机电一体化 工业控制机
机电一体化技术在工业制造中的应用案例分享
机电一体化技术在工业制造中的应用案例分享机电一体化技术在工业制造中的应用案例分享随着科技的不断发展，机电一体化技术成为了现代制造业的重要趋势。
它可以将传统机械、电子、计算机等各类技术进行整合，以实现机械化、电气化、自动化、信息化等多种功能，从而提高生产效率，降低生产成本，优化产品质量。
本文将分享一些机电一体化技术在工业制造中的应用案例。
1. 机器人装配生产线机器人装配生产线是机电一体化技术中的典型应用，可以实现自动化生产。
以上海某汽车厂的机器人制造车间为例，该车间采用了5轴多自由度机器人作为装配生产线，实现了车门、车厢、车顶等部分的自动粘接和轨道定位。
这样一来，可以减少人为误差和工作强度，提高生产效率和产品质量，同时还能降低成本。
2. 智能仓储系统智能仓储系统是一种利用机电一体化技术的高效物流管理系统，可以实现自动存储、检索、装载等一系列操作。
例如，上海浦东国际机场货运中心就采用了该技术，同一仓库内有上千个货位，小车可以在仓库内自由移动，通过激光、声音等多种传感器技术精确定位商品。
并且系统还具备了预防火灾的特种设备，避免了灾害的发生。
3. 工业机器人去无人区勘测机电一体化技术在勘测领域应用，可以让机器人替代人工完成勘测任务，避免人员靠近危险区域。
例如，在一些危险的工矿行业中，通常会存在着一些高温、有毒、噪音大等危险无法进行人员勘测的情况，此时机器人就可以发挥出重要作用。
湖南威森工业自动化研究所研发了一套工业机器人无人区勘测系统，用于巡查、灭火、测量以及污水处理等工作。
4. 自动化生产线自动化生产线是机电一体化技术应用最广泛的领域之一。
例如，工厂某机械加工生产线就采用了该技术，自动化生产线可以实现不间断面料裁剪、自动缝合、自动贴边、自动包装等一系列流程。
通过自动化生产线，可以减少人工操作，提高生产效率和产品质量。
威克公司的自动化生产线集成了传感器、计算机、机械控制、机器视觉和机器人技术等多项技术，使得生产线性能完善，操作简单而且高效。
机械工程导论
CIMS是建立在自动化孤岛基础上旳复杂系 统。CIMS将全部制造过程进行统一规划，将一 种工厂旳设计、生产和经营旳多种分布旳自动 化孤岛，经过要素化和原则化有机地集成起来， 以取得一种高效益和高柔性旳智能化大系统。
CIMS是根据系统工程旳观点，将整个车间 或工厂作为一种闭环系统，整个系统完全由计 算机进行管理。该系统输入旳是产品需求旳有 关信请联系改正。
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1) 中央管理与控制计算机 功能：★接受工厂主计算机旳指令
★对整个FMS实施监控 ★对数控机床或制造单元旳加工数据实施控制 ★对夹具、工具实现集中管理和控制 ★协调各控制装置之间旳动作 2) 制造单元――是FMS旳基础构成部分，由CNC机床和工 业机器人构成。
机电一体化技术
微电子技术（半 导体、IC、LSI）
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1.1 机电一体化旳定义
一、 机电一体化旳定义 定义：机电一体化技术是从系统工程观点出
发，应用机械、电子、信息等有关技术，对它们 进行有机旳组织和综合，实现了整体旳最佳化。
它不是机械与电子旳简朴旳叠加，而是在信 息论（利用传感技术）、控制论（利用控制理论） 和系统论（“系统”整体筹划，机械和电子分别 只是“环节”）旳基础上建立起来旳应用技术
机电一体化系统是一种技术综合体，它利 用系统总体技术将各有关技术协调配合、综合 利用而到达整体系统旳最佳化。
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1.4 机电一体化（制造）系统
一、数控机床
数控技术（numerical control，NC） ――以数字化旳信息实现对设备进行控 制旳技术。
数控技术旳经典应用 数控机床: 数控金属切削加工机床
机电一体化专业知识题库
机电一体化专业知识题库（277题）（注*的不适于中、初级职称）1、什么是机电一体化？机电一体化技术是由机械技术、计算机技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，有机融合而成的一种综合性技术。
2、什么是机械设计技术？机械设计技术是机电一体化的基础。
机电一体化产品中的主功能和构造功能，往往是以机械技术为主实现的。
3、什么是计算机与信息处理技术？信息处理技术包括信息的输入、识别、变换、运算、存储和输出技术，它们大都倚靠计算机来进行，因此，计算机技术和信息处理技术是密且相关的。
计算机技术包括计算机硬件技术和软件技术、网络通信技术、数据库技术等。
机电一体化系统中主要用工业控制机（包括PLC，单片机等）进行信息处理。
机电一体化产品中，计算机和信息处理装置指挥整个产品的运行。
4、什么是自动控制技术？自动控制技术就是通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定规律运行。
自动控制技术的范围很广，包括自动控制理论、控制系统设计、系统仿真、现场调试、可靠运行等从理论到实践的整个过程。
机电一体化系统中的自动控制技术主要包括位置控制、速度控制、最优控制、模糊控制、自适应控制等，在实际运用中越来越多地与计算机控制技术联系在一起，成为机电一体化中十分重要的关键技术。
5、什么是传感与检测技术？传感与检测技术是机电一体化的关键技术，他将所测得的各种参数如：位移、位置、速度、加速度、力、温度等和其他形式的信号等转换为统一规格的电信号输入到信息处理系统中，并由此产生出相应的控制信号，以决定执行机构的运动形式和动作幅度。
传感器检测的精度、灵敏度和可靠性将直接影响到机电一体化的性能。
6、什么是执行与驱动技术？执行与驱动技术的主要研究对象是执行元件及其驱动装置。
执行元件分为电动、气动、液压等多种类型，机电一体化产品中多采用电动执行元件；驱动装置主要指各种电动机的驱动电源电路，目前多采用电力电子器件及集成化的功能电路构成。
机电一体化技术概述及应用
机电一体化技术概述及应用[摘要]将信息技术最新成果引入传统的机械生产领域已经成了整个社会生产领域的共同趋势。
本文从机电一体化基本组成部分开始阐述接着探讨了机电一体化系统常见的应用领域，最后对机电一体化的发展方向进行了研究。
[关键词]机电机械动力控制性能中图分类号：th-39；td60 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）10-0221-01信息技术有三个大的支柱性技术，就是计算机技术、通信技术以及控制技术。
而伴随工业革命产生的机械技术与信息技术的结合，就构成了所谓的机电一体化技术。
机电一体化技术的最终目标是围绕着以信息技术第五次革命为核心的信息技术革命，最大限度的提高工业生产的效率和产品的质量。
将信息技术最新成果引入传统的机械生产领域已经成了整个社会生产领域的共同趋势。
尤其是新兴的一些诸如微电子技术等技术的引入，已经使传统的产品在功能上、性能上以及制造工艺上提高到了一个崭新的高度。
制造出了很多革命性的新产品和新设备，给整个社会带来了极大的经济效益和社会效率。
不断发机电一体化技术，设计生产出更好的产品，改变机械产品和机械工业的面貌，满足社会和生活的各种需求，已经成为了机电行业从业人员肩负的历史使命。
1 机电一体化基本组成部分1.1 机械系统机械系统是机电一体化系统的本体，其包括了框架、机身、机械传动和连接等部分。
机械系统是实现产品功能的机械基础。
所以机械系统的质量档次要求十分高，需要在材料、结构、工艺、尺寸等全方位的满足机电一体化产品可靠、节能、高效、尽量小轻便等现代化要求。
针对机械系统的硬性指标也比较多，除了机械的刚度、体积、精度、强度、重量等指标外，机械系统技术开发的标准化、系列化、模块化都属于对机械系统的指标考察范围。
对机械系统的严格要求对整个机电一体化系统是有基础性意义的，也便于机械系统的快速组合和更换。
1.2 动力系统机电一体化系统中，动力系统的作用十分大，动力系统为机电一体化系统提供必要的能量和动力。
机电一体化
机电一体化：是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成的系统总称。
是机械技术及信息技术相互交叉、融合的产物。
精密机械技术、微电子技术、信息技术有机结合新形势。
机电一体化的目的：是使系统高附价值化，即多功能化、高效率化、高可靠化、省材料省能源化、并使产品的结构向轻、薄、短、小巧化方向发展、不断满足人们生活的多样化需求和生产的省力化、自动化需求。
解决产品（系统）采用微电子技术所面临的共性关键技术：检测传感技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动控制技术、精密机械技术、系统总体技术系统必须具有的目的功能：变换（加工、处理）功能；传递（移动、输送）功能；储存（保持、积蓄、记录）功能机电一体化系统的五大要素（即相应功能）：动力源（提供动力；内脏）；控制器（控制；头脑）；机构（构造；骨骼）；检测传感器（计测；感官）；执行元件（驱动；肌肉）接口：是各要素或各子系统相接处必须具备一定的联系条件接口变换、调整功能分为：零接口、无源接口、有源接口、智能接口接口输入/出功能分为：机械接口、物理接口、信息接口、环境接口工业三大要素：能量、物质、信息（省能、省资源、智能化）系统内部功能评价参数：1主功能：系统误差、抗干扰能力、废弃物输出、变换效率。
2动力功能：输入能量、能源。
3控制功能：控制输出/入口个数、手动操作。
4构造功能：尺寸重量、强度。
5计测功能：精度机电一体化系统的设计流程:1根据目的功能确定产品规格、性能指标；2系统功能部件、功能要素的划分；3接口的设计；4综合评价；5可靠性复查；6试调与调试运动参数：用来表征机器工作运动的轨迹、行程、方向和起、止点位置正确性的指标动力参数：用来表征机器输出动力大小的指标。
力、力矩、功率。
品质指标：用来表征运动参数和动力参数品质的指标。
机电一体化系统设计考虑方法：机电互补法；结合（融合）法；组合法机电一体化系统的设计类型：开发型设计；适应性设计；变异性设计设计程序分为：总体设计、部件的选择与设计、技术设计与工艺设计总体设计：明确设计思想；分析综合要求；划分功能模块；决定性功能参数；调研类似产品；你定总体方案；方案对比定性；编写总体设计论证书设计准则要考虑：人、机、材料、成本等。
共性关键技术
机电一体化是各种技术相互渗透的结果，其发展所面临的共性关键技术可以归纳为精密机械技术、检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、接口技术和系统总体技术等七方面。（一）精密机械技术 机电一体化产品对机械部分要求具有更新颖的结构、更小的体积、更轻的重量，还要求精度更高、刚度更大、动态性能更好、热变形小、磨损小等。特别是关键部件，如导轨、滚珠丝杠、轴承、传动部件等的材料、精度对机电一体化产品的性能、控制精度影响极大。（二）检测传感技术 检测传感技术是机电一体化的关键技术，它将所测得的各种参量如位移、位置、速度、加速度、力、温度、酸度和其他形式的信号等转换为统一规格的电信号输入到信息处理系统中，并由此产生出相应的控制信号以决定执行机构的运动形式和动作幅度。传感器检测的精度、灵敏度和可靠性将直接影响到机电一体化的性能。 机电一体化系统要求传感装置能快速、精确、可靠地获取信息，而且价格低廉。目前，人们正在探索新的传感机理，开发各种传感功能的敏感材料，提高传感器的灵敏度、可靠性、抗干扰等技术；信息型、智能型传感器的研究；新型传感器，如模糊传感器、光纤传感器、模式识别用传感器等的研究；传感器结构、制造工艺的开发研究等。（三）信息处理技术 信息处理技术包括信息的输入、识别、变换、运算、存储及输出技术，它们大都是依靠计算机来进行的，因此计算机技术与信息处理技术是密切相关的。机电一体化系统中主要采用工业控制机（包括可编程控制器，单、多回路调节器，单片微控器，总线式工业控制机，分布式计算机测控系统等）进行信息处理。 信息处理技术方面尚需研究开发的课题有：提高硬件制造工艺，保证产品的可靠性；提高信号处理速度；研究汉字输入! 输出装置；人" 机接口装置信息处理的智能化；软盘机、可编程控制器的标准化等。（四）自动控制技术 自动控制技术就是通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。机电一体化系统中自动控制技术主要包括位置控制、速度控制、最优控制、模糊控制、自适应控制等。 主要以传递函数为基础，研究单输入、单输出一类线性自动控制系统分析与设计问题的古典控制技术发展较早，且已日臻成熟。现代控制技术主要以状态空间法为基础，研究多输入、多输出、参变量、非线性、高精度、高效能等控制系统的分析和设计问题。最优控制、最佳滤波、系统识别、自适应控制等都是这一领域研究的重要课题。（五）伺服驱动技术 伺服驱动技术主要是指在控制指令的指挥下，控制驱动元件，使机械的运动部件按照指令的要求进行运动，并具有良好的动态性能。执行机构主要包括电磁铁、伺服电动机、步进电动机、液压电动机、液压缸、气缸等。（六）接口技术 接口技术是将机电一体化产品的各个部分有机地连接成一体。中央控制器发出的指令必须经过接口设备的转换才能变成机电一体化产品的实际动作。而由外部输入的检测信号也只有先通过接口设备才能为中央控制器所识别。（七）系统总体技术 系统总体技术是从整体目标出发，用系统的观点和方法，把系统分成若干功能的子系统，对于每个子系统的技术方案都首先从实现整个系统技术协调的观点来考虑，对于子系统与子系统之间的矛盾都要从总体协调的需要来选择解决的方案。机电一体化系统是一个技术综合体，利用系统总体技术将各种有关技术协调配合、综合运用而达到整体系统的最优化。
工业自动化与控制技术
工业自动化与控制技术I. 介绍工业自动化与控制技术是指利用计算机、电子、机电一体化技术、控制理论、传感器、执行器等技术手段，对工业生产流程进行自动化控制的技术体系。
随着科技的发展，工业自动化技术越来越成为现代工业发展的必需品，成为引领工业变革的重要力量。
II. 工业自动化技术的发展随着工业技术的不断进步和市场的不断扩大，工业自动化技术越来越成熟。
20世纪50年代，人们开始尝试使用计算机计算数据，自动控制设备的出现，人们可以用这些设备来控制机器，每个设备都可以自动完成特定的任务，极大地提高了生产效率、降低了故障率。
这些设备逐渐发展成为工业自动化的标志。
20世纪70年代，信息时代开始兴起，半导体技术引领了计算机产业的发展，嵌入式系统工业控制技术取代了传统的电子控制技术。
20世纪80年代，工业自动化技术得到了广泛的应用，并成为了推动国内经济发展的重要力量。
21世纪以来，随着人们对技术的不断探索，工业自动化技术得到了极大的发展，已广泛应用于钢铁、化工、汽车制造、电力系统、公共交通系统等行业。
III. 工业自动化技术的应用1. 自动化生产随着自动化技术的发展，自动化机器人成为了工业自动化的重要形式。
在不同行业，人们使用不同类型的机器人来完成不同的生产任务，并大大提高了工业生产效率和生产质量。
例如，汽车制造企业广泛采用机器人装配线来生产不同的零部件，并实现零部件的快速组装，大量减少了人力成本。
2. 质量检验随着质量问题的不断出现，人们越来越需要高效、准确的质量检验方法。
在工业自动化技术的帮助下，人们研发出了多种高效的质量检测系统。
例如，利用机器视觉技术，可以轻松地检测产品的尺寸、外观等参数。
基于自动化技术的质量检测系统，大大提高了工业品质，降低了工业生产成本。
3. 工业控制工业自动化技术的又一重要应用领域是工业控制。
通过工业自动化技术的手段，人们可以轻松实现生产流程的智能化控制。
例如，在石化行业，利用工业自动化技术，可以实现对化工流程的实时控制，保障产品质量和生产效率。
机电一体化技术的理论基础与关键技术
系统论、信息论、控制论无疑是机电一体化技术的理论基础，是机电 一体化技术的方法论。
开展机电一体化技术研究时，无论在工程的构思、规划、设计方面， 还是在它的实施或实现方面，都不能只着眼于机械或电子，不能只看到传 感器或计算机，而是要用系统的观点，合理解决信息流与控制机制问题， 有效地综合各有关技术，才能形成所需要的系统或产品。
机电一体化系统是一个包括物质流、能量流和信息流的系统，有效地 利用各种信号所携带的丰富信息资源，则有赖于信号处理和信号识别技术。 考察所有机电一体化产品，就会看到准确的信息获取、处理、利用在系统 中所起的实质性作用。
将工程控制论应用于机械工程技术而派生的机械控制工程为机械技术 引入了崭新的理论、思想和语言，把机械设计技术由原来静态的、孤立的 传统设计思想引向动态的、系统的设计环境，使科学的辩证法在机械技术 中得以体现，为机械设计技术提供了丰富的现代设计方法。
发展机电一体化技术所面临的共性关键技术包括精密机械技术、传感 检测技术、伺服驱动技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、接口 技术和系统总体技术等。现代的机电一体化产品甚至还包含了光、声、化 学、生物等技术的应用。
1．机械技术 机械技术是机电一体化的基础。随着高新技术引入机械行业，机械
技术面临着挑战和变革。在机电一体化产品中，它不再是单一地完成系统 间的连接，而是要优化设计系统结构、重量、体积、刚性和寿命等参数对 机电一体化系统的综合影响。机械技术的着眼点在于如何与机电一体化的 技术相适应，利用其他高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性 能上以及功能上的变更，满足减少重量、缩小体积、提高精度、提高刚度、 改善性能和增加功能的要求。特别对于那些关键零部件，如导轨、滚珠丝 杠、轴承、传动部件等的材料、精度对机电一体化产品的性能、控制精度 影响很大。
机电一体化基础知识
机电一体化的关键技术
数字化设计技术
将机械、电气、电子、计 算机等多个领域的设计知 识相结合，并运用计算机 辅助设计技术实现科学、 精确的产品设计。
集成系统技术
基于工业控制系统提出的 集成思想，将各个子系统 集成到一个系统之中，实 现协调运作，从而实现机 电一体化。
智能控制技术
通过使用计算机、传感器 等技术，将传统的控制方 法改为自适应控制和智能 控制，提高机电一体化系 统的灵活性和稳定性。
智能家具
将家用电器、智能控制、传 感器等技术相结合，实现远 程家居控制、环境监测、节 能等目标。
机电一体化的优势和挑战
1 优势
提高系统性能、降低生产成本、缩短产品研发周期和上市时间、方便用户的操作、提升 组织的综合竞争力。
2 挑战
技术、投资、人才等方面面临的挑战，应在整合资源、提升企业技术水平、拓展市场的 过程中加以解决。
机电一体化基础知识
机电一体化是指把机械、电气、电子、控制、计算机等科学技术融合，设计 制造一种新的产品或系统的技术领域。它是一种能够同时满足机械性能、电 气性能、自动化控制性能和信息处理性能的系统设计方法。
机电一体化的定义和原理
定义
综合运用满足机械性能、 电气性能、自动化控制 性能和信息处理性能的 技术手段和方法，构建 出性能更优的机电一体 化产品或系统。
结论和要点
结论
机电一体化是一种集成机械、电气、电子、控制、计算机等技术手段和方法的系统设计方法， 拥有很大的应用前景。
要点
了解机电一体化的定义和原理，掌握机电一体化的应用领域和优劣，关注机电一体化的发展 趋势和关键技术。
原理
通过集成和优化机械、 电气、电子、控制、计 算机等技术，实现系统 的高度集成化，从而实 现机电一体化的目标。
机电一体化
机电一体化1、机电一体化的概念：机电一体化是以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合的过程逐渐形成和发展得一门新兴边缘技术学科。
机电一体化又称机械电子学它是由机械学的前半部分与电子学的后半部分组成的。
2、变量施肥的过程：获取土壤的信息，通过农业专家决策，指定变量施肥处方图并将变量数据输入到施肥变量播种机控制系统中实现变量施肥。
不同变量施肥系统包括：步进电机驱动、电控无级变速器驱动、电控液压马达驱动。
3、伺服系统的组成：输出各部分的作用：（1）控制器：控制器的功能是根据输入信号和反馈信号比较的结果，决定控制方式。
常用的控制有PID 控制和最优控制等。
控制器一般都是电子线路或计算机组成等。
（2）功率放大器：控制器输出的信号通常都很微弱，需经功率放大器放大后，才能驱动执行机构动作。
功率放大器主要由电子器件组成。
（3）执行机构：执行机构直接与被控对象打交道，最后执行控制器的指令，完成某种特定的动作。
执行机构要准确，迅速，精准，可靠地实现对被控对象的调整和控制。
执行机构主要由各种执行元件和机械传动装置等组成。
（4）检测装置：为了提高工作精度和抗干扰能力，伺服系统一般采用闭环控制。
检测装置是系统反馈环节，通过检测装置的测量，将执行机构的输出信号反馈到伺服系统输入端，实现反馈控制。
反馈信号一般为位置反馈信号、速度反馈信号和电流反馈信号，要经过多种传感元件进行检测。
用来检测位置信号的装置有自整角机、旋转变压器、光电编码器等；用来检测速度信号的装置有测速发电机、旋转变压器、光电编码器等；用来检测电流信号的装置有取样电阻霍尔集成电路传感器等，可检测的装置要求是精度高、线性度好、可靠性高、响应快。
4、采样定理：为了保证在采样过程中不丢失原来信号中所包含的信息，采样频率必须按照香侬采样原理来确定，即要求； f≥fmax（L被来原信号f（t）的最高有效频率）在实际应用中，fn≥（5-10）fmax5、采样/保持电路的作用由于采样信号f※（t）在函数轴上仍是连续变化的模拟量，因此还需要A/D转换器将其转换成数字量。
机电一体化与过程控制智慧树知到答案章节测试2023年华南农业大学
第一章测试1.机电一体化是在机械主功能、动力功能、信息功能和控制功能的基础上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总成。
（）A:对B:错答案:A2.机电一体化的执行机构部分是根据控制信息和指令，驱动对象完成要求的动作。
是运动部件，一般采用机械、电磁、电液等机构。
（）A:错B:对答案:B3.机电一体化系统的组成包括机械本体、动力与驱动部分、执行机构、___和控制及信息处理等5部分。
答案:4.机电一体化技术的理论基础包括系统论、信息论和___。
答案:5.机械传动系统在机电一体化系统（产品）中的基本功能和作用是什么？答案:第二章测试1.所谓传递函数，就是输出信号的拉普拉斯变换除以输入信号的拉普拉斯变换。
（）A:对B:错答案:B2.微分方程与传递函数二者之间（）。
A:没有关系B:既可以互相转换，也具有一一对应关系C:不可以相互转换D:不具有一一对应关系答案:B3.求所示电路网络的传递函数。
答案:4.图为是弹簧－质量－阻尼器机械位移系统，试列写质量m在外力F (s)作用下位移Y(s)的传递函数。
答案:5.简化如图所示方框图，求传递函数。
答案:第三章测试1.传感器一般由三部分组成，其中包括（）。
A:敏感元件B:传感器的接口C:软件技术D:转换元件E:测量电路答案:ADE2.下列传感器的特性指标中属于静态特性的是（）。
A:重复性B:动态灵敏度C:频率响应D:过渡时间答案:A3.电感式传感器是将非电量转换为线圈（）的变化的一种装置。
A:漏感B:自感和互感C:自感D:互感答案:B4.涡流传感器根据（）可分为高频反射式和低频透射式两大类。
A:激励电流的大小B:激励频率高低C:激励是直流还是交流D:激励电压的大小答案:B5.差动变压器式电感传感器是把被测位移量转换成（）的变化装置，通过这一转换从而获得相应的电压输出。
A:RC调谐振荡B:线圈自感C:LC调谐振荡D:线圈互感答案:D6.变面积型电容式传感器大多用来检测（）。
机电一体化知识点总结
1.机电一体化的基本功能要素：机械本体，动力单元，传感检测单元，执行单元，驱动单元，控制及信息处理单元2.机电一体化相关技术：机械技术，传感检测技术，信息处理技术，自动控制技术，伺服驱动技术和系统总体技术3.上线信息处理的主要工具是计算机：计算机技术包括计算机的软件技术硬件技术，网络与通讯技术和数据技术。
机电一体化系统中主要采用工业控制机（包括可编程控制器，单，多回路调节器，单片微控制器，总线式工业控制机，分布计算机测控系统）进行信息处理。
4.伺服驱动包括电动，气动，液压，等各种类型的传动装置。
常见的伺服驱动系统主要有电器伺服（步进电机,直流伺服电动机，交流伺服电动机）和液压伺服（液压马达，脉冲液压缸等）5.机电一体化系统设计方案的方法有：1.取代法2.整体设计法3.组合法6.为满足机电一体化机械系统的良好伺服性能，不仅要求接卸传动部件满足转动冠梁小，摩擦小阻尼合理，刚度大，抗振动性能好，间隙小的要求:P11要求机械部分的动态性能与电机速度环的动态特性相匹配。
7.齿轮传动齿侧间隙的消除：1刚性消隙法2柔性消隙法8.丝杠螺母间隙的调整：1垫片式调隙机构2螺纹式调隙机构3齿差式调隙机构9.齿轮副级数的确定和各级传动比的分配按一下原则进行：1最小等效转动惯量原则2质量最小原则3输出轴的转角误差最小原则。
在减速齿轮传动链中，从输入端到输出端的各级传动比按“前小后大”原则排列，则总转角误差较小，且低速级的转角误差占的比重恒大，因此，为了提高齿轮传动精度应该减少传动级数，并使末级齿轮的传动比，尽可能大，制造精度尽量高。
10.传感器的静态性能指标：1线性度2灵敏度3迟滞性4重复性11.常用直线位移测量传感器：电传感器，电容传感器，感应同步器，光栅传感器常用角位移传感器：电容传感器，光电编码盘等12.速度加速度传感器：直流测速器，光电式转速传感器，接近式位置传感器（原理分：超声波式电磁式光电式静电容式气压式）13.传感器前期信号处理放大方法：1测量放大器2程控增益放大器3隔离放大器数字量斐线性矫正框图被测量→传感器→放大器→A/D→数字量非线性矫正电路→数字处理或显示15.电机控制方式：开环，半闭环，闭环种类：步进电机直流伺服电机交流伺服电机16.驱动电源由环形脉冲分配器，功率放大器组成17.步进电动机的选用：首先根据机械结构草图计算机机械传动装置及负载折算到电动机轴上的等效转动惯量然后分别计算各种工况下所需要的等级力矩，再根据步进电机最大静转矩和起动运行矩频特性，选择合适的步进电动机18.直流伺服电动机如下特点;1稳定性号2可控性号3相应迅速4控制功率低损耗小5转矩大19.交频调速控制：交流感应电动机的铁性：n=60f(1-s)/p “n电动机转速(r/min) f 外加电源频率（Hz）p电动机极对数 s 滑差率要改变交流电动机的转速，采用改变电机极对数p，滑差率s，或电机的外加电源频率f三种方法20.变频调速方法：1交--直--交变频 2 交--交变频3脉宽调制变频21.工业控制计算机系统的基本要求：1具有完善的过程输出、输出功能2具有实施控制功能3具有可靠性4具有较强的欢迎适应性和抗干扰能力5具有丰富的软件22.工业计算机分：1可编程序控制器2总线型工业控制计算机 3单片机23.变频器氛围：1通用变频器2纺织专用变频器4机床专用变频器5电梯专用矢量变换控制变频器6高频变频器24.变频器选择：基本依据：1电动机的容量2负载特性25.步进电动机功率驱动接口包含环形脉冲分配器和功率放大器两部分26.常用的功率放大电路有单电压，双电压，斩波型，调频调压型，和细分型等。
机电一体化(第二版)课后答案
1—1、试说机电一体化的含义答：机电一体化是在机械主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。
1-2、机电一体化的主要组成、作用及其特点是什么答:主要由机械本体、动力系统、传感与检测系统、信息处理及控制系统和执行装置等组成。
机械本体用于支撑和连接其他要素，并把这些要素合理的结合起来，形成有机的整体。
动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，驱动执行机构工作以完成预定的主功能。
传感与检测系统将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数及状态转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。
执行装置在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。
1-3、工业三大要素是什么？答:物质、能量和信息.1-4、传统机电产品与机电一体化产品主要区别是什么？答：传统的机电产品机械与电子系统相对独立，可以分别工作。
机电一体化产品是机械系统和微电子系统的有机结合，从而赋予其新的功能和性能的一种新产品，产品功能是由所有功能单元共同作用的结果。
1-5、试举几个日常生活中的机电一体化产品?自动洗衣机、空调、数码相机1-6、应用机电一体化技术的突出特点是什么？答：①精度提高;②生产能力和工作质量提高;③使用安全性和可靠性提高；④调解和维护方便，使用性能改善;⑤具有复合功能，适用面广；⑥改善劳动条件,有利于自动化生产;⑦节约能源,减少耗材；⑧增强柔性.1—7、机电一体化的主要支撑技术有哪些,它们的作用如何?答：1、传感测试技术，在机电一体化产品中，工作过程的各种参数、工作状态以及工作过程有关的相关信息都要通过传感器进行接收，并通过相应的信号检测装置进行测量，然后送入信息处理装置以及反馈给控制装置，以实现产品工作过程的自动控制。
2、信息处理技术,在机电一体化产品工作过程中，参与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析.3、自动控制技术，主要实现机电一体化系统的目标最佳化.4、伺服驱动技术，5、接口技术，将各组成要素的输入/输出装置联系成一体的系统。
《机电一体化介绍》课件
如Profibus、Modbus等，用于实现分布式控制和数据传输。
可编程控制器（PLC）
用于自动化生产线和工业控制系统的逻辑控制和顺序控制。
检测技术
传感器技术
利用各种物理效应和化学反应， 将物理量或化学量转换为电信号 ，用于监测和控制机电一体化系
统的运行状态。
信号处理技术
对传感器输出的电信号进行滤波、 放大、转换等处理，提取出有用的 信息。
数控机床的应用范围广泛，涉及汽车 、航空、模具、仪器仪表等领域，对 提高产品质量和生产效率具有重要作 用。
数控机床通常包括数控系统、伺服系 统、主轴系统、刀具系统等部分，各 业机器人
工业机器人是用于自动化生产线 的机电一体化产品，能够执行各 种重复性或危险性任务，提高生
电子电路设计
包括模拟电路、数字电路、集成电路等，为机电 一体化系统提供信号处理和能源供给。
嵌入式系统
将微处理器嵌入到机械系统中，实现智能化控制 和数据处理。
传感器与执行器
用于检测和驱动机电一体化系统的各种物理量， 如温度、压力、位移等。
控制技术
控制算法
如PID控制、模糊控制等，用于实现机电一体化系统的精确控制。
自动化生产线广泛应用于汽车、家电、食品等领域，能够大幅提高生产效 率、降低能耗和减少人力成本。
智能家居系统
1
智能家居系统是利用机电一体化技术将家居设备 进行智能化改造，实现家庭生活的智能化和舒适 化。
2
智能家居系统包括智能照明、智能安防、智能环 境控制等子系统，通过互联网和物联网技术实现 远程控制和智能化管理。
机电一体化技术使得定制化生产成为可能，满足了消费者对个性化 产品的需求。
在人工智能领域的应用前景
机电一体化控制技术与系统章 (3)
（2）快速性。在实际的控制系统中，不仅要求系统稳定， 而且要求被控制量能迅速按照输入（或指令）信号所规定的形式 变化，即要求系统具有一定的响应速度。
一般
各系 统不同
好
好
好
好
各系 统不同，例如
一般具 备串口，可通 过通信模块扩展 USB
或ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ口
现场总 线控制系 统具备 现场总线 通信 能力，其他系 统可按 需配置不
同的 通信接口
以梯形 图为主，也支 持高 级语言开发
专用语言（如 G 代码 ）或 支持高级
语 言开发
一般（可选配 触摸屏）
一般
一般 规模现场控制
（4）工控机主板设计独特，无故障运行时间长，具有看 门狗功能，能在系统出现故障时迅速报警，并在无人干预的情 况下使系统自动恢复运行。
第3章 工业控制计算机
（5）工控机支持19英寸上架标准，机箱平面尺寸统一，可 集中安装在一个立式标准机柜中，设备占用空间小，便于与其它 设备的连接和管理。
（6）具有控制软件功能强大，人机交互方便、画面丰富、 能实时在线检测与控制，对工作状况变化给予快速响应等性能； 具有系统组态和系统生成功能；具有历史趋势记录和显示功能； 具有丰富的控制算法；具有远程通信功能，通信网络速度快，并 符合国际标准通信协议。
第3章 工业控制计算机
2.机电一体化控制系统的选用 在进行机电一体化系统中的控制系统设计时，要根据专用 与通用、成本、开发周期等实际情况来选择相应的控制系统。 表3－1给出了各种控制系统的性能比较及选用参考。
机电一体化复习题
机电一体化概论复习一、填空题1．电感式传感器是一种把微小位移变化量转变成电感变化量的位移传感器。
2．光电编码器根据结构可分为增量式和绝对式。
3．热电阻温度传感器的工作原理是基于金属的热电阻效应。
4．热电偶温度传感器的工作原理是基于物体的热电效应。
5．对伺服系统的技术要求是系统精度、稳定性、响应特性、工作频率。
6．开环步进电动机控制系统，主要由环形分配器、功率驱动器、步进电机等组成。
7．机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节：静态设计、动态设计。
8．机电控制系统的机械装置主要包括传动机构、导向机构和执行器三个部分。
9．功率驱动接口的作用是将控制信号转变为一定幅值的电压驱动电动机运转。
10．滚珠丝杠副的轴向间隙直接影响其传动刚度和传动精度。
11．控制与信息处理单元一般由计算机、可编程控制器、数控装置以及逻辑电路等组成。
12．接口的基本功能主要有三个：数据格式转换、放大和传递。
13．伺服系统的基本组成包括控制器、执行环节、检测装置、比较环节。
14．同步带传动综合了带传动及链传动的特点，属于啮合传动方式。
15．机电一体化系统中主要采用工业控制机包括可编程序控制器（PLC）、单片微控制器、总线式工业控制机等。
16．交-直-交变频器的内部电路主要由整流电路、直流中间电路、逆变电路和控制电路组成。
17．滚珠丝杆中滚珠的循环方式有内循环、外循环。
18．顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用PLC 。
19．连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的位置和速度，使它们同步协调到达目标点。
20．某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为0.02 。
21．实现步进电动机通电，环形分配的三种常用方法是：计算机软件分配、硬件分配、专用环形分配器。
22．机电一体化系统常用的能源有电力源、液压源和气压源。
23. 隔离放大器中采用的耦合方式主要有变压器隔离和光电隔离两种。
《工业控制计算机》PPT课件
全长主板(PCI)
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23
工业控制计算机的主板
半长主板(Advantech PCI-7020)
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第三章 工业控制计算机
概述 工业控制计算机的组成及特点 工业控制计算机的主板 工业控制计算机的接口 工业组态软件 基于工控机的控制系统应用
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25
工业控制计算机的接口
▪ 模拟量输入/输出(AI/AO) ▪ 数字量输入/输出(DI/DO) ▪ 计数/定时(C/T，Counter/Timer) ▪ 多功能(AI、AO、DI、DO、 Counter、Timer) ▪ 运动控制(Motion) ▪ 通信(Communication) ▪ 其他
第三章 工业控制计算机
概述
工业控制计算机的组成及特点
工业控制计算机的概念及特点
工业控制计算机的组成
工业控制计算机的总线结构
基于工业控制计算机的机电一体化系统
工业控制计算机的主板
工业控制计算机的接口
工业组态软件
基于工控机的控制系统应用
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9
工业控制计算机的概念及特点
▪ 概念
• 简称工控机(IPC，Industrial Personal Computer)，主 要用于工业过程测量、控制、数据采集等工作。以工控 机为核心的测量和控制系统，处理来自工业系统的输入 信号，再根据控制要求将处理结果输出到执行机构，去 控制生产过程，同时对生产进行监督和管理。
PCI-1780 + PCL-10168 + ADAM-3968
ppt课件
30
多功能(AI、AO、DI、DO、 Counter、Timer)
多功能数据采集卡(Advantech PCI-1716)
05第五章 机电一体化系统设计 工业控制计算机及其接口技术
第五章 工业控制计算机及其接口技术
• 2. 拨盘输入接口
拨盘内部有一可转动圆盘， 具有“0～9”十个位置，可以通 过前面两个“+、-”按钮进行位 置选择，对应每个位置，前面 窗口有数字提示，拨盘后面有 五根引出线，分别定义为 A、 1、2、4、8。当拨盘在不同位 置时，1、2、4、8线的通断关 系如下表所示。
第五章 工业控制计算机及其接口技术
• 软件消抖是在检测到开关状态后，延时一段时 间再进行检测，若两次检测到的开关状态相同 则认为有效。延时时间应大于抖动时间。 • 硬件消抖常采用下图所示电路。
第五章 工业控制计算机及其接口技术
• 2. 拨盘输入接口
(1).BCD 码拨盘结构 拨盘种类很多，作为人机 接口使用最方便的是十进制 输入、BCD码输出的BCD码 拨盘，其结构如右图所示。
第五章 工业控制计算机及其接口技术
二、信息采集接口
1.常用数据采集的结构形式 2.常用的A/D转换器
第五章 工业控制计算机及其接口技术
二、信息采集接口
1.常用数据采集的结构形式
ห้องสมุดไป่ตู้
多路A/D通道。每个信号源检测的信号都有各自独立的 采集通道，该结构形式使用了较多数量的采样-保持器、 A/D转换器，成本高，但转换速度高。
输入接口 • 1. 开关输入接口 • 对于一些二值型控制命 令和参数，常采用简单的 开关作为输入设备。
第五章 工业控制计算机及其接口技术
• 控制微机通过 I/O 口或扩展 I/O 口对开关点电位 进行检测，从而判断开关的状态。由于这类开关 都是机械开关，机械触点的弹性作用使开关在闭 合及断开瞬间产生抖动，造成开关点点电位产生 一系列脉冲，电压抖动时间的长短，与机械特性 有关，一般为 5～10ms。按钮的稳定闭合期由 操作员的按键动作决定，一般在几百微秒至几秒 之间。所以，在进行接口设计时需要采取软件或 硬件措施进行消抖处理。
机电一体化
机电一体化一、名词解释1、机电一体化：机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。
2、柔性制造系统：柔性制造系统（Flexible Manufacturing System）是由两台或两台以上加工中心或数控机床组成，并在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化。
3、传感器：传感器是机电一体化系统中不可缺少的组成部分，能把各种不同的非电量转换成电量，对系统运行中所需的自身和外界环境参数及状态进行检测，将其变成系统可识别的电信号，传递给控制单元。
4、伺服电动机：伺服电动机又称控制电机，其起动停止、转速或转角随输入电压信号的大小及相位的改变而改变。
输入的电压信号又称控制信号或控制电压，改变控制信号可以改变电动机的转速及转向，驱动工作机构完成所要求的各种动作。
5、感应同步器: 感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件，有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线位移和转角。
6、人机接口：人机接口（HMI）是操作者与机电系统（主要是控制微机）之间进行信息交换的接口，主要完成输入和输出两方面的工作。
7、PLC：可编程控制器（Programmable Logical Controller）简称PLC.是一种在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来，并逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置，广泛应用在各种生产机械和生产过程的自动控制中。
8、变频器：变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素以及过流/过压/过载保护等功能。
9、通信协议：通信协议是指通信双方就如何交换信息所建立的一些规定和过程，包括逻辑电平的定义、应用何种物理传输介质、数据帧的格式、通信站地址的确定、数据传输方式等。
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特点 (1)小板结构，高度的模块化“轻、薄、短、小”是20世纪80年代以来国际上的技术发展趋势；对于工 业控制机，小型化是发展潮流。 STD总线采用功能模板概念，即按功能划分模板。一台工业控制计算机按功能划分成CPU板、存储器 板、A/D板、D/A板，以及开关输入/输出等功能模板，不同用户根据各自应用系统的功能要求选择不同 的功能模板组装各自的应用系统。 STD总线采取开放式的系统结构，系统的组成没有固定的模式和标准机型，而是提供大量的功能模板。 用户可根据自己的需要购置各种功能模板和软件，像搭积木一样拼装自己的控制系统。开放式的系统结 构也提高了系统的维修性，目前可以做到平均维修时间小于5min。 (2)严格的标准化，广泛的兼容性：STD总线模板设计有严格的标准。这是STD总线与众不同的特点。 传统的微机总线都有几条信号线是未定义的。例如，Q总线，MultBus、S-100总线分别有15、7、16条 信号线未定义，未定义信号线常常带来不兼容性问题。STD总线则不同，它的所有信号线均有严格定义， 用户均不得更改，否则，它就不是“标准”的了。这种严格的标准化带来的好处是广泛的兼容性。因此， 不同厂家的产品通常是兼容的，丰富的产品供货来源给用户带来了方便。这也是STD总线迅速发展的原 因之一。 (3)面向I/O的设计，非常适合工业控制应用：许多高性能的总线(如VMEBus、MultBus、Furturebus 等)其总线设计是面向系统性能的提高，即提高系统的吞吐量或处理能力，STD总线是面向I/O的总线系 统。许多总线只有很少的I/O扩展能力，IBM PC/XT/AT也只有几个I/O扩展槽。例如，一个底板上甚至 可以有20块I/O模板扩展能力，且有众多的I/O模板可供用户选择和组合，以满足各种领域的要求。特别 是它采用简便的I/O接口设计，使得I/O接口设计成为一件简单易行的事情，所以，许多从市场上买不到 的专用接口都可以由最终用户自行设计。拥有众多I/O功能的支持，这是STD总线的优势之一。 (4)高可靠性：STD总线作为工业标准的微机总线具有很高的可靠性。为了适应工业控制的恶劣环境， 产品的印制布线、元器件老化筛选、模板的在线测试检查、科学的质量保证体系、电源的高抗干扰性能 等方面都做了大量研究工作，采取了许多保证措施。
为适应工业现场的要求，工业控制机已经普遍采用 如下措施：
(1)特殊设计的高可靠性电源装置，除了能适应较宽的电压波 动范围外，还能承受瞬间冲击，保证在电网不稳、电气干扰 较大的环境中可靠运行； (2)高功率双冷风扇配置，解决高温下的散热问题，并使机箱 内部空气保持正压，以减少粉尘侵入； (3)全钢结构标准机箱(带滤网)和减振，加固压条装置，在振 动较大的环境中仍能可靠运行； (4)采用大母板结构，留给用户尽可能多的插槽供I/O扩展用。 总线驱动能力加强，一台工控机上可插入多达10~12块I/O模 板。 (5)采用标准化部件，元器件经过严格筛选，确保整机质量。Fra bibliotek
新型工业控制计算机，如IPC90，其特点是： (1)Windows监控画面与实时性相结合：为了利用Windows的友好人机界 面，同时弥补其实时性较差的不足，采用了多处理机并行结构，挂接在 PC总线上。 (2)VME工业结构与PC总线相结合：采用VME直插式结构。每一模块均 带有小型的指示面板，易于运行监视及部件维修更换，但仍保持PC总线 体系；这样，PC资源优势仍得以保持，VME的直插式结构也得以采纳。 (3)标准化的模块式体系结构模块：按不同的功能分为主控模块、显示模 块、网络(工业网络)模块、软盘模块、硬盘模块、模拟量、数字量输入、 输出模块、通用智能I/O模块等不同标准部件，相互独立，维修方便。 (4)IPC与PLC接线方式结合：具有多种信号调理模块，可安装在带有独 立电源的信号调理单元中。信号调理模块一端带有类似PLC的接线端子， 供与现场信号接线相接。另一端通过多芯电缆与主机相连，使IPC机的 现场信号接线方式变得与PLC一样方便。 (5)标准的通信网络，便于构成DCS系统：主机模块上带有标准的通信网 络模块(IEEE 8902.3协议)和固化程序，便于连网操作。其本身已可独立 构成功能强大的系统，通过连网可构成更大、功能更强的控制系统。
国内工控机产品主要分为PC总线工控机、 STD总线工控机、VME总线工控机等。 美国IBM、ICS、Intel、Action、Motorola等 公司的工控机在国内企业中均有所应用，但 销量不大。影响较大的是台湾研华公司 (Advantech)、康泰克公司(Contec)、康拓公 司等，此外还有台湾威达、大众、研祥等公 司的产品，但市场份额较小。
2.2.2 IBM PC总线和AT总线
PC总线类型有：XT总线、ISA总线、EISA总线、 VESA总线(VL-BUS)以及PCI总线。 ISA总线就是AT总线，它是在XT总线基础上扩充设 计的16位总线，其寻址空间最大16MB，操作速度 为8MHz，数据传输率为16Mb/s。 EISA(Extend Industrial standard architecture)总线 是一个32位总线，它支持总线主控，其数据传输率 可达32Mb/s。
2 工业控制机
2.1 工业控制机的种类与选择
2.1.1 工业控制机概述 工 业 控 制 机 也 称 工 业 计 算 机IPC(Industrial Personal Computer)。 它主要应用于工业过程测量、控制、数据采 集等。
对工业控制机的要求是：具有温度、湿度适 用范围大，防尘、防腐蚀、防振动冲击能力； 较好的电磁兼容性和抗干扰能力和共模抑制 能力；保证平均无故障工作时间，尽量缩短 故障修复时间，以达到很高的运行效率。
按工业控制机结构形式分： (1)普通结构工业控制机(图2-2)。 (2)盒式工控机(Box-PC)(图2-3)) 盒式工控机具有体积小、重量轻等特点，可以挂在 工厂车间的墙壁上，或固定于台架上。 (3)超薄工业控制机(Panel-PC) 此外还有工业笔记本电脑、便携工业电脑等。
2.2.3 PCI总线
PCI总线的英文全称为 Peripheral Component Interconnect Special Interest Group，简写为PCISIG，也称为外部设备互 连。
PCI局部总线具有如下特点。 (1)高性能 PCI是一套整体的系统解决方案，不仅可以提高网络接口卡和硬盘等设备的性能，还能满足全活动影像、图形及各种高速外围设备的要求。PCI 局部总线以33MHZ的时钟频率操作，采用32位数据总线，可支持多组外围部件及附加卡，数据传送速率可达132Mb/s。规范中规定PCI总线可选 择64位总线，从而使PCI总线的最高传输速率可达264Mb/s。 (2)线性突发传输 PCI支持突发数据传输周期，可确保总线不断满载数据。外围设备一般从内存某个地址开始顺序处理数据，这种线性或顺序的寻址方式，意味着 可以从某一个地址起读出或写入大量数据，然后，每次只需将地址自动加1，便可处理数据流内下一个字节的数据。PCI总线线性突发传输可以 有效地运用总线的带宽进行这种数据传送，以减少无谓的地址操作，这对使用高性能图形设备尤为重要。 (3)减少存取延迟 对于支持PCI总线的设备，可减小存取延迟，能够大幅度减少外围设备取得总线控制权所需的时间，以保证数据传输的畅通。例如，对于连接局 部网络的以太网控制器，其缓冲区随时需要从网络接收大量信息，由于要等待使用总线的允许，从而使以太网接口卡往往无法及时在缓冲区溢出 之前迅速将数据送给中央处理器，网络接口卡被迫将接收的信息存储在额外的内存区。 (4)采用总线主控和同步操作 PCI总线所具有的主控和同步操作功能有利于提高PCI总线性能。总线主控是大多数总线都具有的功能，目的是让任何一个具有处理能力的外围 设备暂时接管总线，以加速执行高吞吐量、高优先级的任务。PCI总线独特的同步操作功能可保证微处理器能够与这些总线主控器同时操作，而 不必等待后者的完成。 (5)不受处理器限制 PCI总线以一种独特的中间缓冲器方式，独立于处理器，并将中央处理器子系统与外围设备分开。一般来说，在中央处理总线上增加更多的设备 或部件，只会降低性能和可靠程度。而有了这种缓冲器的设计方式，用户可随意增添外围设备，以扩充计算机系统而不必担心在不同时钟频率下 会导致性能的下降。这种独立于处理器的总线设计还可保证不会因处理器技术的变化而导致其他互连外设系统的设计变得过时。
工控机系统构成原理图
2.1.2 工业控制机的分类
按工业控制机的总线分类： (1)PC总线工控机：PC总线工控机是基于通用计算机发展起来的工业控 制机，其总线类型有：ISA总线、VESA局部总线(VL-BUS)、PCI总线、 PC104总线等，主机CPU类型有80386、80486、Pentium等。 (2)STD总线工控机：采用STD总线，主机CPU类型有80386、80486、 Pentium等，另外与STD总线相类似的有STE总线工控机。 (3)VME总线工控机：采用VEM总线，主机CPU类型以Motolora公司的 M68000、M68020、M68030为主。 (4)多总线工控机：采用MultBus总线，以Intel工控机为代表，主机CPU 类型有80386、80486、Pentium等。
2.1.3工业控制机的选择
在工控机的选择上主要应该考虑的问题： (1)选择合适的主机档次(CPU档次) (2)根据不同的应用场合选择合适的型式 (3)内存、外存配置
2.2 工业控制机的总线
总线，就是在模块与模块之间或者设备与设 备之间传送一组公用共享信号线。 总线的功能就是完成不同计算机之间、计算 机内部各部件之间的各类信息传送， 这些信息包括地址、数据和控制信息，所对 应的总线为地址总线AB、数据总线DB以及 控制总线CB。