2. ControlLogix 控制系统特点
ControlLogix控制系统的整体特点包括：
可靠、安全（Safety）：ControlLogix控制站模块MTBF百万小时级，并且是TUV认证的SIL2安全控制系统；全冗余结构，冗余控制器，冗余电源，冗余IO网络，冗余以太网CIP网络。
功能强大：强大的32位多处理器结构的Logix PAC控制引擎，运行实时多任务内核系统，结合智能化的I/O卡件和和恒定5Mbps通讯速率的ControlNet总线，实现现场一个完美的自动化控制系统。
易维护、易扩展：带电插拔、在线编程、在线扩展系统、远程在线组态、诊断及维护、集成的资产管理系统等等。 开放系统：与各种厂商的PLC及自动化系统的实时通讯、与各种专家模型系统和信息管理系统的双向、稳定高速数据连接（无需编程）。
2.1可靠、安全（Safety）
2.1.1 ControlLogix控制站模块平均无故障间隔时间(MTBF)百万小时级。
2.1.2 单机ControlLogix控制站即已是获得TUV认证的SIL2安全控制系统。这意味着高达99.9999%的故障安全率，即每小时连续运行系统安全失效率（PFH）小于千万分之一。当然，每一DO和AO通道均可图形化组态为当故障及在线编程时为关断、保持上次值及预定义值三种状态之一，以确保工艺系统及设备有安全的控制输出。
2.1.3 ControlLogix热备冗余：在2个独立框架中电源、控制器、通讯及热备冗余模块完全按1：1配置，热备模块通过高速光纤同步数据。在主控制器意外故障时系统自动切换，由“从控制器”使用最新数据内容执行程序并更新I/O。热备冗余系统实现主从之间平稳无扰动切换。并且，以太网模板IP
地址在切换时亦能自动切换，保证系统可靠地连续运行。
2.1.4 IEC 61158国际标准现场总线的冗余ControlNet用于IO网络：二条通道同时传送数据，没有任何切换延迟。通讯数率5Mbps恒定数率，且不随网络节点和通讯距离的变化而变换；
2.1.4 使用CIP标准的EtherNet/IP工业以太网网络实现与站控HMI监控平台和各个调控系统间的实时数据通讯；
2.2功能强大的Logix PAC
结合最佳实时性和确定性的IEC 61158 ControlNet冗余工业现场总线，ControlLogix控制站功能强大、部署灵活，轻松实现关键系统对于稳定过程控制和复杂联锁控制等方
面严格要求的分布式控制。
2.2.1 ControlLogix控制站
ControlLogix控制器采用多CPU并行处理的方式。
ControlLogix控制器内本身为多CPU结构，分别用于程序逻辑扫描、复杂运算及通讯等；并且，任何I/O模块均内置CPU以完成I/O信号处理、运算以及比较等分布式运算；
任何背板和通讯模块也内置CPU实现网络通讯管理。这种设计，大大减少了控制器程序及负荷，特别适合同时要求实现高性能的快速顺控、复杂过程运算及大容量数据通讯的大型自动化系统。
针对稳定的高精度过程控制：用户可在控制器内选择适合典型周期处理要求的周期性任务（2 ~ 2000ms周
期可组态，每200ms周期任务可处理600个复杂过程
回路），并将I/O组态为周期性采样方式。
注：无论是本地I/O还是通过ControlNet扩展的远程I/O模块，用户均可根据控制任务对I/O模块实时响
应要求的不同，为I/O模块分别设置最合适的数据刷新
周期；并且，该I/O模块在运行过程中将始终严格按照所设定的数据刷新周期进行通讯。
针对快速、连续处理要求：用户可在控制器内选择事件任务及连续任务，并且，15个优先级保证重要任务优先。并且，I/O模块可组态为逢变则报（COS），以实现最苛刻的即时安全联锁。ControlLogix控制器快速处理能力：0.08ms/K典型程序（由整型数运算、定时器及计数器等等指令组成）。
每个任务最多包含32 套组态，每套组态可包含任意多个程序。并且，每个组态拥有独立数据区，只需简单的Copy/ Paste 即可实现程序重复使用。
除了鼠标选取“Redundancy Enabled”这一操作，用户使用热备冗余ControlLogix和使用单机
ControlLogix没有任何不同。和使用单机系统一样，应用程序的下载/在线修改只需操作一次，热备冗余ControlLogix将自动装载/在线修改“从控制器”。
此外，和传统热备PLC相比，无需用户编程，热备冗
余ControlLogix会自动标记需同步的数据并在运行
中自动同步这些数据；
ControlLogix控制站背板采用先进的生产者/消费者（Producer/ Consumer）通讯技术，其本身就是智
能化网络路由平台。数据从一种网络到另一种网络只
需通过背板和相关通讯模块，完全无需控制器参与。
不仅为用户提供最佳的开放性（简单插入通讯模块即
可连接相应网络）；而且，保证了控制器专注于控制，
即使通讯连接更多也不会降低控制器对于控制任务
的处理性能。
ControlLogix控制站模块，包括控制器、通讯模块和I/O模块等均可软件升级，保证更长的产品使用周
期。
2.2.2 智能I/O模块：
完全图形组态（无需编程，运行时也不占用控制器内存及处理时间）：量程转换、补偿、滤波及实时采
样周期等。
完全图形组态（无需编程，运行时也不占用控制器内存及处理时间）：对于AI模块的每个通道，可独立组态高报警、高高报警、低报警、低低报警；
完全图形组态（无需编程，运行时也不占用控制器内存及处理时间）：AO模块输出变化率限制设定。
AI/AO模块直接与控制器按量程转换后的浮点数格式交换数据，用户无需任何浮点数/整型数转换的编
程。
可软件组态的模块槽位限定：能防止模块误插，同时方便用户修改。
2.2.3 功能强大、灵活方便的组态软件
?“对象”技术的自动数据管理，用户编程无需分配/记忆内存地址。
?支持用户自定义三维数组和数据结构；用户还可按“结构体名.元素名”或“数组单元.元素名”直接选取结构体和数组元素。
?IEC61131-3国际标准编程方式：梯形图、顺控表、功能块图和结构文本等；用户可按需要的不同自由选择最合适的编程方式。
?完整的控制指令集，覆盖顺控、传动、伺服及过程控制等各方面。
?功能强大的梯形图编程：自动数据转换、丰富的指令集。
例如：一条CPT指令即可轻松实现任意复杂运算：
?轻松组态复杂应用：应用专用指令（AOI）
根据需要，用户可将完成特定功能的一段程序（功能块图、梯形图或结构化文本均可）作为一应用专用指令（AOI），并可在功能块图、梯形图或结构化文本方式下自由使用它；同时，用户可为其编写指令帮助文件，也可为其设置多种权限的保密口令。当然，用户也可直接使用罗克韦尔及其工程合作伙伴为高炉等应用开发的AOI。
2.3易维护、易扩展
带电插拔、在线编程、在线扩展系统、远程在线组态、诊断及维护、集成的资产管理系统等等
2.3.1所有ControLogix模块均可带电插拔。
2.3.2在线编程、实时调试、在线添加I/O、网络及现场设备。
2.3.3无需任何编程，用户从任意一点以任意方式接入，即可
直接获取系统中任意网络内任意设备的诊断信息（见下
图）；当然，用户还可对系统中任意网络内任意设备进行
在线组态和维护。这一特性赋予用户极大的灵活性，在
中控室或者其他任意地点；结合完整的系统安全
（Security）措施，出差途中的用户技术专家或者经授
权的工程公司专家均可实现安全认证接入，快捷、方便
地进行远程维护。变被动维修、定期维修为预测性（主
动）维修、减少系统停机、加快故障恢复并减少停机损
失。
2.3.4在调控中心可安装Rockwell Automation 提供的FT
AssetCenter软件,不仅可以提供全线ControlLogix控
制系统的软硬件变更管理，资产管理和灾难备份；如果
系统中使用了Hart仪表的解决方案，利用FDT标准规范
针还可以对现场仪表进行远程维护和管理。
2.4 开放性 - 方便实现与其他系统及第三方设备通讯：
ControlLogix 背板通讯及网络通讯均采用先进的Producer/Consumer(生产者/消费者)通讯机制。并且，每个在ControlLogix背板上的模块，无论是在本地机架还是远程机架都可实现自己特定的功能；这就意味通讯模块自身就可完成与其它系统或第三方设备的通讯与路由；
举例来说，站控系统与ESD系统和消防系统之间的通讯可用EtherNet/IP或ControlNet 网络通讯卡方便实现。由于站控系统，ESD系统和消防系统都使用CIP通讯协议，因此仅仅通过简单的网络组态就可以实现他们之间的数据通讯与路由，而无需用户编写额外的通讯程序；
另外，在机架上插入多协议通讯卡，就可实现此通讯卡基于在RS232,RS485,RS422和以太网网络上的Modbus RTU和Modbus TCP的通讯。或者，工程师可在此通讯卡上自己开发通讯协议，与其它一些非标准协议的设备进行通讯，然后通过生产者/消费者通讯机制，交换给CPU卡件做进一步的数据处理。
对于其他一些基于行业应用的通讯协议，如DNP协议。或者一些国际标准的通讯协议，如Profibus, Foundation FieldBus 等，ControlLogix都可广泛的支持，仅仅是需要在框架内插入相对应的通讯卡，就可以方便实现。
Logix自动化系统核心技术
越来越多的用户意识到，如果能为工业自动化系统提供集成架构的解决方案，将带来以下好处：
1 更少的培训、开发、安装及调试时间/ 费用：一致的底层技术
2 更长的连续生产时间、更短的故障恢复时间/ 更少的停机损失
3 更少的系统升级费用：正向更新及逆向兼容
4 更少的系统整体成本：模块化、系列化的软件和硬件
在过去十几年的时间里，结合最新的电子技术、网络技术以及软件技术的发展，罗克韦尔自动化为工业自动化系统推出了集成架构的解决方案。
集成架构的工业自动化系统解决方案的核心在于以下三个方面：1、统一的Logix控制站，覆盖从PLC、DCS、批处理、伺服、传动到安全系统（SIL2/SIL3）。
2、统一的Factorytalk软件，覆盖从组态、实时监控、诊断和维护的各个方面。
3、统一的CIP（通用工业协议）, 覆盖从工厂底层到信息层所有工业网络应用的要求。
ControlLogix控制站
ControlLogix是罗克韦尔自动化Logix系列控制站中最具代表性的产品，覆盖从PLC、DCS、批处理、伺服、传动到安全系统，远远超越了传统意义的PLC。
ControlLogix是完全的模块化设计。从框架电源、模块类型，到内存、控制器数量、网络类型等，一切都根据应用需求来进行选择。ControlLogix高度的灵活性允许在一个机架中混合使用多个处理器、不同的网络和I/O模块，提供高性能、高度确定性、高度分布的解决方案。并且，ControlLogix也可用作不同网络的桥接，如Ethernet、ControlNet、DeviceNet、Data Highway Plus和通用型Universal Remote I/O以及第三方的如Profibus、Modbus、Modbus Plus等。网络桥接无需控制器参与，实现了大容量通讯和大规模控制的完美整合，保证了系统的效率和使用的简便性。
ControlLogix 系统被世界著名的控制工程杂志
（Control Engineering ）授予最高奖： 年度最佳产品奖（ Product of the Year ）
多功能 ControlLogix 控制器
? 大容量：单一控制器寻址能
力：DI/DO: 128,000 AI/AO:
4000 ? 控制器内多CPU 并行处理，以同时实现高性能的快速顺控、复杂过程运算及大容量数据通讯。
? 多款大容量内存可选：2M 字节、4M 字节、8M 字节；另可选配64M 字节扩展内存
? 多任务（多达32个）实时控制内核
适合典型 DCS 周期处理要求的周期性任务
（2-2000 ms 可组态），保证稳定高精度的复杂过程
控制。
适合典型 PLC 快速、连续处理要求的事件任务及连续任务，并且，15个优先级保证重要任务优先。
? 可靠的控制性能，使用环境如下：
工作温度： 0 ~ 60℃
储存温度：－40 ~ 85℃
相对湿度： 5 ~ 95％（无冷凝）
振动: 10 ~ 500HZ, 2.0G 峰值加速度
冲击: 工作时: 30G峰值，11ms
存储时: 50G峰值，11ms
隔离: 4350V DC 或 1800V AC持续 1秒
工作电压: 85 ~ 265VAC；
频率范围: 47 ~ 63HZ；
智能I/O模块
智能I/O模块，包括1756及FLEX I/O，
?全部卡件都采用工业级标准的电子器件，按严格的标准进行生产和检验，具有极高的可靠性，其硬件质量得到用户的一致认同。
?支持生产者/消费者通信模式，提高了系统效率。
?多达60多种模块选择，满足各种控制信号要求
?高性能诊断I/O模块能够提供数字量及模拟量I/O开线及空载检测。大大方便了调试和维护人员。
?模拟量模块支持模块级的工程单位转换。
?所有I/O的设定无需任何硬件设置实现。全部通过软件组态。
?所有模块支持带电热插拔。
?所有模块都有闪速内存。可由用户通过软件对模块进行
升级。
?所有模块都获得如下认证：
CSA Certified, CSA Class I,Division 2,Group A,B,C,DUL Listed
放网络体系结构 NetLinx
Rockwell Automation 提供先进的工业控制网络技术NetLinx开放网络体系结构。NetLinx 体系结构包括一系列网络服务，相同的应用层协议，以及开放的软件接口，以保证高效、无缝的信息以及控制数据流。其网络设计的最重要的目标，就是在同一网络上实现实时控制、系统组态以及数据采集等多种不同的功能。可以高效地实现不同网络的互联而又保证了系统的性能。NetLinx 不是某种特定产品的具体名称，而是代表了特定的网络体系结构。
?Netlinx意味着：
1.统一的应用层协议：通用工业协议（CIP），规定了一系列统一
的工业应用网络服务及行规；
2.通用工业协议（CIP）基于先进的、高效率的“生产者/消费者
（producer/ consumer）”网络通讯模式。
3.介质无关性：指通用工业协议（CIP）可以在不同的物理介质链
路上实现，不局限于某种特定介质的网络。例如，DeviceNet、
ControlNet和EtherNet/IP、ControlLogix背板总线都采用通用工业协议（CIP）。
?NetLinx基本功能
?实时控制: 基于控制器或者智能型设备中所储存的组态信息，提供具体操作或者特定工艺过程中的实时工厂数据交
换，通过网络中所传输的状态变化实现控制目的。这些状态
的刷新或者基于预先规划，或者基于状态变化，或者在每次
新一轮操作开始时进行。
?网络组态:允许在某一中心位置集中起动网络或者网络上某一个具体的网络设备，或者起动其他的基于NetLinx架构的
网络。可以在网络起动时进行网络设备组态，在线修改设备
参数，或者通过网络修改控制器逻辑。而不必为了完成组态
从一个网络移动到另外一个网络，或者从一个设备移动到下
一个网络设备。无需进行任何的逻辑或者梯形图编程，就可
以实现沿网络进行路由，而且可以浏览到网络上所有的设
备。借助于NetLinx技术，可以从一个位置上起动整个的网
络系统。
?数据采集:采集人机接口显示所需要的数据。包括趋势和分析、配方管理、系统维护和故障诊断。无论是基于既定节拍，还是根据应用需要，都可以非常方便地实现数据采集。在整
个数据采集的过程中都无需控制器参与进行流量控制。
? NetLinx 的结构层次
NetLinx 体系结构包括三层开放的网络技术： DeviceNet, ControlNet 和EtherNet/IP 。之所以称之为开放网络技术，是因为这三种网络的技术规范不属于或者受控于任何单一制造商。DeviceNet 、ControlNet 、EtherNet/IP 现场总线技术的市场推广和进一步的发展分别由独立的国际组织开放设备网销售商协会（Open DeviceNet Vendors Association ，ODVA ） 和控制网国际（ControlNet International ） 。这些国际组织中都有由感兴趣的成员构成的特殊兴趣小组，对技术问题提出修
改意见，提供一致性测试以保
证来自不同厂商产品的互操
作性。其结果是数以百计的不
同的供应商提供多种多样的
具备网络互操作性的产品，以
满足不同的控制需求。开放还
意味着国际范围的广泛接受。自从基于NetLinx 架构的网络通讯技术诞生以来，迄今为止已经有超过两百万个节点应用于不同行业、不同的应用中。更为重要的是，NetLinx 网络架构中三层网络技术及规范已经先后成为广泛接受的国际标准。NetLinx 体系结构涵盖了工业控制几乎所有的元件，真正实现了“从顶层（因特网）到底层（设备层）”。
? NetLinx 的核心技术
信息层 离散设备 NetLinx 三层网络结构示意图
第3章教育目的 1．说明教育目的内涵及教育目的对教育活动质的规定性。 答：（1）教育目的的内涵 教育目的是指教育要达到的预期效果，反映对教育在人的培养规格标准、努力方向和社会倾向性等方面的要求。狭义的教育目的特指一定社会为所属各级各类教育人才培养所确立的总体要求。广义的教育目的是指对教育活动具有指向性作用的目的领域，含有不同层次预期实现的目标系列。它不仅标示着一定社会对教育培养人的要求，也标示着教育活动的方向和目标，是教育活动的出发点和归宿。 （2）教育目的对教育活动质的规定性 教育目的对教育活动的质的规定性是教育目的的基本特点之一。它是指教育目的对教育活动的社会倾向和人的培养具有质的规定性，主要表现在： ①对教育活动具有质的规定性。一般而言，一个国家的教育目的总体上都内在地含有对教育“为谁培养人”、“为谁服务”的基本规定。这种质的规定性在于明确教育进行人才培养的社会性质和根本方向，以便使其培养出与一定社会要求相一致的人。如果偏离了社会要求或违背了社会性质，社会必然要通过各种方式对其教育进行批评、整顿、改造，严重的甚至予以取消。 ②对教育对象的发展具有质的规定性，主要体现为两方面：一方面规定了教育对象培养的社会倾向，即要使教育对象成为哪个阶级、哪个社会的人，为哪个阶级、哪个社会服务；另一方面规定了培养对象应有的基本素质，即要使教育对象在哪些方面得到发展，应养成哪
些方面的素质等。 由此可见，教育目的作为培养人的总体要求，总是内在地决定着教育的社会性质和教育对象发展的素质。而这种对教育活动所具有的质的规定性，使它自身对各种教育活动的要求具有很强的原则性，成为社会在总体上把握教育活动及人才培养性质和方向的根本所在。坚持了所确定的教育目的，把握了它所具有的质的规定性，就能够从根本上保证教育对人的培养与社会发展要求相一致。 2．说明各类教育目的的特点及其在实践中应如何正确地看待和把握它们。 答：（1）各类教育目的的特点 同人类社会生活和活动的目的一样，教育目的也带有意识性、意欲性、可能性和预期性的特点。除此之外，各类教育目的还有两个较为明显的特点： ①各类教育目的对教育活动都具有质的规定性 第一，教育目的对教育活动具有质的规定性。即教育目的对教育活动的社会倾向和人的培养具有质的规定性。一般而言，一个国家的教育目的和各级各类教育的目标都会对教育活动的社会倾向和人的培养目的方面做出规定，对这种质的规定性在于明确教育进行人才培养的社会性质和根本方向，以便使其培养出与一定社会要求相一致的人。 第二，对教育对象的发展具有质的规定性。主要体现为两方面：一方面规定了教育对象培养的社会倾向，即要使教育对象成为哪个阶级、哪个社会的人，为哪个阶级、哪个社会服务；另一方面规定了培养对象应有的基本素质，即要使教育对象在哪些方面得到发展，应养成哪些方面的素质等。 ②各类教育目的都具有社会性和时代性 教育是培养人的社会活动，无不受到社会及各个时代的制约，这也就使得教育目的在历
《计算机控制技术》习题解答 第一章 什么是计算机控制系统计算机控制系统由哪几部分组成 答：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，简称工业控制机）来实现生产过程自动控制的系统。 计算机控制系统的组成：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。 、微型计算机控制系统的特点是什么 微机控制系统与常规的自动控制系统相比，具有如下特点： a.控制规律灵活多样，改动方便 b.控制精度高，抑制扰动能力强，能实现最优控制 c.能够实现数据统计和工况显示，控制效率高 d.控制与管理一体化，进一步提高自动化程度 计算机控制系统结构有哪些分类指出这些分类的结构特点和主要应用场合。
答： （1）操作指导控制系统 优点：结构简单，控制灵活，安全。 缺点：由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。（2）直接数字控制系统（DDS） 优点：实时性好，可靠性高，适应性强。 （3）监督控制系统（SCC） 优点：生产过程始终处于最优工况。 （4）分散控制系统（DCS） 优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。（5）现场总线控制系统（FCS） 优点：与DCS相比，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联系统结构。 .计算机控制系统的控制过程是怎样的 计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤： (1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。 (3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 .实时、在线方式和离线方式的含义是什么 答：所谓实时，是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。 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。 操作指导、DDC和SCC系统的工作原理如何它们之间有何区别和联系 (1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到了操作指导的作用。其原理框图如图所示。
集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。 集散控制系统的基本组成 集散控制系统一般有以下四部分组成： 现场控制级 又称数据采集装置，主要是将过程非控变量进行数据采集和预处理，而且对实时数据进一步加工处理，供CRT操作站显示和打印，从而实现开环监视，并将采集到的数据传输到监控计算机。输出装置在有上位机的情况下，能以开关量或者模拟量信号的方式，向终端元件输出计算机控制命令。 这一个级别直接面对现场，跟现场过程相连。比如阀门、电机、各类传感器、变送器、执行机构等等。它们都是工业现场的基础设备、同样也是DCS 的基础。在DCS系统中，这一级别的功能就是服从上位机发来的命令，同时向上位机反馈执行的情况。拿军队来举例的话，可以形容为最底层的士兵。它们只要能准确地服从命令，并且准确地向上级汇报情况即完成使命。至于它与上位机交流，就是通过模拟信号或者现场总线的数字信号。由于模拟信号在传递的过程或多或少存在一些失真或者受到干扰，所以目前流行的是通过现场总线来进行DCS信号的传递。 过程控制级 又称现场控制单元或基本控制器，是DCS系统中的核心部分。生产工艺的调节都是靠它来实现。比如阀门的开闭调节、顺序控制、连续控制等等。 上面说到现场控制级是“士兵”，那么给它发号施令的就是过程控制级了。它接受现场控制级传来的信号，按照工艺要求进行控制规律运算，然后将结果作为控制信号发给现场控制级的设备。所以，过程控制级要具备聪明的大脑，能将“士兵”反馈的军情进行分析，然后做出命令，以使“士兵”能打赢“战争”。 这个级别不是最高的，相当于军队里的“中尉”。它也一样必须将现场的情况反馈给更高级别的“上校”也就是下面讲的过程管理级。 过程管理级 DCS的人机接口装置，普遍配有高分辨率、大屏幕的色彩CRT、操作者键盘、打印机、大容量存储器等。操作员通过操作站选择各种操作和监视生产情况、
第一章计算机控制系统的特点及其应用领域。 1.计算机控制系统的控制过程是怎样的? 计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤： (1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。 (2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。 (3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？ (1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。 (2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。 (3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。 3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 由四部分组成。 图1.1微机控制系统组成框图 (1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。 (2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。 (3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中操作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，
《过程控制系统》习题解答 1-1 试简述过程控制的发展概况及各个阶段的主要特点。 答：第一个阶段50年代前后：实现了仪表化和局部自动化，其特点： 1、过程检测控制仪表采用基地式仪表和部分单元组合式仪表 2、过程控制系统结构大多数是单输入、单输出系统 3、被控参数主要是温度、压力、流量和液位四种参数 4、控制的目的是保持这些过程参数的稳定，消除或减少主要扰动对生产过程的影响 5、过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论，主要解决单输入、单输出的定值控制系统的分析和综合问题 第二个阶段60年代来：大量采用气动和电动单元组合仪表，其特点： 1、过程控制仪表开始将各个单元划分为更小的功能，适应比较复杂的模拟和逻辑规律相结合的控制系统 2、计算机系统开始运用于过程控制 3、过程控制系统方面为了特殊的工艺要求，相继开发和应用了各种复杂的过程控制系统（串级控制、比值控制、均匀控制、前馈控制、选择性控制） 4、在过程控制理论方面，现代控制理论的得到了应用 第三个阶段70年代以来：现代过程控制的新阶段——计算机时代，其特点： 1、对全工厂或整个工艺流程的集中控制、应用计算系统进行多参数综合控制 2、自动化技术工具方面有了新发展，以微处理器为核心的智能单元组合仪表和开发和广泛应用 3、在线成分检测与数据处理的测量变送器的应用 4、集散控制系统的广泛应用 第四个阶段80年代以后：飞跃的发展，其特点： 1、现代控制理论的应用大大促进了过程控制的发展 2、过程控制的结构已称为具有高度自动化的集中、远动控制中心 3、过程控制的概念更大的发展，包括先进的管理系统、调度和优化等。 1-2 与其它自动控制相比，过程控制有哪些优点？为什么说过程控制的控制过程多属慢过程？ 过程控制的特点是与其它自动控制系统相比较而言的。 一、连续生产过程的自动控制 连续控制指连续生产过程的自动控制，其被控量需定量控制，而且应是连续可调的。若控制动作在时间上是离散的（如采用控制系统等），但是其被控量需定量控制，也归入过程控制。 二、过程控制系统由过程检测、控制仪表组成 过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表和电子计算机等自动化技术工具，对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。一个过程控制系统是由被控过程和检测控制仪表两部分组成。 三、被控过程是多种多样的、非电量的 现代工业生产过程中，工业过程日趋复杂，工艺要求各异，产品多种多样；动态特性具有大惯性、大滞后、非线性特性。有些过程的机理（如发酵等）复杂，很难用目前过程辨识方法建立过程的精确数学模型，因此设计能适应各种过程的控制系统并非易事。 四、过程控制的控制过程多属慢过程，而且多半为参量控制 因为大惯性、大滞后等特性，决定了过程控制的控制过程多属慢过程；在一些特殊工业生产过程中，采用一些物理量和化学量来表征其生产过程状况，故需要对过程参数进行自动检测和自动控制，所以过程控制多半为参量控制。
第三章教育目的 ★导入：人的一切有意义的活动都是有一个既定的目标。目标就像上帝之手一样，会牵引着我们向着正确的方向前进。目的的特征：1、明确的意识性。2、主体的自觉自愿性。 3、实现的可能性。 4、实现的预期性。（以高考为例）。因而，人类社会的各种活动都是带有目的性的，教育活动也不例外。 第一节教育目的的类型及其功能 一、教育目的的含义及特点 （一）、教育目的 教育目的是指教育要达到的预期结果，反映了教育在人的培养规格、努力方向和社会倾向性等方面的要求。教育目的不仅规定着一定社会（国家或地区）对教育培养人的要求，也标志着教育活动的方向和目标，是教育活动的出发点和归宿。 教育目的主要回答了两问题：一是规定教育“为谁培养人”，这是关于教育活动的质的规定性；二是“培养什么样的人”，这是关于教育对象的质的规定性。 狭义的教育目的：特指一定社会为所属各级各类教育的人才培养所确立的总体要求，是整个教育意欲达到的根本所在。 广义的教育目的：指对教育活动具有指向作用的目的领域，含有不同的层次，其结构层次有上下之分，依次为：教育目的—培养目标—课程目标—教学目标等。 （二）、教育目的与教育方针 一致性：教育目的与教育方针在对教育社会性质的规定上具有内在一致性，两者都含有“为谁培养人”的规定性，都是一定社会各级各类教育在其性质和方向上不得违背的根本指导原则。 区别：1、内容范围：教育方针所含的内容比教育目的更多些。教育目的一般只包含“为谁培养人”和“培养什么样的人”的问题。教育方针还含有“怎样培养人”的问题和教育事业发展的基本原则。 2、侧重点：教育目的在对人的培养的质量规格方面要求较为明确；教育方针在“办什么样的教育”、“怎样办教育”方面显得更为突出。 （三）、教育目的的基本特点 1、教育目的对教育活动具有质的规定性 （1）对教育活动具有质的规定性：“为谁培养人”“为谁服务”的基本规定。人才培养的社会性质和根本方向，培养出与一定社会要求相一致的人。 （2）对教育对象的发展具有质的规定性 A、规定了教育对象培养的社会倾向：成为哪个阶级、哪个社会的人——政治倾向 B、规定了教育对象应有的基本素质： 2、教育目的具有社会性和时代性 中国古代：亲王贵胄接受教育，平民所受教育是为了统治阶级，能够为官，教育带有浓厚的阶级性。倡导儒学，儒学为主流。《管子》帝王之术 中国近代：半殖民半封建。 洋务运动：西学中用，维持清政府饿统治。 五四文化运动：教育的目的是希望提高全民素质，唤起国人的觉悟。 中国现代：维护社会主义利益，为社会主义服务。 （四）、教育目的的确定实质是对教育本质的认识 教育是为了人的发展还是为了社会的发展；是以人为本还是以社会为本；教育的本质到
《计算机控制系统》作业参考答案 作业一 第一章 1.1什么是计算机控制系统？画出典型计算机控制系统的方框图。 答：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控 制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件部分: 计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成; 软件部分: 软件是各种程序的统称，通常分为系统软件和应用软件。 1.2.计算机控制系统有哪几种典型的类型？各有什么特点。 答：计算机控制系统系统一般可分为四种类型： ①数据处理、操作指导控制系统；计算机对被控对象不起直接控制作用,计算机对传感器产生的参数巡回检测、处理、分析、记录和越限报警，由此可以预报控制对象的运行趋势。 ②直接数字控制系统；一台计算机可以代替多台模拟调节器的功能，除了能实现PID 调节规律外, 还能实现多回路串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解藕控制，以及自适应、自学习,最优控制等复杂的控制。 ③监督计算机控制系统；它是由两级计算机控制系统：第一级DDC 计算机, 完成直接数字控制功能；第二级SCC 计算机根据生产过程提供的数据和数学模型进行必要的运算，给DDC 计算机提供最佳给定值和最优控制量等。 ④分布式计算机控制系统。以微处理机为核心的基本控制单元，经高速数据通道与上一级监督计算机和CRT 操作站相连。 1.3.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？ 答：计算机控制系统与连续控制系统主要区别：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与 控制的自动控制系统,既:用计算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制。 与采用模拟调节器组成的控制系统相比较，计算机控制系统具有以下的优点： (1)控制规律灵活，可以在线修改。(2)可以实现复杂的控制规律，提高系统的性能指标. (3)抗干扰能力强，稳定性好。 (4)可以得到比较高的控制精度。 (5)能同时控制多个回路，一机多用，性能价格比高。 (6)便于实现控制、管理与通信相结合，提高工厂企业生产的自动化程度. (7)促进制造系统向着自动化、集成化、智能化发展。 图1.3-2 典型的数字控制系统 给定
PLC、DCS、FCS三大控制系统的基本特点及区别 PLC （1）从开关量控制发展到顺序控制、运送处理，是从下往上的。 （2）连续PID控制等多功能，PID在中断站中。 （3）可用一台PC机为主站，多台同型PLC为从站。 （4）也可一台PLC为主站，多台同型PLC为从站，构成PLC网络。这比用PC机作主站方便之处是：有用户编程时，不必知道通信协议，只要按说明书格式写就行。 （5）PLC网格既可作为独立DCS/TDCS，也可作为DCS/TDCS的子系统。 （6）大系统同DCS/TDCS，如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。 （7）PLC网络如Siemens公司的SINEC—L1、SINEC—H1、S4(错了，去掉)、S5、S6(错了，去掉)、S7等，GE公司的GENET、三菱公司的MELSEC—NET、MELSEC—NET/MINI。 （8）主要用于工业过程中的顺序控制，新型PLC也兼有闭环控制功能。 （9）制造商：GOULD（美）、AB（美）、GE（美）、OMRON（日）、MITSUBISHI（日）、Siemens （德）等。 DCS或TDCS （1）分散控制系统DCS与集散控制系统TDCS是集4C（Communication，Computer， Control、CRT）技术于一身的监控技术。 （2）从上到下的树状拓扑大系统，其中通信（Communication）是关键。 （3）PID在中断站中，中断站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置。 （4）是树状拓扑和并行连续的链路结构，也有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。（5）模拟信号，A/D—D/A、带微处理器的混合。 （6）一台仪表一对线接到I/O，由控制站挂到局域网LAN。 （7）DCS是控制（工程师站）、操作（操作员站）、现场仪表（现场测控站）的3级结构。（8）缺点是成本高，各公司产品不能互换，不能互操作，大DCS系统是各家不同的。（9）用于大规模的连续过程控制，如石化等。 （10）制造商：Bailey（美）、Westinghous（美）、HITACH（日）、LEEDS & NORTHRMP（美）、SIEMENS（德）、Foxboro（美）、ABB（瑞士）、Hartmann & Braun（德）、Yokogawa（日）、Honewell（美国）、Taylor（美）等。 3 FCS （1）基本任务是：本质（本征）安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。（2）全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。 （3）用两根线联接分散的现场仪表、控制装置、PID与控制中心，取代每台仪器两根线。（4）在总线上PID与仪器、仪表、控制装置都是平等的。 （5）多变量、多节点、串行、数字通信系统取代单变量、单点、并行、模拟系统。 （6）是互联的、双向的、开放的取代单向的、封闭的。 （7）用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。 （8）由现场电脑操纵，还可挂到上位机，接同一总线的上一级计算机。 （9）局域网，再可与internet相通。 （10）改变传统的信号标准、通信标准和系统标准入企业管理网。 （11）制造商：美Honeywell 、Smar 、Fisher— Rosemount、 AB/Rockwell、Elsag— Bailey 、Foxboro 、Yamatake 、日Yokogawa、欧 Siemens、 GEC—Alsthom 、Schneider、 proces—Data、 ABB等。 （12）3类FCS的典型
第三章教育目的与全面发展教育 [教学目标] 1．表述教育目的含义，教育目的与教育方针的关系，教育目的的功能； 2．理解教育目的确立的依据，教育目的的价值取向问题及应注意的问题； 3．明确社会主义教育目的的理论基础； 4．掌握现阶段我国社会主义教育目的的基本内容和精神实质； 5．明确教育目的确立的基本依据，了解实现教育目的策略； 6．全面发展教育内容。 [教学重点与难点] 教育目的概念及教育目的的功；教育目的的价值取向与注意的问题；现阶段我国教育目的内容与精神实质；马克思关于人的全面发展学说。 [教学方法] 以讲授法、讨论法为主 [授课时数] 3课时 [教学内容] 第一节教育目的 一、教育目的的类型及功能 （一）教育目的含义 教育目的是指教育要达到的预期结果，反映对教育在人的培养规格标准、努力方向和社会倾向性等方面的要求。 狭义教育目的特指一定社会为所属各级各类教育人才培养所确定的总体要求。 （二）教育目的与教育方针 （三）教育目的的类型 （1）价值性教育目的和操作性教育目的 （2）终极性教育目的和发展性教育目的（理想的和现实的） （3）正式决策的教育目的和非正式决策的教育目的（方针政策法令之中的和教育思想、教育理论之中的） （4）实然教育目的与应然教育目的 （四）教育目的功能——出发点与归宿 1）导向功能；2）调控功能；3）评价功能；4）激励功能。 二、制定教育目的的依据 1、社会依据——一是要根据社会关系现实和发展的需要，二是要根据社会生产和科学技术发展的需要。 2、人的依据——身心发展特点与需要 社会本位的价值取向 个人本位的价值取向 文化本位论 生活本位论
价值取向中的人与社会的关系： （1）要把满足人的需要与社会需要结合起来； （2）满足社会需要与满足人的需要相结合，在实际运行过程中应作动态的、发展的把握，二者互为基点； （3）价值实现的实践着眼点，要落在人的发展上。 三、教育目的选择价值取向 （一）价值取向 社会本位的价值取向 个人本位的价值取向 文化本位论 生活本位论 （二）价值取向中的人与社会的关系： （1）要把满足人的需要与社会需要结合起来； （2）满足社会需要与满足人的需要相结合，在实际运行过程中应作动态的、发展的把握，二者互为基点； （3）价值实现的实践着眼点，要落在人的发展上。 （三）教育目的的价值取向确立应注意的问题 1、社会价值取向确立应注意的问题 1）以可持续发展的理念为指导 2）适应与超越的问题： 适应，是指教育对现实社会当前需要的符合性； 超越，是指教育对现实社会当前的超出性，是教育基于现实社会当前的发展趋势或可能，在体现现实社会未来发展要求，满足现实社会未来需要方面所具有的努力状态。 3）功利价值与人文价值的问题： 教育的功利性，即它自身活动所产生的社会物质生产、经济发展及物质利益满足方面的功用性和效益，这方面的意义体现教育在社会中的功利性价值。 教育的人文性，即它自身活动对社会精神生活、文化发展、价值精神建构方面所产生的作用和效果，这方面的意义体现为教育在社会中的人文价值。 4）民族性与世界性问题——国际化和本土化 2、人的价值取向确立应注意的问题 1）人的社会化和个性化问题 2）人的理性与非理性问题：、 3）科技素质与人文素质问题 四、我国教育目的 （一）我国教育目的制定的理论基础 马克思主义关于人的全面发展学说 人的全面发展含义：表现为人的体力和智力得到充分自由的发展。 基本内容： 1）旧式分工导致人的片面发展； 2）人的发展与社会生产发展相一致； 3）大机器工业生产要求人的全面发展，并为人的全面发展提供了物质基础； 4）实现人的全面发展的根本途径是教育同生产劳动相结合。 （二）我国现阶段的教育目的 1 现阶段教育目的的表述 1995年《中华人民共和国教育法》：“教育必须为社会主义现代化建设服务，必须与生产劳动相结合，培养德、智、体等全面发展的社会主义事业的建设者和接班人。”
计算机控制系统试卷一答案 班级：姓名：学号：成绩： 一、简答题（每小题5分，共50分） 1、画出典型计算机控制系统的基本框图。 答：典型计算机控制系统的基本框图如下： 2、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？ 答：根据采样过程的特点，可以将采样分为以下几种类型。 (1) 周期采样 指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。 (2) 同步采样 如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。 (3) 非同步采样 如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步采样。 (4) 多速采样 如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。 (5) 随机采样 若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。 3、简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。 答：(1)比例调节器：比例调节器对偏差是即时反应的，偏差一旦出现，调节器立即产生控制作用，使输出量朝着减小偏差的方向变化，控制作用的强弱取决于比例系数K P。比例调节器虽然简单快速，但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。加大比例系数K P可以减小静差，但是K P过大时，会使系统的动态质量变坏，引起输出量
振荡，甚至导致闭环系统不稳定。 (2)积分调节器：为了消除在比例调节中的残余静差，可在比例调节的基础上加入积分调节。积分调节具有累积成分，只要偏差e不为零，它将通过累积作用影响控制量u，从而减小偏差，直到偏差为零。积分时间常数T I大，则积分作用弱，反之强。增大T I将减慢消除静差的过程，但可减小超调，提高稳定性。引入积分调节的代价是降低系统的快速性。 (3)微分调节器：为加快控制过程，有必要在偏差出现或变化的瞬间，按偏差变化的趋向进行控制，使偏差消灭在萌芽状态，这就是微分调节的原理。微分作用的加入将有助于减小超调，克服振荡，使系统趋于稳定。 4、采样保持器LF398工作原理图如下图，试分析其工作原理。 答：LF398的电路原理：放大器A2作为比较器来控制开关K的通断，若IN+的电压高于IN-的电压，则K闭合，由A1、A3组成跟随器，并向C H端外接的保持电容充电；IN+的电压低于IN-的电压时，则K断开，外接电容保持K断开时刻的电压，并经A3组成的跟随器输出至Aout。 5、线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？ 答：线性离散控制系统稳定的充要条件是：闭环系统特征方程的所有根的模｜z i｜<1，即闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。 6、为什么会出现比例和微分饱和现象？ 答：当给定值发生很大跃变时，在PID增量控制算法中的比例部分和微分部分计算出的控制增量可能比较大(由于积分项的系数一般小得多，所以积分部分的增量相对比较小)。如果该计算值超过了执行元件所允许的最大限度，那么，控制作用必然不如应有的计算值理想，
PL C、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异 FCS是由PLC发展而来的；而在另一些行业，FCS又是由DCS发展而来的，所以FCS与PLC及DCS之间有着千丝万缕的联系，又存在着本质的差异。本文试就PL C、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异作一分析，指出它们之间的渊源及发展方向。 摘要： 本文对PL C、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异进行了分析，指出了三种控制系统之间的渊源及发展方向。 关键词： 可编程序控制器（PLC）分散控制系统（DCS）现场总线控制系统（FCS） 1.前言 上世纪九十年代走向实用化的现场总线控制系统，正以迅猛的势头快速发展，是目前世界上最新型的控制系统。现场总线控制系统是目前自动化技术中的一个热点，正受到国内外自动化设备制造商与用户越来越强烈的关注。现场总线控制系统的出现，将给自动化领域带来又一次革命，其深度和广度将超过历史的任何一次，从而开创自动化的新纪元。 在有些行业，FCS是由PLC发展而来的；而在另一些行业，FCS又是由DCS 发展而来的，所以FCS与PLC及DCS之间有着千丝万缕的联系，又存在着本质的差异。本文试就PL C、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异作一分析，指出它们之间的渊源及发展方向。 2．PL
C、DCS、FCS三大控制系统的基本特点 目前，在连续型流程生产自动控制（PA）或习惯称之谓工业过程控制中，有三大控制系统，即PL C、DCS和FCS。它们各自的基本特点如下： 2．1 PLC （1）从开关量控制发展到顺序控制、运送处理，是从下往上的。 （2）连续PID控制等多功能，PID在中断站中。 （3）可用一台PC机为主站，多台同型PLC为从站。 （4）也可一台PLC为主站，多台同型PLC为从站，构成PLC网络。这比用PC机作主站方便之处是： 有用户编程时，不必知道通信协议，只要按说明书格式写就行。 （5）PLC网格既可作为独立DCS/TDCS，也可作为DCS/TDCS的子系统。 （6）大系统同DCS/TDCS，如T DC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。 （7）PLC网络如Siemens公司的SINEC—L 1、SINEC—H 1、S 4、S 5、S 6、S7等，GE公司的GENET、三菱公司的MELSEC—NET、MELSEC— NET/MINI。 （8）主要用于工业过程中的顺序控制，新型PLC也兼有闭环控制功能。
【考点1】教育目的及其特点 教育目的规定了把受教育者培养成什么样的人，是培养人的质量规格与标准，是对受教育者的总的要求。教育目的一般由国家或国家教育行政部门制定，指导一定时期的各级各类教育工作。 狭义的教育目的是指国家对把受教育者培养成什么样的人才提出的总的要求。广义的教育目的是指人们对受教育者的期望，即希望受教育者通过教育在身心诸方面发生什么样的变化或产生怎样的结果，其结构层次有上下位次之分，依次为教育目的——培养目标——课程目标——教学目标等。教育目的有两个较为明显的特点，其一是教育目的对教育活动具有质的规定性，其二是教育目的具有社会性和时代性。 【考点2】教育目的的基本类型 从教育目的作用的特点看，有价值性和功用性之分;从其要求的特点看，有终极性和发展性之分;从被实际所重视的程度看，有正式决策和非正式决策之分。 价值性教育目的，即具有价值判断意义的教育目的，含有一定价值观实现要求的教育目的，表示人才培养所具有的某种价值取向，是指导教育活动最根本的价值内核。 功用性教育目的，即教育在发展人从事或作用于各种事物的活动性能方面所预期的结果，内含对人的功用性发展的指向和要求，在教育实践中以能力、技能技巧等方面的具体要求呈现出来。 终极性教育目的，也称理想的教育目的，是指具有终极结果的教育目的，表示各种教育及其活动在人的培养上最终要实现的结果，它蕴涵着人的发展要求具有“完人”的性质。 发展性教育目的，也称现实的教育目的，是指具有连续性的教育目的，表示教育及其活动在发展的不同阶段所要实现的各种结果，表明对人培养的不同时期、不同阶段前后具有衔接性的各种要求。 正式决策的教育目的是指被社会一定权力机构确定并要求所属各级各类教育都必须遵循的教育目的。 非正式决策的教育目的是指蕴涵在教育思想、教育理论中的教育目的，它不是被社会一定权力机构正式确立而存在的，而是借助一定的理论主张和社会根基而存在的。 内在教育目的即具体教育过程要实现的直接目的，是对具体教育活动预期结果的直接指向，内含对学习者情意品行、知识认知、行为技能等方面发展变化预期的结果，通过某门课程及其教学目标或某一单元、某一节课的教学目标体现出来的可预期的具体结果。 外在教育目的是指教育目的领域位次较高的教育目的，他体现一个国家或地区的教育在人的培养上所预期达到的总目标和结果，是一个国家或地区对所属各级各类教育培养人的普遍的原则要求。 【考点3】教育目的的功能 教育目的的功能是指教育目的对实际教育活动所具有的作用，主要包括：对教育活动的定向功能;对教育活动的调控功能;对教育活动的评价功能。以上三个功能相互联系、综合体现。定向功能伴随评价功能和调控功能而发挥;调控功能的发挥需要以定向功能和评价功能为依据;评价功能的发挥凭借定向功能。 【考点4】确立教育目的的依据
1-3自动控制系统的分类 本课程的主要内容是研究按偏差控制的系统。为了更好的了解自动控制系统的特点，介绍一下自动控制系统的分类。分类方法很多，这里主要介绍其中比较重要的几种： 一、按描述系统的微分方程分类 在数学上通常可以用微分方程来描述控制系统的动态特性。按描述系统运动的微分方程可将系统分成两类： 1．线性自动控制系统描述系统运动的微分方程是线性微分方程。如方程的系数为常数，则称为定常线性自动控制系统；相反，如系数不是常数而是时间t的函数，则称为变系数线性自动控制系统。线性系统的特点是可以应用叠加原理，因此数学上较容易处理。 2．非线性自动控制系统描述系统的微分方程是非线性微分方程。非线性系统一般不能应用叠加原理，因此数学上处理比较困难，至今尚没有通用的处理方法。 严格地说，在实践中，理想的线性系统是不存在的，但是如果对于所研究的问题，非线性的影响不很严重时，则可近似地看成线性系统。同样，实际上理想的定常系统也是不存在的，但如果系数变化比较缓慢，也可以近似地看成线性定常系统。 二、按系统中传递信号的性质分类 1．连续系统系统中传递的信号都是时间的连续函数，则称为连续系统。 2．采样系统系统中至少有一处，传递的信号是时间的离散信号，则称为采样系统，或离散系统。 三、按控制信号r(t)的变化规律分类 1．镇定系统() r t为恒值的系统称为镇定系统(图1-2所示系统就是一例)。 2．程序控制系统() r t为事先给定的时间函数的系统称为程序控制系统(图1-11所示系统就是一例)。 3．随动系统() r t为事先未知的时间函数的系统称为随动系统，或跟踪系统，如图1-7所示的位置随动系统及函数记录仪系统。
电子节气门控制系统结构特点及其优势 2007-12-10 23:49 在生产了S-10s汽车已达20年之久的时候，通用汽车公司在2004年的秋季推出了他们的雪佛兰Colorado和GMC Canyon两款中级皮卡。在这两款车上，所采用的所有新的和改进的标准技术就是“ETC”这3个字母，即“电子节气门控制系统”。 自1988年宝马轿车开始应用电子节气门控制系统以来，该控制系统只是应用在一小部分高级轿车上。在过去的3年中，电子节气门控制系统在美国已经被应用于更多本国生产的汽车上。从最新的报道可以看到，在大众化的汽车市场上，电子节气门控制系统已经成为许多售价仅为一万四千美元的汽车的标准配置了。通用汽车公司并不是唯一一家在汽车上采用电子节气门控制系统的汽车制造商，因为斯巴鲁公司已经宣布，他们将在2005年生产的所有车型上应用电子节气门控制系统。另外，福特汽车公司的旗舰产品福特F－150也将采用电子节气门控制系统。电子节气门控制系统的技术已经相当成熟，其价格已经降了下来，性价比也在不断地得到提高。在汽车上应用电子节气门控制系统已经成为1个发展趋势。 我们一般都是通过控制进入发动机的空气流量来调节发动机的转速。在传统的发动机设计方案中，节气门的位置主要是通过1个机械连杆机构（鲍顿拉索）来控制的，其中还包括弹簧、皮带轮以及其它的一些零件。 鲍顿拉索总成长时间以来都很好地发挥了它的作用，但是它也表现出了一些不足。首先，从汽车NVH（噪声、振动和不平顺性）和装配的角度来看，由于安装鲍顿拉索机构需要在驾驶室的前壁上开1个孔，以便将发动机节气门和驾驶室内的加速踏板连接在一起，而这个孔同时也就成为发动机噪声向驾驶室传播的1 个通道。其次，鲍顿拉索机构包含有多根钢丝，钢丝的2个末端分别与加速踏板和节气门阀片相连接。在这种情况下就必须设法将许多零部件布置在1个非常狭小的空间内。采用鲍顿拉索机构控制节气门所要面临的第3个问题是：由于整个操作过程都是通过机械连杆机构来完成，因此从驾驶员通过踩下加速踏板发出操作指令到执行机构做出响应就会出现1个时间滞后，这样就会导致驾驶员所期望的最好燃油经济性能和排放性能与发动机实际实现的往往并不一样。而采用电子节气门控制系统则可避免这种在时间上滞后现象的发生。根据发动机调试仪表测得的数据可以知道，替代机械连杆机构的电子节气门控制系统大大缩短了执行元件的响应时间，通过在驾驶员的操作和发动机的运转之间设置一些软件程序，还能够实现对发动机节气门开度更精确的控制，而节气门开度控制精度的提高将会改善发动机的燃油经济性能及排放性能。 电子节气门控制系统也称为电动线控驾驶系统，是将巧妙的设计应用于汽车工程的典型例子。大部分用来检验电子节气门控制系统应用于汽车的安全性方面的工作，人们都已经在军用和民用飞机上进行了。如果没有计算机的持续监测和对控制平面的不断调整，一些新型飞机根本就无法飞行。飞机这种对于超可靠性、远程计算机控制执行的需要，大大促进了电动线控驾驶系统相关技术的发展。
《计算机控制系统》课程复习题答案 一、知识点：计算机控制系统的基本概念。具体为 了解计算机控制系统与生产自动化的关系；掌握计算机控制系统的组成和计算机控制系统的主要特性；理解计算机控制系统的分类和发展趋势。 回答题： 1.画出典型计算机控制系统的基本框图； 答：典型计算机控制系统的基本框图如下： 2.简述计算机控制系统的一般控制过程； 答：(1) 数据采集及处理，即对被控对象的被控参数进行实时检测，并输给计算机进行处理； (2) 实时控制，即按已设计的控制规律计算出控制量，实时向执行器发出控制信号。 3.简述计算机控制系统的组成； 答：计算机控制系统由计算机系统和被控对象组成，计算机系统又由硬件和软件组成。 4.简述计算机控制系统的特点； 答：计算机控制系统与连续控制系统相比，具有以下特点： ⑴计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。 ⑵计算机控制系统修改控制规律，只需修改程序，一般不对硬件电路进行改动，因此具有很大的灵活性和适应性。 ⑶能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。 ⑷计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。 ⑸一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式，同时控制多个回路。 ⑹采用计算机控制，便于实现控制与管理一体化。 5.简述计算机控制系统的类型。 答：（1）操作指导控制系统； （2）直接数字控制系统； （3）监督计算机控制系统 （4）分级计算机控制系统 二、知识点：计算机控制系统的硬件基础。具体为 了解计算机控制系统的过程通道与接口；掌握采样和保持电路的原理和典型芯片的应用，掌握输入/输出接口电路：并行接口、串行接口、A/D和D/A的使用方法，能根据控制系统的要求选择控制用计算机系统。 回答题： 1.给出多通道复用一个A/D转换器的原理示意图。 2.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。 3.例举三种以上典型的三端输出电压固定式集成稳压器。 答：W78系列,如W7805、7812、7824等；W79系列，如W7805、7812、7824等 4.使用光电隔离器件时，如何做到器件两侧的电气被彻底隔离？ 答：光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。 5.说明隔离电源的基本作用。 答：为了实施隔离技术，隔离电源可以为被隔离的各个部分提供独立的或相互隔离的电源供电，以切断各个部分间的电路联系。 6.什么是采样或采样过程？
PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异 前言 上世纪九十年代走向实用化的现场总线控制系统，正以迅猛的势头快速发展，是目前世界上最新型的控制系统。现场总线控制系统是目前自动化技术中的一个热点，正受到国内外自动化设备制造商与用户越来越强烈的关注。现场总线控制系统的出现，将给自动化领域带来又一次革命，其深度和广度将超过历史的任何一次，从而开创自动化的新纪元。 在有些行业，FCS是由PLC发展而来的；而在另一些行业，FCS 又是由DCS发展而来的，所以FCS与PLC及DCS之间有着千丝万缕的联系，又存在着本质的差异。本文试就PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异作一分析，指出它们之间的渊源及发展方向。 2.PLC、DCS、FCS三大控制系统的基本特点 目前，在连续型流程生产自动控制（PA）或习惯称之谓工业过程控制中，有三大控制系统，即PLC、DCS和FCS.它们各自的基本特点如下：2.1 PLC （1）从开关量控制发展到顺序控制、运送处理，是从下往上的。 （2）连续PID控制等多功能，PID在中断站中。 （3）可用一台PC机为主站，多台同型PLC为从站。 （4）也可一台PLC为主站，多台同型PLC为从站，构成PLC网络。这比用PC机作主站方便之处是：有用户编程时，不必知道通信协议，只要按说明书格式写就行。 （5）PLC网格既可作为独立DCS/TDCS，也可作为DCS/TDCS的
子系统。 （6）大系统同DCS/TDCS，如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300.（7）PLC网络如Siemens公司的SINECL1、SINECH1、S4、S5、S6、S7等，GE公司的GENET、三菱公司的MELSECNET、MELSECNET/MINI.（8）主要用于工业过程中的顺序控制，新型PLC 也兼有闭环控制功能。 （9）制造商：GOULD（美）、AB（美）、GE（美）、OMRON（日）、MITSUBISHI（日）、Siemens（德）等。 2.2 DCS或TDCS （1）分散控制系统DCS与集散控制系统TDCS是集4C （Communication，Computer，Control、CRT）技术于一身的监控技术。 （2）从上到下的树状拓扑大系统，其中通信（Communication）是关键。 （3）PID在中断站中，中断站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置。 （4）是树状拓扑和并行连续的链路结构，也有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。 （5）模拟信号，A/DD/A、带微处理器的混合。 （6）一台仪表一对线接到I/O，由控制站挂到局域网LAN.（7）DCS是控制（工程师站）、操作（操作员站）、现场仪表（现场测控站）的3级结构。 （8）缺点是成本高，各公司产品不能互换，不能互操作，大DCS