工业控制机及应用习题解答

工业控制机及应用习题解答
工业控制机及应用
习题解答
第一章工业控制机详述
问题1什么是工业控制计算机？有哪些部分组成？
用作工业掌控的计算机称作工业掌控计算机，缩写控制机。

工业掌控计算机就是计算
机两大门类，具备关键的计算机属性和特征，例如具备计算机、外围、外设及USB，具备
实时操作系统，掌控网络及协议，计算能力，系统软件，工具软件，应用软件和人机界面，使用总线结构等。

工控机系统通常就是所指对工业生产过程及其机电设备、工艺装备展开
检测与掌控的自动化技术工具的总称。

控制机由计算机和过程输入输出（i/o）通过两大
部分共同组成。

工控系统(包含硬件、软件)，不包含传感器、检测仪表和执行器。

问题2
工控机的特点存有哪些？
1）实时性。

工控机对工业生产过程进行实时在线检测与控制，对工况变化给予快速
响应，及时进行采集和输出调节（把各种操作分成不同的优先级处理，这与通用机不同），保证被控系统的正常运行。

2）可靠性。

工控机具备在粉尘、高温、干燥、振动、（酸、碱）锈蚀和电磁干扰等
的工业环境、长时间、已连续可信工作的能力。

能抗炎工业电网的浪涌、滑落和尖峰阻碍等。

并具有较好的故障诊断和可维护性，以确保及时发现和修理。

对可靠性最有效率的测
试主要为：冲击、振动、踢耐压、强磁场、高低温暂存和循环、瞬时过压阻碍、板级更改
时间等。

3）输出/输入能力。

工控机具备很强的输出/输入功能，与工业现场的各种检测
仪表和掌控装置，例如：传感器、变送器、执行器、报警器、显示器等相连接，以顺利完
成各种测量掌控任务。

4）各种应用软件大多数工控机以windows作工作平台，支持多种高级语言编程，支
持实时多任务操作系统。

应用软件极为丰富，特别是组态软件更为用户提供方便。

问题3
控制机与一般通用计算机相比较有何特点？
1）具备较健全的过程地下通道，易于将各种形式的信息转换,并顺利完成检测数据输
出和掌控
信息输出。

2）必须存有比较完善的中段系统和高速数据通道，以使其能够快速积极响应生产过
程收到的中段命令，时能与生产过程实时互换信息。

3）具备高可靠性。

工业生产常常是连续（昼夜）生产，这就要求控制计算机具有高度可靠性。

不能中途
停机，不能发生故障。

目前的计算机都能作到几千小时不出一次故障。

就是出了故障由于
检查故障程序比较完善也能在几分钟之内修复。

4）具备人机联系功能，以便同时实现人机对话，及时地对生产过程展开必要的干涉。

生产过程常常可以出现意外事故，或生产设备发生问题，掌控失灵等，都须要人工暂停计
算机控制，或辨认出掌控出现偏差，人工可以修正掌控。

5）具有能正确反映生产规律的数学模型，其数学模型只能近似反映出生产规律，其
近似误差愈小，或者说近似程度愈接近，就愈容易实现生产过程最佳控制，达到增加产量
提高产品质量、降低消耗、降低成本的目的。

因此，实现计算机控制以后，要不断的改善、修正数学模型，提高数学模型近似程度是一项不可缺少的工作。

6）具备适合掌控用的软件系统。

包含操作系统的系统软件和应用软件，用来提升掌
控质量，例如适用于于生产在线掌控的实时操作系统，各种过程输出/输入地下通道的中
断处理程序，过程i/o数据传输过程发生错误的处理程序和同时实现过程控制应用程序。

问题4现场生产过程的各种生产设备必须什么条件？
1）具有能接受控制机（过程输入/输出通道）送来的控制信息，并对生产设备行使控
制的控制器或称控制部件。

如是直流电机，常采用可控硅控制器，解接受控制器送来的控
制信号控制电机的起、停和快慢。

有的是用常规控制仪表（pid仪表），由计算机给pid
仪表设定或修正调正值，由pid仪表按给定的调正值行使控制。

2）能够存有检测生产设备的运转状态的一次仪表（部件）或二次切换仪表部件。

检
测仪表输入信息能够被控制机过程输出/输入地下通道所拒绝接受的模拟量和数字量。

3）
能够存有充分反映生产规律的数学模型。

这是实现计算机控制生产的三个前提条件，只有具备这三个条件才谈得上计算机自动
控制生产过程。

问题5工控机主要应用领域在哪些领域？
工控机是计算机技术与自动控制技术结合的产物，是实现工业生产自动化、优质、高产、低耗、提高工业企业经济效益的重要工具。

工控机主要应用于单机自动化、过程控制、制造自动化、楼宇自动化等领域。

1）单机自动化数控机床、lenses机床、电子量具量仪、基钦根机械、焊接设备、智
能仪器仪表、工业机器人、汽车电子化、电站自动化控制系统、电子化低压电器、电机电
气化传动装置、工程机械、农牧机械、轻工机械、纺织机械、信息控制机、军事装置等。

除了电子化家用电器、照相机、医疗器械等。

2）过程控制主要用于连续化、流程化的生产过程中：化工、冶金、电力等。

3）制造
自动化主要用于离散加工控制的生产过程中，如：机械、电子、汽车等。

4）楼宇自动化
主要用于集中空调、冷冻站、热交换站、变配电系统、照明系统、给排水系统。

电梯系统、车库管理系统、保安防盗系统、消防广播系统等。

问题6、谈谈工控计算机发展趋势。

(1)从人围著计算机转回，发展为计算机围著人转回；(2)从计算机具备联网功能，发
展为网络具备计算机功(3)从来源于符号获取信息，发展为来源于信息以获取科学知识；
(4)从人应用计算机增长了知识，发展为计算机在被人使用的同时也优化了功能；(5)
多通道控制模式：语言、动作；(6)计算机仿真与虚拟现实；
(7)智能体概念（agent）：它代表拟人的智能实体，具备类似人的特性和能力，例如
自律性、主动性、敏感性、反应性、机动性、社团性。

问题7综合自动化的内容就是什么？
cims是基于制造技术（使用数控机床、机器人等加工）、信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术的一门发展中的综合性技术。

它的最大特点是多种技术的“综合”
与全企业信息的“集成”，它是信息时代企业自动化发展的总方向。

cips其关键技术包括计算机网络技术、数据库管理系统、各种接口技术、过程操作优化技术、先进控制技术、
软测量技术、生产过程的安全保护技术等。

管控一体化、工业企业信息化、基于网络的自
动化、it与自动化的目标即将成为现实。