信号。采用高压供电以排除地的干扰。 RS-485：采用平衡差分电路，为半双工工作方式，只采用一对平衡差分信号线来连接，任何时候只能有一点发送数据；可以RS-232：采用平衡驱动和差分接收方法，消除信号地线，数据传输速率比RS-232提升了很多，串口通信最远距离是50英尺。USB总线接口（串行） ： USB1.1：12Mbps，USB2.0：480Mbps。2电源线（5V），2数据线，127个设备 USB1.1：12Mbps，USB2.0：480Mbps。2电源线（5V），2数据线，127个设备，距离5米。具有热插拔功能。 CPU与I/O设备进行数据交换时存在的问题。 CPU与I/O设备数据交换时存在的问题： 1）速度不匹配。I/O设备速度一般比CPU慢许多，因种类 不同，速度差异很大，如硬盘与打印机。 2I/O设备有自己的定时控制电路，以自 己的速度传输数据，无法与CPU 3）