第一篇：《計算機控制技術》的教學改革

《計算機控制技術》的教學改革

計算機控制技術課程是我校電氣自動化專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，課程的特點是實踐性強、與專業(yè)基礎課密切相關，它涉及的基礎理論和知識面較廣，涉及電子技術、自動控制技術、計算機應用技術等基礎知識。計算機控制技術課程教學內容多、信息量大,在計算機控制技術課程的教學中，建立起一套包括理論講授、計算機輔助教學、實踐教學和學術討論相結合在內的全方位的課程教學改革新體系，利用多種教學方法和手段，充分調動起教師和學生兩方面的積極性，提高教學質量和教學效果成為本門課程的基本教學改革思路。

1改革教學內容，提高教學質量

以課程教學大綱為依托，根據專業(yè)的實際需要，精選出教學大綱中的重點內容，重點講授控制系統(tǒng)的基本概念、基本原理和基本方法，并且講深講透。

2改革傳統(tǒng)教學手段，增強教學效果

采用現代教育技術和傳統(tǒng)教學手段相結合，充分利用現代信息技術，大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用。目前，現代電化教育手段和多媒體技術等手段已全面引入各專業(yè)的教學，教師在課堂上采用多媒體這一先進的教學手段，大大提高了課堂教學質量。

在教學手段上，開發(fā)了相關計算機輔助教學軟件，將傳統(tǒng)教學方法與多媒體、網絡教學、幻燈錄像等現代化的手段相結合，互相彌補，使教學內容形象直觀，易于理解，使教學過程更生動鮮明，更符合學生的年齡特征和思維特點，提高了教學效率，突出課程了重點和難點，更激發(fā)了學生學習的主動性。

3加強實踐教學環(huán)節(jié)，增強學生的動手能力

學生從課本上、書本上學到的東西，都是從千變萬化的事物中歸納出來的。特別是計算機控制技術，它是一門實踐性很強的課程，學生對新知識的理解，僅僅通過課堂講解還很不夠，還必須通過實踐教學這一環(huán)節(jié)，使學生對知識有一個感性的認識。實踐教學是提高學生創(chuàng)新精神和能力的重要途徑。

在《計算機控制技術》課程的教學改革過程中，通過以上幾個方面的努力，很好地培養(yǎng)了學生的專業(yè)興趣，增強了學生的創(chuàng)新意識，提高了學生的動手能力和實際應用能力，在教學實踐過程取得了較好的教學效果。

第二篇：計算機控制技術

一、填空題

1、所謂自動控制，就是在沒有人直接參與的情況下，通過控制器使生產過程自動地按照預定的規(guī)律運行。

2、計算機控制系統(tǒng)的工作原理的三個步驟：實時數據采集、實時控制決策、實時控制輸出

3、實時性：是指工業(yè)控制計算機系統(tǒng)應該具有的能夠在限定時間內對外來事件作出反應的特性。

4、計算機控制系統(tǒng)有哪幾種典型類型：OIS、DDC、SCC、DCS、FCS、PLC5、工業(yè)計算機有哪些特點：可靠性高、實時性好、環(huán)境適應性強、模塊化設計，完善的O/I通道、系統(tǒng)擴充性好、系統(tǒng)開放性好、控制軟件包功能強。

二、作圖題

1、作出計算機控制系統(tǒng)的組成框圖

2、作出計算機制導控制系統(tǒng)（OIS）的系統(tǒng)框圖

三、問答題

1、計算機總線大致可分為幾類？其內部總線又可分為幾類？

2、簡述smith預估控制的基本思想。

3、常見的工業(yè)控制計算機總線體系結構有哪幾種？

4、什么是數字濾波？常用的數字濾波有哪些方法？

5、工業(yè)控制計算機系統(tǒng)的干擾來源有哪幾類？各類干擾又有哪些具體形式？

6、現場總線的定義是什么？

四、論述題

1、論述DCS、FCS各自的含義是什么？

五、計算題

關于PID控制，要求：

1、寫出模擬PID控制器的控制規(guī)律及其傳遞函數。

2、推導出位置式數字PID的控制算式。

3、推導出增量式數字PID的控制算式。

關于模糊控制

六、設計題

現要求用80C51單片機處理A、B、C三個輸入信號，其中A為0-20V的交流信號，B為0-10mA的直流電流信號，C為0/24V的直流電壓開關信號，要求得到A、B信號的幅值及C信號的狀態(tài)。其中ADC采用ASC0809。請補充必要的電子元器件，并將元器件正確連接（可用網絡符號）。

提示：交流信號？整流，開關

第三篇：計算機控制技術

《計算機控制技術》課程綜述

09熱工一班姚躍輝200910610118

計算機控制是自動控制理論與計算機技術相結合而產生的一門新興學科，計算機控制技術是隨著計算機技術的發(fā)展而發(fā)展起來的。自動控制技術在許多工業(yè)領域獲得了廣泛的應用，但是由于生產工藝日益復雜，控制品質的要求越來越高，簡單的控制理論有時無法解決復雜的控制問題。計算機的應用促進了控制理論發(fā)展，先進的控制理論和計算機技術相結合推動計算機控制技術不斷前進。近年來，隨著計算機技術、自動控制技術、檢測與傳感器技術、網絡與通信技術、微電子技術、CRT顯示技術、現場總線智能儀表、軟件技術以及自控理論的高速發(fā)展，計算機控制的技術水平大大提高，計算機控制系統(tǒng)的應用突飛猛進。利用計算機控制技術，人們可以對現場的各種設備進行遠程監(jiān)控，完成常規(guī)控制技術無法完成的任務，微型計算機控制已經被廣泛地應用于軍事、農業(yè)、工業(yè)、航空航天以及日常生活的各個領域。可以說，21世紀是計算機和控制技術獲得重大發(fā)展的時代，大到載人航天飛船的研制成功，小到日用的家用電器，甚至計算機控制的家庭主婦機器人，到處可見計算機控制系統(tǒng)的應用。計算機控制技術的發(fā)展日新月異，作為現代從事工業(yè)控制和智能儀表研究、開發(fā)及使用的技術人員，必須不斷學習，加快知識更新的速度，才能適應社會的需要，才能在工業(yè)控制領域里繼續(xù)邀游。計算機控制系統(tǒng)是應用計算機參與控制并借助一些輔助部件與被控對象相聯(lián)系，以獲得一定控制目的而構成的系統(tǒng)。這里的計算機通常指數字計算機，可以有各種規(guī)模，如從微型到大型的通用或專用計算機。輔助部件主要指輸入輸出接口、檢測裝置和執(zhí)行裝置等。與被控對象的聯(lián)系和部件間的聯(lián)系，可以是有線方式，如通過電纜的模擬信號或數字信號進行聯(lián)系；也可以是無線方式，如用紅外線、微波、無線電波、光波等進行聯(lián)系。被控對象的范圍很廣，包括各行各業(yè)的生產過程、機械裝置、交通工具、機器人、實驗裝置、儀器儀表、家庭生活設施、家用電器和兒童玩具等?？刂颇康目梢允鞘贡豢貙ο蟮臓顟B(tài)或運動過程達到某種要求，也可以是達到某種最優(yōu)化目標。

計算機控制系統(tǒng)就是利用計算機（通常稱為工業(yè)控制計算機）來實現工業(yè)過程自動控制的系統(tǒng)。在計算機控制系統(tǒng)中，由于工業(yè)控制機的輸入和輸出時數字信號，而現場采集到得信號或送到執(zhí)行機構的信號大多是模擬信號，因此與常規(guī)的按偏差控制的閉環(huán)負反饋系統(tǒng)相比，計算機控制系統(tǒng)需要有莫屬轉換器和數模轉換器這兩個環(huán)節(jié)。

計算機把通過測量元件、變送單元和模數轉換器送來的數字信號，直接反饋到輸入端與設定值進行比較，然后根據要求按偏差進行運算，所得到數字量輸出信號經過數模轉換器送到執(zhí)行機構，對被控對象進行控制，使被控變量穩(wěn)定在設

定值上。這種系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。

計算機控制系統(tǒng)由工業(yè)控制機和生產過程兩大部分組成。工業(yè)控制機硬件指計算機本身及外圍設備。硬件包括計算機、過程輸入輸出接口、人機接口、外部存儲器等。軟件系統(tǒng)是能完成各種功能計算機程序的總和，通常包括系統(tǒng)軟件跟應用軟件。

（1）數據采集系統(tǒng)

在這種應用中，計算機只承擔數據的采集跟處理工作，而不直接參與控制。它對生產過程各種工藝變量進行巡回檢測、處理、記錄及變量的超限報警，同時對這些變量進行累計分析和實時分析，得出各種趨勢分析，為操作人員提供參考。

（2）直接數字控制系統(tǒng)

計算機根據控制規(guī)律進行運算，然后將結果經過過程輸出通道，作用到被控對象，從而使被控變量符合要求的性能指標。與模擬系統(tǒng)不同之處在于，在模擬系統(tǒng)中，信號的傳送不需要數字化；而數字系統(tǒng)必須先進行模數轉換，輸出控制信號也必須進行數模轉換，然后才能驅動執(zhí)行機構。因為計算機有較強的計算能力，所以控制算法的改變很方便。

微型計算機控制技術是一門跨學科以及應用性、技術性、綜合性都很強的專業(yè)技術課程，要求具備較強的自動控制理論、微型計算機原理、模擬電子技術、數字電子技術等專業(yè)基礎知識。通過學習，要求掌握計算機控制系統(tǒng)的控制原理和分析設計方法，具備基本的設計技能，能夠設計出簡單的計算機控制系統(tǒng)。學習該課程對我們工科專業(yè)的學生是十分重要而有用的。

09熱工(1)班姚躍輝

第四篇：計算機控制技術學習體會

計算機控制技術學習體會

時間過得真快，不知不覺間，又有一門課程結課了。而通過本課程，我也學到了不少東西，同時也培養(yǎng)成了記筆記的好習慣。

一、主要內容

課上老師主要講了數據通信技術、輸入輸出通道、控制算法的計算機實現、計算機監(jiān)控系統(tǒng)常用軟件以及畢業(yè)設計等內容。課程注重理論聯(lián)系實際，從實際應用出發(fā)，為學生的畢業(yè)設計和將來的工作奠定基礎。

其中，在數據通信技術方面，老師首先講了數據通信中一些名詞的基本概念，便于在后續(xù)學習過程中對一些名詞的出現有一定的了解。然后講了傳輸代碼，就是將待傳輸的數據轉換成二進制代碼。這在我們以前的數字電子技術的學習過程中有所涉及，所以聽起來很容易明白。還有像同軸電纜和雙絞線這樣的傳輸介質和對串行通信技術的更深一步的講解。最后講了無線通信技術（如ZigBee技術和GPRS技術等）和工業(yè)以太網。

在輸入輸出通道方面，先講了接口部件數據緩沖、信號轉換、驅動功能、中斷管理等功能，接著是過程通道和I/O接口，還簡要介紹了多路模擬開關和采樣以保持。然后是A/D與D/A轉換器，這是老師重點介紹的內容，因為A/D與D/A轉換器是以后設計時的核心部分。這部分內容包括了A/D轉換原理、各個管腳的作用、它的連接以及對它的編程。課后老師還讓我們在網上查詢一個A/D轉換器以及它的詳細數據，我查的是AD7887。通過查詢，使我對各種轉換器的認識與了解更進一步。還有對數字和模擬輸入與輸出通道的介紹，這在我們的數字電子技術和模擬電子技術中都有詳細的介紹和計算。

在控制算法的計算機實現方面，首先將模擬原件和數字元件做了對比介紹，分別解釋了模擬元件的優(yōu)缺點和數字元件的優(yōu)缺點，以及由模擬信號轉換成數字信號的方法。接著是數字濾波方法：

1、算術平均值濾波

2、程序判斷濾波

3、中值濾波。非線性補償：

1、公式計算法

2、查表法

3、線性插值法。最后是控制系統(tǒng)的直接數字化設計法方面。其中講了它的基本思想和優(yōu)點，以及設計法的具體步驟和要求。

計算機監(jiān)控系統(tǒng)常用軟件技術方面，具體內容可分為辦公類（WPS、office等）、學習類（CAD等）、游戲類（CS等）、應用軟件、網絡（IE、QQ、MSN等）。還有操作系統(tǒng)的發(fā)展史和編程語言，以及動態(tài)連技與嵌入技術、動態(tài)鏈接庫、動態(tài)數據交換技術。

最后老師根據歷屆畢業(yè)生的結業(yè)設計實例給我們講了微機控制系統(tǒng)設計步驟和在做畢業(yè)設計時需要注意的一些細節(jié)，讓我們學到了很多。

二、學到的方法

通過本門課程的學習，我首先學會了一種記筆記的方法。這是一種很有效的筆記方法，看上去一目了然，在復習的時候也很容易記憶。雖然我沒有記筆記的習慣，也沒能將這種方法在別的方面應用，但在以后記筆記的時候首先想到的一定是這種方法。

除此之外，我還學會了如何查詢集成電路芯片以及它各管腳的功能。在本門課程講到A/D與D/A轉換器時，老師讓我們自己查一個A/D轉換器。通過查詢，我對A/D7887有了一個詳細的了解。在一次模擬電子技術實驗時，電路中出現了一個我們以前沒學過的集成電路芯片，讓我們自己安裝，由于上課聽的不怎么認真，對這個實驗不怎么了解，一時間不知該怎么辦。過了一會，突然想起了在計算機控制技術課程中老師讓我們查的A/D轉換器，想著應該和這個差不多，于是先找著集成芯片上的缺口，將芯片安裝在了電路實驗板上，然后上網查了它的各管腳的用途以及整個芯片的功能，最后結合電路圖成功將實驗圓滿完成。還有在本課程中所學的模數轉換的取樣方法在模擬電子技術中同樣也講到了。由此可見，計算機控制技術不僅僅是對計算機的簡單介紹，它其中的一些知識和應用方法對 別的課程也有所幫助，所以要細心品味書中的內容，對所學能容有一定的認識，在日后學習工作生活中注意和本課程的聯(lián)系。尤其是在畢業(yè)設計時，本課程所學習的一些方法和理論一定能夠用得上。

三、不明白的會否查參考文獻

參考文獻是優(yōu)秀科技論文中必不考少的部分，參考著會對參考內容有更獨到的理解，以加深自己對所學內容的印象。而在論文中，它的正確合理引用不僅可以反映論文研究工作的基礎、創(chuàng)新性和學術水平，而且也表明作者的學術風格和學術水平。

本書（計算機控制技術 重慶大學出版社 何小陽主編）247頁所列出的參考文獻即本書在編寫過程中所查閱的著作和報刊雜志。我們查閱才考文獻，是為了加深對本課程內容的理解。在本課程學習過程中，我曾對數字濾波方法比較感興趣，但又不是太明白，于是我在網上用我們學校的圖書館中的中國知網查了一下，有很多這方面的文獻，我點擊了“淺談微機控制中的數字濾波方法（張輝 丹東師專學報 2000-12-25 期刊）”。在這里邊，他對數字濾波作了更為詳細的介紹。

其中，在數字濾波方面:

算數平均值法對信號的平滑程度完全取決于N。當N較大時,平滑度高,但靈敏度低;當N較小時,平滑度低,但靈敏度高。

在中值濾波方面：

設表首地址為DATA的N個數,先由小到大排列,再取中間1/3個數進行求平均運算,結果存放于SAMP單元。程序流程圖如上。

四、以后面對問題如何解決

在工作中，每個人都會遇到很多問題，面對問題，我們應該如何解決、如何處理，如何把問題化小，最終把問題消除，這些都是值得探討的。

有時問題與困難并非導致生活艱難的根本原因，而決定因素往往是你面對問題的心態(tài)，看待困難的角度不同造成了困難過后的結果不同，多數人苦惱的原因大多是因為他們面對問題時的負面、消極的情緒，而非困難本身。

通過課程學習，讓我明白了面對問題要冷靜思考解決的辦法。首先要仔細檢查問題產生的原因，最后再通過一切可能的辦法將問題解決。

計算機控制技術結課作業(yè)

姓

名：張建國

學

院：機械學院

班

級：測控11-1

學

號：201110107021 主講教師：徐剛

第五篇：計算機控制技術總結

第一章

1、計算機控制系統(tǒng)的工作原理

?實時決策控制：對采集到的被控量進行分析處理，并按已定的控制規(guī)律，決定控制行為。

?實時控制輸出： 根據控制決策，適時地對控制機構發(fā)出控制信號，完成控制任務。

2、計算機控制系統(tǒng)的組成答：計算機控制系統(tǒng)由計算機（工業(yè)控制機）和生產過程兩部分組成。

工業(yè)控制機是指按生產過程控制的特點和要求而設計的計算機，它包括硬件和軟件兩部分。生產過程包括被控對象和測量變送、執(zhí)行機構、電氣開關等裝置。

3、計算機控制系統(tǒng)的典型型式

答：操作指導控制系統(tǒng)，直接數字控制系統(tǒng)，監(jiān)督控制系統(tǒng)，集散控制系統(tǒng)，現場總線控制系統(tǒng)，綜合自動化系統(tǒng)。

第二章

什么是總線

所謂總線，就是計算機各個模塊之間互聯(lián)和傳送信息的一組信號線?？偩€可以分為內部總線和外部總線，而內部總線又可分為片級總線和系統(tǒng)總線。

模擬量輸入通道：是把從系統(tǒng)中檢測到的模擬信號，變成二進制數字信號，經接口送往計算機。

模擬量輸入通道的組成一般由I/V變換、多路轉換器、采樣保持器、A/D轉換器、接口及控制邏輯等組成。

信號調理：為了將外部開關量信號輸入到計算機,必須將現場輸入的狀態(tài)信號經轉換、保護、濾波、隔離等措施轉換成計算機所能接受的邏輯信號，這個過程叫信號調理。

采樣過程：按一定的時間間隔T，把時間上連續(xù)和幅值上也連續(xù)的模擬量信號、轉變成在時刻0、T、1 T、2 T、…K T的一連串脈沖輸出信號的過程成為采樣過程。

量化：采用一組數碼（如二進制碼）來逼近離散模擬信 號的幅值，將其轉化為數字信號。量化過程：將采樣信號轉換為數字信號的過程稱為量化過程。

3.采樣保持器

（1）孔徑時間和孔徑誤差的消除

? 孔徑時間：A/D轉換器將模擬信號轉換成數字量所需的時間，稱為孔徑時間。

?孔徑誤差：對于隨時間變化的模擬信號來說，孔徑時間決定了每一個采樣時刻的最大轉換誤差。對于一定的轉換時間，誤差的百分數和信號頻率成正比。

?孔徑誤差的消除： 采用帶有采樣保持器，限制信號的頻率范圍。

模擬量輸出通道任務是把計算機輸出的數字量轉換成模擬電壓或電流信號，以便驅動相應的執(zhí)行機構，達到控制的目的。

模擬量輸出通道一般由接口電路、D/A轉換器、V/I變換等組成模擬量輸出通道的結構形式

1.一個通路設置一個數/模轉換器的形式（數字保持方案）

優(yōu)點：轉換速度快、工作可靠。

缺點：使用較多的D/A轉換器。

2.多個通路共用一個數/模轉換器的形式（模擬保持方案）

優(yōu)點：節(jié)省數/模轉換器

缺點：分時工作，適用于通路數量多且速度要求不高的場合；

要用多路開關，且要求輸出采樣保持的保持時間與采樣時間之比較大； 可靠性差。

2.6 硬件抗干擾技術

3種過程通道抗干擾技術主機抗干擾技術系統(tǒng)供電與接地技術

干擾既可能來源于外部，也有可能來自內部。外部干擾由外界環(huán)境因素決定；內部干擾是由系統(tǒng)結構、制造工藝等決定。

過程通道抗干擾技術

1.串模干擾及其抑制方法

（1）串模干擾

定義： 有用信號以外的噪聲或造成計算機設備不能正常工作的破壞因素。

（2）串模干擾的抑制方法 答：?實時數據采集：對來自測量變送裝置的被控量的瞬時值進行檢測和輸入。

–如果串模干擾的頻率與被測信號頻率不同時，可以采用濾波器來抑制干擾；

–當尖峰型串模干擾為主要干擾源時，用雙積分式A/D轉換器可以削弱串模干擾影響；

–對于串模干擾主要來自電磁感應時，信號應僅可能早地前置放大，提高信噪比；

–利用邏輯器件的特性來抑制串模干擾；

–采用良好的屏蔽，以減少電磁干擾。

2.共模干擾及其抑制方法

（1）共模干擾

定義：所謂共模干擾是指模/數轉換器兩個輸入端上公有的干擾電壓。

（2）共模干擾的抑制方法

變壓器隔離、光電隔離、浮地屏蔽、采用儀表放大器提高共模抑制比。

數字PID控制器的改進

積分項的改進

（1）積分分離（2）抗積分飽和（3）梯形積分（4）消除積分不靈敏區(qū)

?微分項的改進

（1）不完全微分PID控制

改進原因：在PID控制中，對具有高頻擾動的生產過程，微分作用響應過于靈敏，容易引起控制過程振蕩，降低調節(jié)品質。

改進方法：串聯(lián)一階慣性環(huán)節(jié)，組成不完全微分PID控制器。

兩種PID控制的階躍響應：

（2）微分先行PID控制算式

改進原因：為避免給定值的升降給系統(tǒng)帶來沖擊，如超調過大，調節(jié)閥動作劇烈。

改進方法：只對被控量y(t)微分，不對偏差e(t)微分。

?帶死區(qū)的PID控制算法

作用：避免控制動作過于頻繁，消除頻繁動作所引起的振蕩。

施密斯預估控制的思想

施密斯預估控制原理是：與D(s)并接一補償環(huán)節(jié)，用來補償被控制對象中的純滯后部分。這個補償環(huán)節(jié)為預估器，其傳遞函數為Gp(s)(1--e-ts),t為純滯后時間。由施密斯預估器和控制器D（s）組成的補償回路稱為純滯后補償器，其傳遞函數為D’(s),經補償后，消除了純滯后部分對控制系統(tǒng)的影響，且不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

所謂振鈴現象，是指數字控制器的輸出以二分之一采樣頻率大幅度衰減的振蕩。

振鈴現象的消除 第一種方法是先找出D（z）中引起振鈴現象的因子（z=-1附近的極點），然后令其中的z=1,根據終值定理，這樣處理不影響輸出量的穩(wěn)定值。

第二種方法是從保證閉環(huán)系統(tǒng)的特性出發(fā)，選擇合適的采樣周期T及系統(tǒng)閉環(huán)時間常數Tt，使得數字控制器的輸出避免產生強烈的振鈴現象。

軟件抗干擾技術

經常采用的軟件抗干擾技術技術是數字濾波技術、開關量的軟件抗干擾技術、指令冗余技術、軟件陷阱等。先進控制技術：模糊控制技術、神經網絡控制技術、專家控制技術和預測控制技術。

模糊控制系統(tǒng)通常由模糊控制器、輸入輸出接口、執(zhí)行機構、測量裝置和被控對象等5個部分組成。

6.6.1數字濾波技術

數字濾波是通過一定得的計算或判斷程序，減少干擾在有用信號中比重。

與模擬濾波器相比，數字濾波器的優(yōu)點：

程序實現，不需硬件，可靠性高，穩(wěn)定性好。

可以對很低頻率進行濾波，克服模擬濾波器的缺點，根據信號不同，采用不同的濾波方法，靈活、方便、功能強。

1平均值濾波：適用于周期性干擾

2中位濾波：使用偶然的脈沖干擾

3限幅濾波：使用偶然的脈沖干擾

4慣性濾波：適用于高頻干擾

6.6.2開關量的軟件抗干擾技術

1.開關量信號輸入抗干擾措施

干擾特點：多呈毛刺狀，作用時間短。

解決方法：兩次采樣、多次采樣，完全一致方為有效。

2.開關量信號輸出抗干擾措施

慣性大的輸出設備（如各類電磁執(zhí)行機構），對毛刺干擾有一定的耐受能力。

慣性小的設備（如通訊口），耐受能力小，需要輸出抗干擾。

解決方案：重復輸出統(tǒng)一數據，重復中期盡可能短，外設階受到干擾信號，還來不及做出反應，一個正確的輸出信息又來到了。

6.6.3 指令冗余技術

解決方案：在關鍵地方插入單字節(jié)指令（NOP)，這就是指令冗余。

6.6.4 軟件陷阱技術

什么是軟件陷阱：就是一條引導指令，強行將捕獲的程序引向一個指定的地址，在那里有一段專門對程序出錯進行處理的程序。

軟件陷阱的實現：無條件轉移指令

軟件陷阱的位置（1）未使用的中間向量區(qū)（2）未使用的大片ROM區(qū)3）表格（4）程序區(qū)

網絡拓撲結構

星形、環(huán)形、總線型、樹形。

1.網絡拓撲結構

（1）星形結構：結構：中心結點是主結點，它接受各分散結點的信息再轉發(fā)給相應結點，具有中繼交換和數據處理功能。

特點：：①網絡結構簡單，便于控制和管理，建網容易；

②網絡延遲時間短，傳輸錯誤率較低；

③網絡可靠性較低，一旦中央結點出現故障將導致全網癱瘓；

④網絡資源大部分在外圍點上，相互結點必須經過中央結點才能轉發(fā)信息；

⑤通訊電路都是專用線路，利用率不高，故網絡成本較高。

（2）環(huán)形結構：：結構：各結點通過環(huán)接口連于一條首尾相連的閉合環(huán)形通信線路中，環(huán)網中，數據按事先規(guī)定好的方向從一個結點單向傳送到另一結點。

特點：①信息流在網絡中是沿固定的方向流動，故兩個結點之間僅有唯一的通路，簡化了路徑選擇控制； ②環(huán)路中每個結點的收發(fā)信息均由環(huán)接口控制，因此控制軟件較簡單；

③環(huán)路中，當某結點故障時，可采用旁路環(huán)的方法，提高了可靠性；

④環(huán)結構其結點數的增加將影響信息的傳輸效率，故擴展受到一定的限制。

（3）總線形：；結構：個結點經其接口，通過一條或幾條通訊線路與公共總線連接。其任何結點的信息都可以沿著總線傳輸，并且能被任一結點接收。由于信息傳輸方向是從發(fā)送結點向兩端擴散，因此又稱為廣播式網絡。特點：①結構簡單靈活，擴展方便；

②可靠性高，網絡響應速度快；

③共享資源能力強，便于廣播式工作；

④設備少，價格低，安裝和使用方便；

⑤由于所有結點共用一條總線，因此總線上傳送的信息容易發(fā)生沖突和碰撞，故不易用在實時性要求高的場合。

（4）樹形：：結構：分層結構，適用于分級管理和控制系統(tǒng)。

特點：①通訊線路總長度較短，連網成本低，易于擴展，但結構較星形復雜；

②網絡中除葉結點外，任一結點或連線的故障均影響其所在支路網絡的正常工作。

介質訪問控制技術

什么介質訪問控制?

各結點通過公共通道傳輸信息，因此存在如何合理分配信道的問題，訪問控制方式的功能是合理解決信道的分配。

（1）沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CSMA/CD）——適用于總線形

工作原理

當某一結點要發(fā)送信息時，首先要偵聽網絡中有無其它結點正在發(fā)送信息，若沒有則立即發(fā)送；否則，等待一段時間，直至信道空閑，開始發(fā)送。

確定等待時間的方法

①當某結點檢測到信道被占用后，繼續(xù)檢測，發(fā)現空閑，立即發(fā)送；

②當某點檢測到信道被占用后就延遲一個隨機時間，然后再檢測。重復這一過程，直到信道空閑，開始發(fā)送。

（2）令牌環(huán)——適用于環(huán)網

令牌的定義

是控制標志，網中只設一張令牌，并依次沿各結點傳送。

（3）令牌總線——適用于總線形式

原理：把總線形傳輸介質的各個結點形成一個邏輯環(huán)，即人為地給各個規(guī)定一個順序?？刂品绞筋愃朴诹钆骗h(huán)。.差錯控制技術

改善信道的點性能，使誤碼率降低

（1）奇偶校驗

（2）循環(huán)冗余校驗——CRC校驗

（3）糾錯方式3種：重發(fā)糾錯，自動糾錯，混合糾錯

分布式控制系統(tǒng)

答：分布式控制系統(tǒng)就是指綜合了計算機技術、控制技術、CRT顯示技術、通信技術，集中了連續(xù)控制、批量控制、邏輯順序控制、數據采集等功能，為用戶實現過程控制自動化與信息管理想結合的管控一體化的綜合集成系統(tǒng)。什么叫現場總線

現場總線是連接智能現場設備和自動化系統(tǒng)的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網絡?，F場總線是用于過程自動化和制造自動化最底層的現場儀表或現場設備互連的通信網絡。

現場總線的體系結構主要表現以下6個方面：

（1）現場通信網絡（2）現場設備互連（3）互操作性（4）分散功能塊（50通信線供電

（6）開放式互連網絡

OPC OPC是用于過程控制的對象鏈接嵌入技術，OPC采用客戶/服務層結構想下層提供接口，時信息進入OPC服務器，向上層提供接口，實現向上互聯(lián)。

系統(tǒng)集成：

按系統(tǒng)整體性原理，將原來沒有聯(lián)系或聯(lián)系不緊密的元素組成為具有一定功能的，滿足目標、相互聯(lián)系、彼此協(xié)調工作的新系統(tǒng)的過程、技術與科學而引出的系統(tǒng)集成工程。