计算机控制系统习题参考答案--第3章

第3章工业控制计算机—习题参考答案1思考题与习题3-1工业控制计算机有什么主要特点?有哪几种主要类型?工业控制计算机的主要特点(1)可靠性高(2)实时性好(3)环境适应能力强(4)输入和输出模板配套好(5)系统通信功能强(6)系统开放性和扩充性好(7)控制软件包功能强(8)后备措施齐全，具有冗余性工业控制计算机的主要类型(1)通用型IPC(2)工业总线工控机(3)DCS现场控制站(4)智能程控仪表和总线型测控仪表(5)嵌入式工控机(6)PLC(7)单元式控制器。3-2何谓总线？何谓总线标准？总线是连接一个或多个部件的一组电缆的总称，通常包括地址总线、数据总线和控制总线。总线标准是指芯片之间、插板之间及系统之间，通过总线进行连接和传输信息时，应遵守的一些协议与规范。总线标准包括硬件和软件两个方面，如总线工作时钟频率、总线信号线定义、总线系统结构、总线仲裁机构与配置机构、电气规范、机械规范和实施总线协议的驱动与管理程序。3-12RS-232C和RS-485是什么总线？试对两者进行对比。RS-232C、RS-485为串行总线。RS-232C接口为非平衡型，每个信号用一根导线，所有信号回路共用一根地线。信号速率限于20kbit/s内，电缆长度限于15m之内。其电性能用±12V标准脉冲，并采用负逻辑。RS-485接口采用二线差分平衡传输，其一根导线上的电压是另一根导线上的电压值取反。还具有比RS-232C更长的距离、更快的速度以及更多的节点。RS-485更适用于多台计算机或带微控制器的设备之间的远距离数据通信。RS-232C和RS-485之间的转换可采用相应的RS-232C/RS-485转换模块。第3章工业控制计算机—习题参考答案23-14IPC工业控制机在结构上与普通PC机有何不同？工业环境等应用现场的条件相对恶劣，最常见的问题是粉尘、辐射、电磁场干扰和高温等。在一些特殊的应用场合，例如地层下施工或坑道内，还要求有防潮、防震、抗冲击等能力。IPC工业控制机是控制系统的核心部件，应当能适应上述基本的环境要求。IPC结构包括下列各项：①19in标准工业机箱（符合IEARS-310）：全钢结构，适合工业环境，具有防电磁干扰能力。②ISA总线或PCI总线兼容的无源总线底板：有6槽、8槽、12槽、14槽、20槽几种。③磁盘驱动器框架：能容纳1个软盘、1个硬盘、1个CD-ROM驱动器。④双冷却风扇：分别安装在前面板及后面板电源单元中，由于前风扇为进风，后面风扇为排风，在设计上使得进风量大于排风量，从而保证了机箱内的正压力，防止灰尘侵入，防止腐蚀性气体进入。⑤前风扇处安装有可拆卸式过滤罩：用于空气过滤。⑥防尘和保证运行安全的带锁门：在前面板安装一个带锁门，门内装有磁盘驱动器、电源开关、复位开关和指示灯。平常工作时将门关闭，锁好，以防止灰尘侵入，对磁盘工作予以保护，同时也防止了他人的误动作影响主机的运行，保证了运行的安全。⑦防振可调节夹钳：可调节上下高度，带有橡胶缓冲体，用于模板压紧，提高抗振能力。⑧指示灯：1个LED指示电源上电（绿色），1个LED指示键锁状态（Keyboard-Lock），一个LED指示硬盘驱动器在工作（红色）。⑨开关：电源开关（ON/OFF），复位开关（RESET），键锁开关（Keyboard-Lock)。⑩喇叭：阻抗8Ω。⑩供电电源：有200W、250W、300W等工业开关电源，输出+5V，30A；5V，0.5A；+12V，12A；12V，0.5A四种规格直流电压。它具有过功率和短路保护功能，当功率超过300～400W时，电源自动保护。输入电压为ACl70～240V，输入频率为47～63Hz。3-15DCS现场控制站结构上有何特点？通常有哪几个部分组成？DCS现场控制站是DCS系统的核心部分，接受工程师站的初始下装数据，完成数据采集、工程单位变换、控制运算、控制输出，通过监控网络将数据和诊断结果传到系统数据库等功能。现场控制站内大部分采用分布式的结构。DCS现场控制站由主控单元、智能I/O单元、总线与通讯接口、电源单元和专用机柜等部分组成。为确保控制系统的实时性、安全性和可靠性，现场控制站内部的很多部件都采用冗余配置。