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第二章 计算机控制系统的组成第 1 页 共 15 页第二章 计算机控制系统的组成 第一节 计算机控制系统组成概述一、计算机控制系统的组成图2－1(a) 计算机控制系统的组成框图如图2－1（a）所示，计算机控制系统主要由工业控制机和生产过程两大部分组成。
工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分；生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置，这些装置有各种类型的标准产品，在设计计算机控制系统时根据需要进行合理选型。
二、工业控制机工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分。
1、工业控制机的硬件组成图2－1（b）工业控制机的硬件组成原理图工业控制机的硬件包括主机板、内部总线和外部总线、人机接口、磁盘系统、通信接口、输入输出通道。
（1）主机板:CPU、RAM、ROM等。
作用：进行数值计算、逻辑判断、数据处理。
（2）内部总线和外部总线内部总线：工业控制机内部各组成部分进行信息传送的公共通道，它是一组信号线的集合。
常用内部总线有IBM PC、PCI总线和STD总线。
外部总线：工业控制机与其它计算机和智能设备进行信息传递的公共通道。
RS—232C、USB和IEEE—488通信总线。
（3）人—机接口:键盘、显示器、打印机。
（4）磁盘系统：软盘和硬盘。
（5）通信接口: 工业控制机和其它计算机或智能外设通信的接口。
常用RS—232C、USB和IEEE—488接口。
(6)系统支持功能①监控定时器(看门狗-Watchdog) ②电源掉电检测③保护重要数据的后备存贮器体 ④实时日历时钟(7) 输入输出通道工业控制机和生产过程之间设置的信号传递和变换的连接通道。
它包括模拟量输入(AI)通道、模拟量输出(AO)通道、数字量(或开关量)输入(DI)通道、数字量(或开关量)输出(DO)通道。
它的作用有两个：其一、是将生产过程的信号变换成主机能够接受和识别的代码；其二、是将主机输出的控制命令和数据，经变换后作为执行机构或电气开关的控制信号。
工业控制计算机组成原理
工业控制计算机是一种特殊用途的计算机，其主要用于工业自动化领域。
工业控制计算机的组成原理包括以下几个方面：
1.中央处理器：工业控制计算机的中央处理器可以是普通的计算机CPU，也可以是专门设计的工业CPU。
中央处理器负责执行指令、进行数据处理和控制操作。
2.存储器：工业控制计算机的存储器包括内存和外存。
内存用于存储程序和数据，外存用于长期存储程序和数据。
3.输入输出设备：工业控制计算机的输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
这些设备用于与用户交互，并将结果输出到外部设备或显示器上。
4.总线结构：工业控制计算机的总线结构包括数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据，地址总线用于传输内存地址，控制总线用于传输控制信号。
5.操作系统：工业控制计算机的操作系统通常是专门设计的实时操作系统。
实时操作系统能够对实时任务进行及时响应和处理，从而保证工业控制计算机的稳定性和可靠性。
以上是工业控制计算机的组成原理，这些组成部分相互协作，共同完成工业自动化控制任务。
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第一章1、计算机控制系统是由哪几部分组成的？画出方框图并说明各部分的作用。
答:计算机控制系统由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部分组成；框图P3。
1）工业控制机主要用于工业过程测量、控制、数据采集、DCS操作员站等方面。
2）PIO设备是计算机与生产过程之间的信息传递通道，在两者之间起到纽带和桥梁的作用。
3）生产过程就是整个系统工作的各种对象和各个环节之间的工作连接。
2、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？（1）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事件做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。
（2）实时性一般要求计算机具有多任务处理能力，以便将测控任务分解成若干并行执行的多个任务，加快程序执行速度；在一定的周期时间对所有事件进行巡查扫描的同时，可以随时响应事件的中断请求。
3.计算机控制系统有哪几种典型形式？各有什么主要特点？（1）操作指导控制系统（OIS）优点：结构简单、控制灵活和安全。
缺点：由人工控制，速度受到限制，不能控制对象。
（2）直接数字控制系统(DDC) （属于计算机闭环控制系统）优点：实时性好、可靠性高和适应性强。
（3）监督控制系统（SCC）优点：生产过程始终处于最有工况。
（4）集散控制系统优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。
（5）现场总线控制系统优点：与DOS相比降低了成本，提高了可靠性。
（6）PLC+上位系统优点：通过预先编制控制程序实现顺序控制，用PLC代替电器逻辑，提高了控制是现代灵活性、功能及可靠性。
附加：计算机控制系统的发展趋势是什么？大规模及超大规模集成电路的发展，提高了计算机的可靠性和性能价格比，从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。
为更好地适应生产力的发展，扩大生产规模，以满足对计算机控制系统提出的越来越高的要求，目前计算机控制系统的发展趋势有以下几个方面。
计算机控制技术课后习题答案第一章绪论1.计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：P2(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)实时决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按预定的控制规律，决定将要采取的控制策略。
(3)实时控制：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。
2 .计算机控制系统是由哪几部分组成？画出方块图并说明各部分的作用。
P3答：（1）计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。
（2）方块图如下图1.1所示：图1.1 计算机控制系统的组成框图作用：①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。
其中系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序，它是支持软件及各种应用软件的最基础的运行平台；支持软件用于开发应用软件；应用软件是控制和管理程序；②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。
③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。
3. 计算机控制系统的实时性、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？P2(1)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事件做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。
(2)在计算机控制系统中要考虑实时性，因为根据工业生产过程出现的事件能够保持多长的时间；该事件要求计算机在多长的时间以内必须作出反应，否则，将对生产过程造成影响甚至造成损害。
4. 计算机控制系统有哪几种典型形式？各有什么主要特点？P4~7（1）操作指导系统（OIS）优点：结构简单、控制灵活和安全。
缺点：由人工控制，速度受到限制，不能控制多个对象。
（2）直接数字控制系统(DDC)优点：实时性好、可靠性高和适应性强。
（3）监督控制系统（SCC）优点：生产过程始终处于最有工况。
工业控制计算机使用说明书目录第一章产品介绍1.1计算机接口 (03)1.2计算机尺寸 (03)1.3规格参数 (04)1.4电源规格 (04)第二章安装及升级注意事项2.1系统与软件的安装 (05)2.2其它板卡的安装 (05)2.3计算机的升级 (05)2.4使用注意事项 (05)2.5产品使用与存储环境说明 (06)2.6使用问题 (06)第三章日常使用保养3.1需要准备的工具 (06)3.2清洁操作步骤 (07)第四章特殊环境现场注意事项4.1易氧化腐蚀现场环境之一 (07)4.2易氧化腐蚀现场环境之二 (07)4.3粉尘污染的现场环境 (08)附录：版权说明 (08)第一章产品介绍IPC-5103是一款高性能工业控制计算机，可桌面安装放置，壁挂安装。
该产品功能强大，多接口，易扩展等特性满足客户应用需求。
箱体采用1.2MM高强度镀锌板所制，带有高速散热风扇，内定制台湾研华工业级主板，为客户带来更稳定的产品及更长的生命周期。
1.1计算机接口可拆卸防尘网电源/硬盘指示灯串口3~6电源/重启开关（正面）电源接口外置开关（选配）扩展插槽USB扩展(选配)PS/2COM2串口1LANCOM1DP USB音频1.2计算机尺寸（背面图）（正面图）（底部安装尺寸）（侧面安装尺寸图）1.3参数规格1.4电源规格标准1UATX电源，交流AV110V~240V输入，50~60Hz频率，5A电流，额定功率250W第二章安装与升级注意事项2.1系统与软件的安装整机可支持大多数主流操作系统和应用软件，详见参数，如WINDOWS7/8/10/2008/2012等，其余如DOS，WINDOWS95/98/NT/XP/2000/2003等较低版本的WIDOWS是否支持需要您采购前进行确认。
Linux系统在安装时也有可能会出现较低内核版本不支持的情况。
若您需要较低版本的WINDOWS或LINUX请务必于采购前确认清楚。
2.2其它板卡的安装（★建议请由专业人士操作）计算机的安装只需一把螺丝刀，在安装前应准备好所有需要安装的板卡并把它们集中到一起。
