機電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)課程作業(yè)解答3

1、機電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)課程作業(yè)解答（三） 2003-12-08一、填空題1數(shù)據(jù)總線 地址總線 控制總線2S100 Multi（或STD、STE）3總線接口邏輯 I/O功能邏輯 I/O電氣接口4濾波 電平變換 光電隔離 功率驅(qū)動5多路開關(guān) 采樣保持器 轉(zhuǎn)換器 總線接口邏輯6采樣精度 采樣速度 成本7D/A轉(zhuǎn)換器 通道選擇器8信號調(diào)理二、簡答題1試述可編程序控制器的功能和組成?？删幊绦蚩刂破骺扇〈^電器控制，完成順序和程序控制；可組成閉環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)精確的位置和速度控制；可構(gòu)成高速數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的完全自動化。典型的可編程序控制器由電源、微處理器、存貯器、輸入輸出接口和編程器所組成。

2、2開放式體系結(jié)構(gòu)的主要特點是什麼？開放式體系結(jié)構(gòu)是近年來在電子工業(yè)和計算機工業(yè)中流行的一種設(shè)計思想，它使得當代計算機測控系統(tǒng)的設(shè)計方法與傳統(tǒng)方法有了很大區(qū)別。開放式體系結(jié)構(gòu)的主要特點是：向未來的VLSI開放；向不同用戶層次開放；向用戶的特殊要求開放；采用模塊化結(jié)構(gòu)。3采用STD總線的工業(yè)控制機有哪幾種工作模式？由于STD總線的高度模塊化和采用組合方法的特點，STD工業(yè)控制機可以靈活地組成各種系統(tǒng)。其工作模式有三種：（1）獨立工作模式 即采用微機的基本系統(tǒng)與工業(yè)用I/O模板單獨構(gòu)成控制系統(tǒng)。（2）作為前端控制機 STD工業(yè)控制機可作為其它微機（工業(yè)PC機）的前端控制機，完成實時在線控制，并把采集

3、的數(shù)據(jù)和執(zhí)行結(jié)果傳送給上位機。（3）構(gòu)成分布式組合 利用STD控制機的組合方法，可方便地進行各種分布式系統(tǒng)的組合。4簡述STD總線微機控制系統(tǒng)的主要特點。STD總線微機控制系統(tǒng)的主要特點：（1）采用小板結(jié)構(gòu)，高度的模塊化，其功能模板結(jié)構(gòu)靈活，可靠性高，硬件冗余小，成本低。（2）模板設(shè)計具有嚴格的標準和廣泛的兼容性。（3）面向I/O的設(shè)計，具有強大的I/O擴展能力，使控制系統(tǒng)非常適合工業(yè)控制的應(yīng)用。（4）高可靠性。5STD總線系統(tǒng)的I/O子系統(tǒng)有哪些主要功能？在計算機工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，I/O子系統(tǒng)是過程接口，其主要功能有：（1）開關(guān)量的輸入輸出 用于I/O信號的測量與控制。（2）模擬量的輸入輸

4、出 用于外部模擬量的采樣及輸出模擬量的控制。（3）脈沖量的輸入輸出 用于輸入脈沖信號的接收、輸出脈沖信號的控制；定時信號的產(chǎn)生及處理；伺服電機使用的運動控制接口。6A/D、D/A接口的功能是什麼？在工業(yè)系統(tǒng)中，需要測量和控制的參數(shù)經(jīng)常是連續(xù)變化的模擬信號，這些物理量經(jīng)傳感器變成連續(xù)變化的電壓、電流等信號，A/D接口的功能是將這些模擬量再變換成數(shù)字量，以便計算機識別。D/A接口的功能則是將經(jīng)計算機處理后的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電壓或信號，輸送到執(zhí)行機構(gòu)，達到控制過程的目的。三、分析題1畫圖說明工業(yè)PC機與普通信息處理計算機的主要區(qū)別是什么？工業(yè)控制機與普通信息處理機的差別在于取消了普通信息處理機的大母

5、板，將其改為功能插板，與普通信息處理機相比較,工業(yè)控制機有以下特點：（1）具有豐富的過程輸入輸出功能。（2）良好的時實性，能對生產(chǎn)過程工況變化實時地進行監(jiān)控。（3）可靠性高，故障率低，維修時間短，運行效率高。（4）采用抗干擾電源，密封機箱，具有良好的環(huán)境適應(yīng)性。（5）豐富的應(yīng)用軟件。（6）具有良好的技術(shù)綜合性。2畫圖說明8路輸入、8路輸出STD總線開關(guān)量接口模板的組成原理。如圖所示，STD總線的開關(guān)量輸入輸出模板的典型接口由STD總線接口邏輯、I/O功能邏輯（輸入緩沖器和輸出鎖存器）、I/O電氣接口等三部分組成。輸入模板的基本組成為：外部開關(guān)信號輸入信號條理電路輸入緩沖器輸入端口譯碼控制STD

6、總線；輸出模板的基本組成為：STD總線信號輸出端口譯碼控制輸出鎖存器輸出信號條理電路負載。3試分析比較工業(yè)控制PC計算機與可編程序控制器的主要區(qū)別。工業(yè)控制PC計算機與可編程序控制器以較強的輸出帶負載能力、良好的抗干擾能力和可靠性，在工業(yè)現(xiàn)場控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。但兩者在系統(tǒng)組成、功能以及程序語言等方面有所不同。工業(yè)控制PC計算機的基本系統(tǒng)與普通PC機大體相同，但備有各種控制模板，一般不需要再作硬件開發(fā)，在結(jié)構(gòu)上進行了模塊化；系統(tǒng)具備完整的控制功能，軟件豐富，執(zhí)行速度快，適用于需要作大量數(shù)據(jù)處理的測控系統(tǒng)。在程序語言方面，工業(yè)控制計算機以使用高級語言為主，也可使用匯編語言。可編程序控制器（PLC）結(jié)構(gòu)小巧，適應(yīng)性強，可按照使用要求選購相應(yīng)產(chǎn)品組成控制系統(tǒng)，可編程序控制器的控制功能以邏輯控制為主，小型PLC適用于實現(xiàn)各種邏輯控制和開關(guān)量控制，大中型的PLC為模塊化結(jié)構(gòu)，按用戶所需的功能選配模塊，可組成規(guī)模較大、精度較高的閉