计算机控制系统中的实时性、在线方式与离线方式的含义是什么?为什么在计算机控制系统中要考虑实时性?答:实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来时间作出反应的特性在线方式: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作相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。计算机控制系统中要考虑实时性主要由于以下两个因素:其一,根据工业生产过程出现的时间能够保持多长的时间;其二,改时间要求计算机在多长的时间以内必须做出反应,否则,将对生产过程造成影响甚至造成损害。计算机控制系统有哪几种典型形式?答:1、操作指导控制系统2、直接数字控制系统3、监督控制系统4、集散控制系统5、现场总线控制系统6、PLC+上位机系统什么是工业控制机?它们有哪些特点?答:工业控制机是应用在国民经济发展和国防建设的各个领域,具有恶劣环境适应能力,能长期稳定工作的加固型计算机。其特点有:1、可靠性高2、实时性好3、环境适应性强4、模块化设计,完善的I/O通道5、系统扩充性好6、系统开放性好7、控制软件包功能强计算机内部总线可分为几类?答:1、数据总线2、地址总线3、控制总线4、电源线和地线常见的工业控制计算机体系结构有哪几种?答:1、STD总线2、ISA总线3、PCI总线4、PC/104总线PCI总线的主要优点是什么?答:1、高性能2、通用性好3、低成本4、使用方便A/D转换器的主要性能指标有哪些?答:1、转换时间:指完成一次模拟量到数字量转换所需要的时间2、分辨率:表示A/D转换器输出数字量最低位变化所需输入模拟电压的变换量3、线性误差:在满量程输入范围内,偏离理想转换特性的最大误差4、量程:所能转换的输入电压范围5、对基准电源的要求计算机与模拟量输入接口交换信息有哪几种控制方式?答:计算机与模拟量输入接口交换信息常用方式有:程序查询式、延时采样方式、中断方式和DMA方式。模拟量输入通道由哪几部分组成?答:模拟量输入通道一般由I/U变换、多路转换器、程控放大器、采样/保持电路、A/D转换器,接口及控制逻辑等组成。隔离放大器有几种形式?各有何特点?答:1、变压器耦合隔离放大器2、光耦合隔离放大器一个8位的A/D转换器,孔径时间为100微秒,如果要求转换误差在A/D转换器的转换精度(0.4%)以内,求允许转换的正弦波模拟信号的最大频率是多少?答:Hzf36.6101010024.026常用的数字滤波方式有哪几种?答:1、程序判断法2、中位值滤波法3、算数平均滤波法4、递推平均滤波法5、加权递推平均滤波法6、一阶惯性滤波法某热处理炉温度变化的范围是0~1350摄氏度,在某一时刻计算机采样并经过AD574(12位精度)转换后的数字量为45AH,请问此刻炉内的温度为多少度?答:1.634)45(21350212AT数字PID控制为什么采用抗积分饱和?怎样防止积分饱和?答:当控制量达到饱和后,闭环控制系统相当于被断开,积分器输出可能达到非常大的数值。当误差最终被减小下来时,积分可能会变得相当大。以至于需要较长时间后,积分才能回到正常值。这种现象使控制量不能根据被控量的误差按控制算法进行调节,从而使控制品质变坏。其中最明显的结果是,系统超调增大,相应延迟。积分饱和纸质常用的方法是积分分离PID控制算法和抗积分饱和算法。说一下采样周期T的选择原则。答:1、采用周期应远小于被控对象的扰动信号的周期,作用于系统的扰动信号频率越高,要求采用频率也要相应提高2、采用周期应比被控对象的时间常数小的多,否则无法反映瞬变过程3、考虑执行器的响应速度4、对象所要求的调节品质5、性能价格比6、计算机所承担的工作量多变量控制器系统解耦的条件是什么?答:多变量控制器系统解耦的条件是:系统的闭环传递函数为对角线矩阵。外部干扰信号的来源可分为哪几种?答:工业控制计算机系统的外部干扰可分为三类:电源干扰、空间干扰、设备干扰干扰信号进入到计算机控制系统的主要耦合方式有哪几种?答:1、静电耦合方式2、电磁耦合方式3、共阻抗耦合方式4、电磁场辐射耦合方式简述空间抗干扰措施。答:1、空间隔离:使敏感设备或信号线远离干扰源2、屏蔽:对敏感电路加屏蔽盒或对信号加屏蔽层3、电气布线:合理地选择信号线,并在施工中正确地敷设信号线来抑制干扰过程通道的干扰是如何产生的?如何对他们进行抑制?答:强烈的干扰往往沿着过程通道进入计算机,其主要原因是过程通道与计算机之间存在公共地线,分为串模干扰和共模干扰两类对串模干扰采取的措施:1、采用输入滤波器2、进行电磁屏蔽和良好的接地3、选择合适的A/D转换器4、使用电流源信号对共模干扰采取的措施:1、采用差分式放大器作为信号前置放大2、采用隔离技术将地电位隔开3、利用浮地屏蔽什么是系统的可靠性,提高计算机控制系统的可靠性有哪些途径?答:可靠性指机器、零件或系统,在规定的工作条件下,在规定的时间内具有正常工作性能的能力。狭义的可靠性指一次性使用的机器、零件或系统的使用寿命。提高系统可靠性的途径:1、采用可靠性设计的准则2、采用冗余结构设计3、采用不易发生故障的硬件设计4、在软件方面采用分散结构设计5、软件容错技术6、指令冗余7、信息冗余8、标准化编程方式常用的抗干扰线缆有哪些?答:双绞线、屏蔽电缆、同轴电缆。工业企业网络的层级结构是如何划分的?答:按网络层次结构,一般可将企业的网络系统划分为三层:以底层控制网为基础,中间为企业内部网,并通过它向连接外部的互联网,形成Internet-Intranet-Infranet的网络结构。工业控制网络和IT计算机网络的主要区别是什么?答:1、控制网络的实时性2、网络结构线状化3、工业环境使用场合4、控制网络的技术特点现场总线的定义是什么?答:国际电工学会IEC61158标准对现场总线的定义是:现场总线是一种用于底层工业控制和测量设备之间连接的数字式、串行、多点通信的数据总线。简述现场总线的技术特点?答:实时性、互操作性、互换性、开放性、现场设备的智能化与功能自治性、经济型、安全性和可靠性。现场总线技术的使用带来了哪些好处?答:1、提高系统的可维护性和可控性2、节省硬件数量与投资3、用户具有高度的系统集成主动权4、提高了系统的准确性和可靠性DCS的核心是什么:答:DDC的数字技术和单元式组合仪表的分布式体系结构是DCS的核心。DCS的现场控制站一般应具有哪些功能?答:现场控制站是DCS的核心,系统主要的控制功能由它来完成。现场控制站的硬件一般采用专门的工业级计算机系统,主要负责与现场I/O设备的通信。现场控制站软件的主要功能是完成对现场的直接控制,包括回路控制、逻辑控制、顺序控制和混合控制等多种类型的控制。组态软件有什么特点?答:组态软件是使用灵活的组态方式,为用户提供快速构建工业自动化控制系统监控功能的软件平台工具,它不仅可以解决人机图形界面问题,而且能支持各种工控设备和常见的通信协议,提供分布式数据管理和网络功能,可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口,进行系统集成。组态软件的基本构成是什么?它的数据处理流程是什么?答:组态软件是由系统开发环境和系统运行环境两大部分组成组态软件通过I/O驱动程序从I/O设备获得实时数据,对数据进行必要的加工。一方面以图形方式直观的显示在计算机屏幕上,另一方面按照组态要求和操作人员的指令将控制数据送给I/O设备,对执行机构实施控制。将需存储信息存储到历史数据库。当发生报警时及时报警,并记录报警的历史信息。简述计算机控制系统设计的原则和一般步骤。答:设计原则:1、满足工艺要求2、安全可靠3、操作、维护与维修方便4、实时性强5、通用性好6、经济效益高一般步骤:1生产工艺和现场环境调研2硬件总体方案设计3软件总体方案设计4系统总体方案等简述计算机控制的总体方案设计的主要内容。答:1、系统主要功能、技术指标、原理性方框图及说明文字。2、控制策略与算法。3、系统的硬件结构与配置,主要的软件功能、结构、平台及实现框图。4、方案的比较与选择。5、抗干扰措施与可靠性设计。6、机柜与机箱的结构与外形设计。7、经费和进度计划的安排。8、对现场条件的要求等。CIM和CIMD的内涵与定义是什么?答:CIM:将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合,并应用于企业产品全生命周期的各个阶段,通过信息集成、过程优化及资源优化,实现物流、信息流、价值流的集成和优化运行,达到人、经营和技术三要素的集成,以加强企业新产品开发的时间、质量、成本、服务、环境,从而提高企业的市场应变能力和竞争力。CIMD:是基于CIM哲理而组成的系统,却确切地说,它是根据CIM哲理,采用集成方法和相关技术具体实现的系统。流程工业有什么特点?为什么要向CIMS方向发展?答:流程工业的大规模、高产量、高能耗、易燃、易爆和重污染以及生产过程的不确定性,使得流程工业的生产监控与管理极为复杂,而市场防线的国际化和用户需求的群体化也对流程工业的经营与决策提出了更高的要求。因此,流程型企业实施CIMS是全面提高企业综合竞争力的需要,也是企业未来发展的需要。此外,在现代工业体系中,流程工业是举足轻重的组成部分。就这一意义而言,在流程工业中推广、应用CIMS也有可能获得更为显著的经济效益和管理效益。流程工业CIMS的总体架构如何构成?答:该结构自上而下分为控制层、监控层、调度层、管理层和决策层。