计算机控制与应用之工业控制机

53081128-尹超

53081129-魏征 53081103-王学谦

简介：工业控制计算机是一种采用总线结构，对生产过程及其机电设备、工艺装备进行检测与控制的设备总称。简称“工控机”。包括计算机和过程输入、输出通道两部分。它具有重要的计算机属性和特征，如：具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口、并有实时的操作系统、控制网络和协议、计算能力，友好的人机界面等。目前工控机的主要类别有：IPC（PC 总线工业电脑）、PLC（可编程控制系统）、DCS（分散型控制系统）、FCS（现场总线系统）及CNC（数控系统）五种。

1、工业控制机的特点

（1）安全可靠

工业控制计算机不同于一般用于科学计算或管理的计算机，它的工作环境比较恶劣，

周围的各种干扰随时地威胁着它的正常运行，而且它所担当的控制重任又不允许它发生

异常现象。因此在设计过程中把安全可靠放在首位。

（2）作维护方便

操作方便体现在操作简单、直观形象、便于掌握，并不要求操作工要掌握计算机知

识才能操作。既要体现操作的先进性，又要兼顾原有得操作习惯。维修方便体现在易于

查找故障，易于排除故障。采用标准的功能没，模板式结构，便于更换故障模板。并在

功能模板上安装状态指示灯和监测点，便于维修人员检查。另外配制诊断程序用来查找

故障。

（3）时性强

工业控制机的实时性表现在对内部和外部事件能及时的响应，并做出响应的处理，

不丢失信息，不延误操作。计算机处理的事件一般分为两类，一类是定时事件，如数椐

的定时采集、运算控制等；另一类是随机事件，如事故、报警等。对于定时事件，系统

设置时钟保证定时处理。对于随机事件系统设置中断，并根据故障的轻重缓急，预先分

配中断级别，一旦事故发生保证优先处理紧急故障。

（4）通用性好

工业控制计算机的通用灵活性体现在两个方面，一是硬件模板设计采用标准总线结构，配置各种通用的功能模板，以便在扩充功能时只需增加功能摸板就能实现；二是软

件模块或控制算法采用标准模块结构，用户使用时不需要二次开发，只需按要求选择各

功能模块，灵活地进行控制系统组态。

（5）济效益高

计算机控制应该带来高的经济效益，系统设计时要考虑性能价格比，要有市场竞争

意识。经济效益表现两个方面，一是系统设计的性能价格比要尽可能高；二是投入产出

比要尽可能的低。

2、典型工业控制机介绍

（1）STD总线工业控制机

STD总线最早是由美国的Pro-log公司在1978年推出的，是目前国际上工业控制领域最流行的标准总线之一，也是我国优先重点发展的工业标准微机总线之一，它的正式标准为IEEE-961标准。按STD总线标准设计制造的模块式计算机系统，称为STD总线工业控制机。

（2）PC总线工业控制机

IBM公司的PC总线微机最初是为了个人或办公室使用而设计的，它早期主要用于文字处理或一些简单的办公室事务处理。早期产品基于一块大底板结构，加上几个I/O扩充槽。大底板上具有8088处理器，加上一些存储器，控制逻辑电路等。加入I/O扩充槽的目的是为了外接一些打印机、显示器、内存扩充和软盘驱动器接口卡等。

实例说明

1、工业炉控制的典型情况

为了保证燃料在炉膛内正常燃烧，必须保持燃料和空气的比值恒定。它可以防止空气太多时，过剩空气带走大量热量；也可防止当空气太少时，由于燃料燃烧不完全而产生许多一氧化碳或碳黑。

为了保持所需的炉温，将测得的炉温送入计算机计算，进而控制燃料和空气阀门的开度。为了保持炉膛压力恒定，避免在压力过低时从炉墙的缝隙处吸入大量过剩空气，或在压力过高时大量燃料通过缝隙逸出炉外，必须采用压力控制回路。测得的炉膛压力送入计算机，进而控制烟道出口挡板的开度。

为了提高炉子的热效率，还须对炉子排出的废气进行分析，一般是用氧化锆传感器测量烟气中的微量氧，通过计算而得出其热效率，并用以指导燃烧控制。

图：工业炉的典型控制

2、计算机用作顺序控制的例子

这是一个原料混合和加热的控制系统，该装置的任务是：

(1)装入原料A，使液面达到贮槽的一半；

(2)装入原料B，使液面进一步升到百分之七十五；

(3)开始搅拌并加热到95℃，在此恒定温度上维持20min；

(4)停止搅拌和加热，开动排料泵抽出混合液，一直到液位低于贮槽的5％为止。

上述过程由计算机自动控制，按照一定的顺序重复进行，完成原料混合和加热控制。

图：计算机顺序控制

16秋北理工《微机技术及应用》在线作业

北理工《微机技术及应用》在线作业一、单选题（共25 道试题，共50 分。） 1. 主机与外围设备传送数据时，采用(),主机与外设是串行工作的。 A. 程序查询方式 B. 中断方式 C. DMA方式 D. I/O处理机方式正确答案： 2. 十进制数-38的8位机器数补码是（） A. 01011011 B. 11011010 C. 11011011 D. 01011010 正确答案： 3. 在异步串行输入／输出接口电路中，发生溢出错是指（） A. 发送数据寄存器的内容被新送来的数据覆盖 B. 发送移位寄存器的内容被新送来的数据覆盖 C. 接受数据寄存器的内容被新送来的数据覆盖 D. 接受移位寄存器的内容被新送来的数据覆盖正确答案： 4. 一片8259A只占两个I/O地址，可以用地址码AI来选择端口。如果其中一个端口地址为92H，则另一个端口地址为() A. 90H B. 91H C. 93H D. 94H 正确答案： 5. 使用A/D转换器对一个频率为4k H z的正弦波信号进行输入，要求在一个信号周期内采样５个点，则应选用Ａ／Ｄ转换器的转换时间最大为（） A. １ｕｓ B. １００ｕｓ C. １０ｕｓ D. ５０ｕｓ正确答案： 6. 当8255A的端口A和端口B都工作在方式1输入时，端口C的PC7和PC6（） A. 被禁止使用

B. 只能作为输入使用 C. 只能作为输出使用 D. 可以设定为输入或输出使用正确答案： 7. 当M/￣IO=0, W/ˉR=0时，微处理器完成的操作是（） A. 存储器读 B. I/O读 C. 存储器写 D. I/O写正确答案： 8. 80486中有()个32位通用寄存器。 A. 4 B. 10 C. 16 D. 8 正确答案： 9. 当多片8259A级联使用时，对于主8259A，信号CAS0-CAS2是（） A. 输入信号 B. 输出信号 C. 输入/输出信号正确答案： 10. 指令指针寄存器（EIP）中存放的是（） A. 当前指令 B. 下一条要执行的指令 C. 操作数地址 D. 下一条要执行指令的地址正确答案： 11. 主机与外设传送数据时，采用(),CPU的效率最高。 A. 程序查询方式 B. 中断方式 C. DMA方式 D. 同步方式正确答案： 12. 主存和微处理器之间增加高速缓存的目的是（） A. 解决微处理器和主存之间的速度匹配问题 B. 扩大主存的容量 C. 既扩大主存容量，又提高存取速度正确答案： 13. 8255A工作方式设置为方式1时，CPU与外设通信() A. 可以采用查询方式传送，或者采用中断方式传送 B. 只能采用中断方式传送 C. 可以进行双向方式传送 D. 只能采用无条件传送方式或查询方式传送正确答案：

计算机控制技术及应用论文

浅谈计算机控制技术及应用摘要：随着科学技术的发展，人们越来越多的用计算机来实现控制。近年来，计算机技术、自动控制技术、检测与传感器技术、CRT显示技术、通信与网络技术和微电子技术的高速发展，给计算机控制技术带来了巨大的发展。然而，设计一个性能好的计算机控制系统是非常重要的。计算机控制系统主要由硬件和软件两大部分组成，一个完整的控制系统还需要考虑系统的抗干扰性能，系统的抗干扰性能力是关系到整个系统可靠运行的关键。关键词：计算机控制技术、系统、应用 Chat computer control technology and its application Abstract：With the development of science and technology, more and more people use computers to achieve control. In recent years, computer technology, automation technology, detection and sensor technology, CRT display technology, communications and network technology and the rapid development of microelectronic technology, a computer control technology has brought great development. However, the design of a computer control system for good performance is very important. Computer control system is mainly composed of two major components of hardware and software, a complete control system also need to consider the anti-interference performance of the system, the system is related to the anti-jamming capabilities and reliable operation of the system key. Key words：computer control technology、system、apply 正文：一、计算机控制技术的概述 1、计算机控制的概念（1）开环控制系统若系统的输出量对系统的控制作用没有影响，则称该系统为开环控制系统。在开环控制系统中，既不需要对系统的输出量进行测量，也不需要将它反馈到输入端与输入量进行比较。（2）闭环控制系统凡是系统的输出信号对控制作用能有直接影响的系统都叫作闭环控制系统，即闭环系统是一个反馈系统。闭环控制系统中系统的稳定性是一个重要问题。

计算机应用技术在工业生产中的应用

计算机应用技术在工业生产中的应用中国科技大学信息学院6-0636班陆佳指导老师戴伯秋摘要：目前，一些大型化工业，生产过程采用计算机控制，实现了生产过程的自动化，但是往往忽视了企业的自动化管理。本文介绍了计算机网络管理（PCNM）系统，可以方便的与过程控制计算机相互交换信息，又可以同企业内部原有的计算机网络连接，形成计算机一体化的生产系统，实现了工厂的计算机控制与信息管理的一体化。又介绍了仿真技术在工业生产中的一些作用，从而使我国的自动化物流系统迈向国际先进水平的行列。一、概述纯碱是基本化学工业中产量最大的产品,是用途十分广泛的工业原料,在国民经济中占有非常重要的地位。随着我国国民经济的飞速发展,对纯碱的需求量不断增大,为了满足市场需求,除了扩大生产规模外,还必须进一步发掘生产潜力。山东潍坊纯碱厂是一个新建厂,设备先进,但纯碱生产大部分还是人工操作,落后的操作法法已不能适应生产发展的需要。为了解决先进设备与落后操作的矛盾,稳定生产,提高原料利用率,降低能耗,增加产量,碱厂从美国霍尼韦尔公司引进具有先进水平的TDC-3000集散型控制系统,并用于制碱生产的心脏工序--重碱碳化工段,以实现工业生产的全局控制。工业生产的全局控制包含着两层意义,一是指生产过程的自动化,二是指企业管理的自动化。生产过程的自动化指的是生产过程采用计算机控制,用计算机自动调节各生产要素,做到产品的高产、优质与低耗。企业自动化管理指的是调度、经营与决策的自动化,就是把当前生产的全部信息汇总起来,使管理决策者能够对全厂的生产、经营进行整体安排与调度,以期取得全厂各部门生产活动的协调进行,达到整体效益的最佳工业过程。全局控制系统可分为以下4级: 1.直接控制级过程控制计算机直接与现场各类装置(如变送器、执行器、记录仪表等)相连,对所连接的装置实施监测、控制,同时它还向上与第二级的计算机相连,接收上层的过程管理信息,并向上传送装置的特性数据和采集的实时数据; 2.过程管理级过程管理计算机(主要有监控计算机、操作站、工程师站等)综合监视过程各站的所有信息,集中显示操作,控制回路组态和参数修改,优化过程处理等; 3.生产管理级管理计算机根据生产过程的特点与需要,协调各单元级的参数设定,是生产过程的总体协调员和控制器; 4.经营管理级与办公室自动化连接起来,担负起全厂的总体协调管理, 包括各类经营活动、人事管理等。上位机系统在整个控制系统中属于第三级(生产管理级),它既可以方便地与过程管理计算机相互交换信息,又可以同厂内现有的计算机网络连接,形成计算机一体化生产系统,实现工厂的信息管理一体化。二、系统目标由于纯碱生产是人工操作,生产数据全部由手工记录,数据错综复杂,误差较大,给管理人员协调各部门生产、优化控制过程造成很大困难。为了使碱厂在运行工况、设备状态、故障处理等方面都处在合理、优化的状态,合理的生产运行和经营管理已越来越显得重要,而现有的管理水平离一个现代化企业所要求的目标还相差很远。针对这种状况,确定了本系统的目标为:

微机技术及应用复习要点

第一章 1、微机的主要特点：体积小、重量轻，价格低廉，可靠性高、结构灵活，应用面广。 2、微机分类（1）、按规模分：单片机、个人计算机、笔记本电脑、掌上电脑（2）、按微处理器的字长：4位微处理器、8位微处理器、16位微处进器、32位微处进器3、CPU内部包含算术逻辑部件、累加器和寄存器组、控制器三部分，他们通过内部总线相连接。 4、CPU按总线功能分为三组：数据总路线DB、地址总路线AB和控制总路线CB。 5、微型计算机系统包括：系统软件、应用软件、外部设备 6、微型计算机的性能指标：CPU的位数，主频，内存容量和速度，硬盘容量。 4、微型计算机：CPU，存储器，输入输出接口，系统总线第二章 1 、8086的总线接口部件（1）四个段地址寄存器：16位的代码段寄存器（CS）、16位的数据段寄存器（DS）、16位的附加段寄存器（ES）、16位的堆栈段寄存器（SS）（2）16位的指令指针寄存器IP （3）20位地址加法器（4）6字节的指令队列缓冲器 2、执行部件（1）四个通用寄存器：AX、BX、CX、DX （2）四个专用寄存器：基数指针寄存器（BP）、堆栈指针寄存器（SP）、源变址寄存器（SI）、目的变址寄存器（DI）（3）标志寄存器FR （4）算术逻辑部件ALU 3、8086标志寄存器共16位（课本11页） 4、8086两种工作模式：（1）最小模式：在系统中只有8086一个微处理器（2）最大模式：用在较大规模的8086系统中，包含两个或是多个微处理器，其中一个处理器就是8086，其它的处理器称为处理器。它们是助主处理器工作的 5、信号M/IO \RD、WR和读写操作的对应关系（课本18页） 6、8086中断可分为硬件中断和软件中断。硬件中断又可以分非屏蔽中断和可屏蔽中断。软件中断有下特点（1）用一条指令进入中断处理子程序，并且中断类型号由指令提供（2）进入中断时，不需要执行中断响应总路线周期，（3）不受中断允许标志影响（4）正在执行软件中断时，如果有外部硬件中断请求，并且是非屏蔽中断请求，那么会在执行完当前指令后立即给予响应。（5）软件中断没有随机性 7、Pentium采用了多顶先进技术，其中最重要的是先进的体系结构、CISC和RISC相结合的技术，超标量流水线技术和分支预测技术 8、超标量流水线技术就是在标准状态下一个处理器含一条指令流水线，超标量就是一个处理器中有多条指令流水线。 9、Pentium有三种主要工作方式：实地址方式、保护虚拟地址方式（保护方式或本性方式）、

工业控制系统信息安全管理制度(修订版)

工业控制系统信息安全管理制度 1 适用范围为了规范公司工业控制系统的使用和操作，防止发生人为或意外损坏系统事故以及误操作引起的设备停运，保证工控系统的稳定运行，特制定本制度。本制度适用于DCS及DEH系统以及辅控网DCS。 2 计算机使用管理 2.1 工程师站严格按照权限进行操作，无关人员不准使用。 2.2 工程师站、操作员站等人机接口系统应分级授权使用。严禁非授权人员使用工程师站的系统组态功能，工程师站用户的权限可以实施逻辑修改和系统管理工作；操作员站用户权限，查看运行状态画面，实施监控。 2.3 每三个月更改一次口令，同时检查每一级用户口令的权限设置应正确。口令字长应大于6个字符并由字母数字混合组成。修改后的口令应填写《DCS系统机器密码记录》，妥善保管。 2.4 计算机在使用过程中发生异常情况，立即停止当前操作，通知集控室负责人和相关维修人员。如服务器发生故障，按各《信息系统故障应急预案》操作，维修人员记录《软件故障处理和修改记录》。 2.5 使用工程师站计算机后，需详细填写《工程师站出入及机器使用记录》后方可离开。 3 软件保护 3.1 严禁在计算机控制系统中使用其他无关软件。除非软件升级或补丁的需要，严禁在计算机控制系统中使用U盘、光盘等。 3.2 禁止向DCS网络中连接系统外接计算机、手机。

3.3 在连接到DCS中的计算机上进行操作时，使用的可读写存储介质必须是固定的一个设备，并且在每次使用前对其进行格式化处理，然后才可以接入以上计算机。 4 软件的修改、保存及维护 4.1 更新、升级计算机系统软件、应用软件或下载数据，其存储介质须是本计算机控制系统专用存储介质，不允许与其他计算机系统交换使用。 4.2进行计算机软件、系统组态、设定值等修改工作，必须严格执行相关审批手续后方可工作，同时填写《组态及参数修改记录》，并及时做好修改后的数据备份工作。 5 软件和数据库备份 5.1 计算机控制系统的软件和数据库、历史数据应定期进行备份，完全备份间隔三个月一次，系统备份必须使用专用的U盘备份，并且由系统管理员进行相关操作。 5.2 对系统软件（包括操作系统和应用软件）的任何修改，包括版本升级和安装补丁，都应及时进行备份。 5.3备份结束后，在备份件上正确标明备份内容、对象，并做好记录，填写《DCS系统备份记录》。 5.4 DCS中各系统的备份必须由系统管理员定期手动进行，具体要求同上。有限公司 2017年1月 1日

计算机控制技术及其应用丁建强任晓卢亚萍课后答案

第1章概述 1.什么是自动控制、控制系统、自动化和控制论 [指导信息]:参见自动控制的基本概念。自动控制(autocontrol)：不用人力来实现的控制，通常可用机械、电气等装置来实现。通常相对手动控制而言。控制系统(control system)：通过控制来实现特定功能目标的系统。而系统(system)是由相互联系、相互作用要素组成的具有一定结构和功能的有机整体。控制系统通常有一定的规模和复杂性，否则常称为控制装置或控制机构。自动化(automation)：在无人工干预情况下，一个或多个控制系统或装置按规定要求和目标的实现过程。自动化强调的是自动控制过程，其核心概念是信息。控制论(cybernetics)：研究各类系统的调节和控制规律的科学。各类系统包括动物(及人类)和机器系统。自从1948 年诺伯特·维纳发表了着名的《控制论——关于在动物和机中控制和通讯的科学》一书以来，控制论的思想和方法已经渗透到了几乎有的自然科学和社会科学领域。控制论着重于研究过程中的数学关系。 2.控制的本质是什么 [指导信息]:参见1.1.2 自动控制中的基本问题。控制过程本质上是一系列的信息过程，如信息获取、信息传输、信息加工、信息施效等。控制系统中的目标信息、被控对象的初始信息、被控对象和环境的反馈信息、指令信息、执行信息等，通常由电子或机械的信号来表示。 3.自动控制中有哪些基本问题 [指导信息]:参见1.1.2 自动控制中的基本问题。自动控制中的基本问题包括：自动控制系统的结构、过程、目标和品质等。结构包括组成及其关系两个部分；控制过程主要为一系列的信息过程，如信息获取、信息传

什么是工业控制计算机

一、工业控制计算机的概念工业控制计算机OPC.也称产业电脑、工业计算机、产业计算机)即是指对工业生产过程及其机电设备、工艺装备进行测量与控制用的计算机，简称工控机，英文简称IPC.全称Industrial Personal Computer。工控机通俗地说就是专门为工业现场而设计的计算机。工业控制计算机是工业自动化设备和信息产业基础设备的核心。传统意义上，将用于工业生产过程的测量、控制和管理的计算机统称为工业控制计算机，包括计算机和过程输入、输出通道两部分。但今天工业控制计算机的内涵已经远不止这些，其应用范围也已经远远超出工业过程控制。因此，工业控制计算机是应用在国民经济发展和国防建设的各个领域、具有恶劣环境适应能力、能长期稳定工作的加固的增强型个人计算机，因此也简称工控机。工控机之所以大受欢迎，其根本原因在于PC机的开放性。其硬件和软件资源极其丰富，并且为工程技术人员和广大用户所熟悉。基于PC的(包括嵌入式PC)控制系统，正以20以上的速率增长，并且已经成为DCS、PLC未来发展的参照物。二、工控机的特点 IPC是一种加固的增强型个人计算机，它可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行。早在20世纪80年代初期，美国AD公司就推出了类似IPC的MAC150工控机，随后美国IBM公司正式推出工业个人计算机IBM 7532，接着国内研祥（EVOC）就推出了IPC系列。由于IPC的性能可靠、软件丰富、价格低廉，在控制系统中异军突起，后来居上，应用日趋广泛。目前. IPC己被广泛应用于通信、工业控制现场、路桥收费、医疗、环保及人们生活的方方面面。工控机是根据工业生产的特点和要求而设计的电子计算机，它应用于工业生产中，实现各种控制目的、生产过程和调度管理自动化，以达到优质、实时、高效、低耗、安全、可靠，减轻劳动强度、改善工作环境的目的。它是自动化仪表的重要分支，也是电子计算机的重要分支。它主要用于工业过程测量、控制、数据采集等工作。而工业现场一般具有强烈的震动，灰尘特别多，另有很高的电磁场力干扰等特点，且一般工厂均是连续作业，即一年中一般没有休息。因此，工控机与普通计算机相比具有以下特点: (1)可靠性高。工控机通常用于控制不间断的生产过程，在运行期间不允许停机检修，一旦发生故障将会导致质量事故，甚至生产事故。因此要求工控机具有很高的可靠性，也就是说要有许多提高安全可靠性的措施，以确保平均无故障工作时间(MTBF)达到几万小时，同时尽量缩短故障修复时间(MTTR).以达到很高的运行效率。 (2)实时性好。工控机对生产过程进行实时控制与监测，因此要求它必须实时地响应控制对象各种参数的变化。当过程参数出现偏差或故障时，工控机能及时响应，并能实时地进行报警和处理。 (3)环境适应性强。工业现场环境恶劣，电磁干扰严重，供电系统也常受大负荷设备启停的干扰，其接"地"系统复杂，共模及串模干扰大。因此要求工控机具有很强的环境适应能力，如对温度、湿度变化范围要求高;要有防尘、防腐蚀、防振动冲击的能力;要具有较好的电磁兼容性和高抗干扰能力以及高共模抑制的能力。 (4)过程输入和输出配套较好。工控机要具有丰富的多种功能的过程输入和输出配套模板，如模拟量、开关量、脉冲量、频率量等输入输出模板。具有多种类型的信号调理功能，如隔离型和非隔离型信号调理;各类热电偶、热电阻信号输入调理，电压(V)和电流(mA)信号输入和输出信号的调理等。 (5)系统扩展性好。随着工厂自动化水平的提高，控制规模也在不断扩大，因此要求工控机具有灵活的扩展性。 (6)系统开放性。要求工控机具有开放性体系结构，也就是说在主机接口、网络通信、软件兼容及升级等方面遵守开放性原则，以便于系统扩展、异机种连接、软件的可移植和互换。

微机(微型计算机技术及应用)选择题及标准答案(最终版)

第1章微型计算机概述 1.微型计算机的硬件系统包括____A____. A．控制器、运算器、存储器和输入输出设备 B控制器、主机、键盘和显示器C．主机、电源、CPU和输入输出 D CPU、键盘、显示器和打印机2.CPU是由___B__组成的。 A．内存储器和控制器B．控制器和运算器 C．内存储器和运算器D．内存储器、控制器和运算器 3.中央处理器英文缩写是___B___。 A．MP B．CPU C．CU D．ALU 4.微型计算机各部件之间是用__A___连接起来的。 A．系统总线B．AB C．CB D．DB 5.通常计算机系统中的外围设备是指__A___ A．外存储器、输入设备、输出设备B．外存储器、输入设备 C．外存储器、输出设备D．输入设备、输出设备 6.若把组成计算机中的运算器和控制器集成在一块芯片上成为___C__ A．微型计算机B．单片机C．微处理器D．单板机 7.8086是_C_ A．单片机B．单板机C．微处理器D．微机系统 8.将微处理器、内存储器及I/O接口连接起来的总线是__C_____。 A.片总线 B.外总线 C.系统总线 D.局部总线 9.微型计算机是以__B___为核心部件。 A．寄存器 B．微处理器 C．逻辑部件 D．控制部件 10.微型计算机系统以__C__为主体。 A．系统软件 B．外部设备 C．微型计算机 D．操作系统 11.目前微型机系统上广泛使用的机械式鼠标是一种___A___ A．输入设备 B．输出设备C．输入输出设备 D．显示设备组成之一 12.计算机系统总线中，用于传送读、写信号的是__C__。 A.地址总线B、数据总线C、控制总线D、以上都不对

带式输送机集中控制系统的分析与应用

带式输送机集中控制系统的分析与应用摘要：带式输送机是综合机械化矿井重要的运输设备，其安全可靠运行是煤矿高产高效的重要保障。将可编程控制系统嵌入带式输送机的集中控制系统中，可以大大提高设备管理的效率，还可以实时监测带式输送机运行状态，发生故障时自动报警并提醒人员处理，为安全运输提供保障。就此，本文分析了带式输送机集中控制系统的构成及功能，探讨了以PLC为核心的集中控制系统在带式输送机的应用。关键词：煤矿；带式输送机；集中控制系统；分析与应用 1带式输送机集中控制系统的构成带式输送机集中控制系统主要包括交换机、多媒体调度主机、信号处理器、网络管理软件、广播系统调度功能模块、IP桌面对讲器、输入输出接口、传输电缆和综合保护系统以及远程控制箱等。一般在带式输送机头部放置信号处理器与远程控制箱等基础设备，地面上的调度室则放置交换机与多媒体调度主机等基础设备。 2带式输送机集中控制系统的功能设计 2.1底层本机控制功能底层本机控制功能，实质上就是一种能够做到检测、集中控制、语言报警与通话等的控制系统。该功能有以下特点：（1）该系统能满足带式运输机手动、自动、检修、紧急控制等运行方式的控制要求。还能实现数据实时采集与监测。系统通过各种传感器对现场的电机电流电压、电机轴承温度、冷却风扇压力及温度、煤仓煤位、跑偏、急停、速度、堆煤、纵撕等实时数据进行采集，实现对输送机运行状态的监控，控制输送机在零速时制动器动作，自动抱闸，避免输送机的飞车和变频器、电机过流。系统具备多路开关量输出以及多路开关量/模拟量的输入，可沿线随意选择接入位置。（2）以液晶显示屏作为系统的主控器，运用动画、彩色图形与汉字等多种方式对设备各种状态进行显示，可以直观显示故障所在位置以及设备运行实时参数。实现操作简单化和维护便捷化。系统具有良好的防尘与防水性能，为数据信息传输的稳定性提供有效的保障。（3）该系统还能实现完善的保护功能。完成过负荷、欠电压、短路、超速、打滑、跑偏等监控与保护，并与一次开车回路联锁，可与皮带机综合保护装置如烟雾、瓦斯、纵向撕裂、急停等对接，实现报警和自动保护。 2.2综合有线语音通信功能（1）将系统与现在已有的运输线语音通话设备相连接，使得办公固定IP电话和生产调度IP电话的有线通信语音系统有机组合，从而做到全呼叫、组呼叫与录音等一系列的功能。同时在大屏幕触摸屏上以图形方式将手机、电话等终端设备有效显示，可以在任意时间对设备进行查看。（2）调度室IP电话与沿线的其他电话可同时运用，可做到快速拨号呼叫，同时也能近距离广播。管理人员即使身在办公室，也能够利用计算机来与井下工作人员实施广播讲话，这不仅使得调度人员的通知程序得到有效的优化，也可有效减少传达所需的时间。（3）根据实际情况可构建30路以下的小型多媒体调度系统，系统可以进行扩声广播，调度台可充分利用扩声终端设备来实施单播或是组播等形式的语音广播，常用的扩声终端包括SIP广播话站与IP话机等。系统对组网广播予以足够的

计算机控制技术及应用

10电气（2）班姓名：陆继赟学号：01 计算机控制技术及应用一、计算机控制技术应用和发展在近10多年里，计算机技术得到了极大的发展和完善；无论是在系统硬件成本，还是在计算速度和存贮容量方面都取得了很大的进步。特别是面向用户的编程语言也大大简化了。同时，由于采用了更多的可靠元件、尖端的设计工艺，增加了容错技术、冗余诊断程序，系统的可靠性也得到较大的提高；传统的过程控制功能与诸如生产计划、调度、优化及操作控制等实时信息处理和决策应用的不断渗透、融合，使通过高级计算机控制实现各种过程高性能目标的手段变得越来越可靠和更为强劲有力；功能价格比也日趋合理。因而，使计算机控制在工业中的应用得到了迅猛的发展，而且正越来越广泛地应用于石油、化工、钢铁、造纸、电力等工业部门，并在提高设备处理能力和生产效率、产品质量；有效利用能源(水、人力、材料等资源)，满足环保、人身安全等严格要求及在日益激烈的国内外市场竞争中，发挥着举足轻重的作用。二、（一）、计算机控制技术的概述 1、计算机控制的概念（1）开环控制系统若系统的输出量对系统的控制作用没有影响，则称该系统为开环控制系统。在开环控制系统中，既不需要对系统的输出量进行测量，也不需要将它反馈到输入端与输入量进行比较。（2）闭环控制系统凡是系统的输出信号对控制作用能有直接影响的系统都叫作闭环控制系统，即闭环系统是一个反馈系统。闭环控制系统中系统的稳定性是一个重要问题。 2、计算机控制系统采用计算机进行控制的系统称为计算机控制系统，也称它为数字控制系统。若不考

虑量化问题，计算机控制系统即为采样系统。进一步，若将连续的控制对象和保持器一起离散化，那么采样控制系统即为离散控制系统。所以采样和离散系统理论是研究计算机控制系统的理论基础。 3、计算机控制系统的控制过程（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）实时控制决策：对采集到的被控量进行数据分析和处理，并按已定的控制规律决定进一步的的控制过程。（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。 4、计算机控制系统的特点（1）结构上。计算机控制系统中除测量装置、执行机构等常用的模拟部件之外，其执行控制功能的核心部件是数字计算机，所以计算机控制系统是模拟和数字部件的混合系统。（2）计算机控制系统中除仍有连续模拟信号之外，还有离散模拟、离散数字等多种信号形式。（3）由于计算机控制系统中除了包含连续信号外，还包含有数字信号，从而使计算机控制系统与连续控制系统在本质上有许多不同，需采用专门的理论来分析和设计。（4）计算机控制系统中，修改一个控制规律，只需修改软件，便于实现复杂的控制规律和对控制方案进行在线修改，使系统具有很大灵活性和适应性。（5）计算机控制系统中，由于计算机具有高速的运算能力，一个控制器（控制计算机）经常可以采用分时控制的方式而同时控制多个回路。（6）采用计算机控制，如分级计算机控制、离散控制系统、微机网络等，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高。 5、计算机控制系统的组成计算机控制系统主要由硬件和软件两大部分组成，而一个完整的计算机系统应由下列几部分组成：被控对象、主机、外部设备、外围设备、自动化仪表和软件系统。（1）硬件：a)由中央处理器，时钟电路，内存储器构成的计算机主机是组成计算机控制系统的核心部分。 b)通用外围设备按功能可分为输入设备、输出设备和外存储器三类。 c)过程Ｉ／Ｏ通道，又称过程通道。 d)通用接口电路，一般有并行接口、串行接口和管理接口（包括中断管理、直接存取DMA管理、计数/定时等）。 e)传感器的主要功能是将被检测的非电学量参数转变成电学量。变送器的作用是将传感器得到的电信号转变成适用于计算机借口使用的标准的电信号（如０～１０ＭＡＤＣ）。 f)计算机控制系统一般要有一套专供运行操作人员使用的控制台称为运行操作台，操作台一般包括各种控制开关、数字键、功能键、指示灯、声信器、数字显示器或ＣＲＴ显示器等。（2）软件：软件是指计算机控制系统中具有各种功能的计算机程序的总和，如完成操作、监控、管理、控制、计算和自诊断等功能的程序。整个系统在软件指挥下协调工作。从功能区分，软件可分为系统软件和应用软件。（二）集成系统控制计算机技术的不断发展，使计算机系统的数据采集、处理、存贮、高速执行复杂计算任

带式输送机基于PLC控制系统的设计

湖南机电职业技术学院毕业设计任务书课题名称：带式输送机基于PLC控制系统的设计专业：学生班级：学生姓名：同组学生：指导教师： x x x 学院二O一年月

一、课题概要带式输送机是一种广泛应用于工业的传输设备，对其进行自动化的改造无疑将提高工业生产的效率和安全性并且将大大的节约人力资源。因其意义重大，对带式输送机的改造是多方面的而本文将主要介绍的是：基于西门子PLC的带式输送机多速度控制系统的设计。该系统的设计包括硬件设计和软件设计。其中硬件设计包括西门子PLC、变频器、异步电动机的外部电路的设计与安装；软件部分包括程序的设计与调试。所设计系统最终能够通过PLC与变频器实现以下功能：(1)能对物品进行运送，速度可根据两物品之间的距离自动变换防止传送物品之间发生碰撞；（2）能够实现故障报警、状态指示、带式输送机带负载软启动等；（3）能够实现手动与自动状态切换，方便维护。该系统主要运用了西门子PLC、传感器、继电器、变频器等器件，利用PLC良好的自动控制性能，实现流水线带式输送机传送过程的无人控制。二、设计任务与要求 1.控制要求（1）按动启动按钮后，电动机3启动，金属板在带式输送机上向图中所示方向输送，其位置由接近开关检测；（2）当金属板到达两带式输送机邻接处时传感器3接受到信号，启动电动机2；（3）当传感器2接受到信号时，启动电动机1；（4）当金属板离开电动机2拖动的带式输送机进入电动机1拖动的带式输送机时，传感器2的信号消失，此时启动定时器T1，定时2s后控制电动机2停止；（5）传感器1接受到信号，指挥下一级的机构动作（可不考虑）；（6）当金属板离开电动机1拖动的带式输送机后，传感器1的信号消失，此时启动定时器T2，定时2s后控制电动机1停止。 2．系统操作可实现单循环，自动循环功能。 3．设计PLC(PLC(单片机))的控制系统和输入/输出信号调理电路及功率驱动电路原理图。4．设计控制系统程序流程图并用汇编语言编写程序。 5．设计操作台面板布置示意图。 6．编写设计说明书和使用说明书。7．在满足控制要求的前提下，力求控制系统简单，经济。三、附件及参考资料（一）附件

计算机控制系统复习笔记

选择填空： 1 计算机控制系统由工业控制计算机主体（包括硬件、软件与网络结构）及其输入输出通道和被控对象（工业生产对象（被控对象、工业自动化仪表））。两大部分组成。自动控制系统的基本功能是信号的传递、处理和比较，分为开环控制系统和闭环控制系统两种。 2 计算机控制系统的分类：数据采集系统（DAS）、直接数字控制系统（DDC）、监督控制系统（SCC）、集散控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）、工业过程计算机集成制造系统（流程CIMS）、网络控制系统（NCS）。 1内部总线：（1）STD总线（2）PCI总线：（3）PC104总线 2 外部总线: IEEE-488总线 3无论是RS-232还是RS-485，均可采用串行异步收发数据格式。连接握手：是指发送者在发送一个数据块之前使用一个特定的握手信号来引起接收者的注意，表明要发送数据，接收者则通过握手信号回应发送者，说明它已经做好了接收数据的准备。连接握手可以通 5 LED显示器的驱动方式：静态驱动和时分割驱动；LED显示器的扫描方式：动态和静态。 6 采样定理：由采样信号完全无失真地恢复原信号的条件是采样速度要满足： ,其中：，为采样角速度；T为采样周期；为原信号频谱中最高角频率；为的各种信号分量中最小的时间常数。 7 模拟开关（1）CD4051为单端8通道低价格模拟开关，引脚如图4-10所示。（2）CD4052：低成本差动4通道模拟开关，引脚如图4-12所示，真值表如表4-3所示。其中X、Y分别为X组和Y组的公共端。（3）32通道模拟量输入电路设计实例:8 模拟量输入通道

转换器工作原理：量化：是用有限字长的一组数码和二进制数码去整量化或逼近时间离散幅值连续的采样信号。对n位字长的A/D转换器，若满度（满量程）输入的模拟量值表示为FSR，则量化单位q由下式确定q=FSR/。假设满度输入电压为5V，现用12位的A/D转换器进行转换，有：q=5V/=5V/4096≈1.22mV 显然，对同一个FSR的值，A/D转换器的位数越多，q所代表的量值就越小。编码：（1）单极性编码最常用的单极性编码形式是二进制数码。在这种编码中，数字量是用加权和来表示的：式中是0或是1取决于相应数位的值是0或是1；（2 ①符号-数值码②偏移二进制码③补码表示法 A/D转换器的技术指标 1．分辨率如8位、10 映。所以，n 分辨率 2 1.0~200μs。 0.05%/%ΔUs时，其含义是电源电压 Us的1%时，相当于引入0.05%的模拟输入值的变化。 9模拟量输出通道组成：两种基本结构形式：一个通道设置一片D/A转换器，多个通道共用一片D/A转换器技术指标： 1．分辨率：含义与A/D转换器相同。 2．稳定时间：指D/A转换器中代码有满度值的变化时，其输出达到稳定（一般稳定到与±1/2最低位值相当的模拟量范围内）所需的时间。一般为几十毫秒到几微秒。 3．输出电平：不同型号的D/A转换器的输出电平相差较大，一般为5~10V，也有一些高压输出型的为24~30V。还有一些电流输出型，低的为20mA，高的可达3A。 4．输入编码：如二进制、BCD码、双极性时的符号-数值码、补码、偏移二进制码等。必要时可在D/A转换前用计算机进行代码转换。 10 电流/电压转换：变送器的输出信号为电流信号时，要转化成可被单片机系统处理的电压信号用。 11 干扰的类型按其产生的原因、噪声传导模式和噪声波形的性质的不同进行划分。

计算机控制技术及其应用(丁建强任晓卢亚萍)课后规范标准答案

第1章概述.................................................................................................................................... 1-2第2章计算机控制系统的理论基础.......................................................................................... 2-1第3章数字控制器的设计与实现.............................................................................................. 3-1第4章控制系统中的计算机及其接口技术.............................................................................. 4-1第5章计算机控制系统中的过程通道...................................................................................... 5-1第6章控制系统的可靠性与抗干扰技术.................................................................................. 6-1第7章控制系统的组态软件....................................................................................................... 7-1第8章DCS集散控制系统.......................................................................................................... 8-1第9章计算机控制系统的解决方案.......................................................................................... 9-1第10章计算机控制技术在简单过程控制中的应用............................................................ 10-1第11章计算机控制技术在流程工业自动化中的应用 ....................................................... 11-1

微型计算机技术与应用(戴梅萼_4)习题答案

微型计算机技术及应用习题答案第一章微型计算机概述 1.1微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同？答：①微处理器是微型计算机的核心，是微型计算机的一部分。它是集成在一块芯片上的CPU，由运算器和控制器组成。 ②微型计算机包括微处理器、存储器、I/O接口和系统总线，是微型计算机系统的主体。 ③微型计算机系统包括微型计算机、外设及系统软件三部分。 1.2CPU在内部结构上由哪几部分组成？CPU应具备哪些主要功能？答：1.CPU在内部结构上由以下几部分组成： ①算术逻辑部件(ALU)； ②累加器和通用寄存器组； ③程序计数器(指令指针)、指令寄存器和译码器； ④时序和控制部件。 2.CPU应具备以下主要功能： ①可以进行算术和逻辑运算； ②可保存少量数据； ③能对指令进行译码并执行规定的动作； ④能和存储器、外设交换数据； ⑤提供整个系统所需要的定时和控制； ⑥可以响应其他部件发来的中断请求。

1.3累加器和其他通用寄存器相比，有何不同？答：许多指令的执行过程以累加器为中心；输入/输出指令一般也以累加器来完成。 1.4微处理器的控制信号有哪两类？答：一类是通过对指令的译码，由CPU内部产生的。这些信号由CPU送到存储器、I/O接口电路和其他部件。另一类是微型机系统的其他部件送到CPU的。通常用来向CPU 发出请求。如中断请求、总线请求等。 1.5微型计算机采用总线结构有什么优点？答：首先是系统中各功能部件之间的相互关系变为各个部件面向总线的单一关系。其次是一个部件只要符合总线标准，就可以连接到采用这种总线标准的系统中，使系统功能得到扩充。 1.6数据总线和地址总线在结构上有什么不同之处？如果一个系统的数据和地址合用一套总线或者合用部分总线，那么，要靠什么来区分地址或数据？答：1.数据总线是双向三态；地址总线是单向输出三态。 2.数据和地址复用时，必须有一个地址选通信号来区分该总线上输出的是地址还是数据。 1.7控制总线传输的信号大致有哪几种？答：包括CPU送往存储器和I/O接口的控制信号，如读信号、写信号、中断响应信号、存储器和I/O接口区分信号等。还包括其他部件送到CPU的信号，如时钟信号、中断请求信号、准备就绪信号等。第二章8086微处理器 2.1总线接口部件有哪些功能？请逐一进行说明。答：1.总线接口部件的功能是负责与存储器、I/O端口传送数据。

带式输送机的PLC控制设计说明

第一章绪论带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中，广泛应用带式输送机。它可以用于水平运输或倾斜运输。 1.1国外带式输送机研究状况及差距 1.1.1 国外运带式输送机的研究现状国外在带式输送机动态分析研究方面开展得比较早,动态分析理论与研制的软件已基本能够满足当前带式输送机发展之需；而我国相对较晚,与国外相比还存在一定的差距,尤其是动态分析软件部分。为了尽快弥补这一差距,赶超世界水平,有必要研究和分析当今国外带式输送机的动态分析软件。国外动态分析软件目前,美国、法国、澳大利亚、意大利等国家在动态分析研究方面,已经达到国际领先地位。 1.1.2 国运带式输送机技术的现状我国生产制造的上运带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。如大倾角、长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国空白，并对带式输送机的主要元部件进行了理论

研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力耦合器和行星齿轮减速器。 1.1.3 国外运带式输送机的技术的差距 a、大型皮带输送机的关键核心技术上的差距 (1) 皮带输送机动态分析与监测技术长距离、大功率皮带输送机的技术关键是动态设计与监测，它是制约大型皮带输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制订计算方法和设计规，设计中对输送带使用了很高的安全系统（一般取n=10左右），与实际情况相差很远。 (2) 可靠的可控软起动技术与功率均衡技术长距离大运量带式输送机由于功率大、距离长且多机驱动，必须采用软起动方式来降低输送机制动力，特别是多电机驱动时。国已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，解决了长距离带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题。但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。当单机功率>500 kW时，可控CST软起动显示出优越性。由于可控软起动是将行星齿轮减速器的齿圈与湿式磨擦离合器组合而成（即粘性传动）。通过比例阀及控制系统来实现软起动与功率平衡，其调节精度可达98% 以上。但价格昂贵，急需国产化。 b、技术性能上差距我国上运带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关键部件及其功能如自移机尾、高效储带与紧装置等与国外有着很大差距。 (1) 装机功率我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为4×250 kW，国外产品可达4×970 kW，国产带式输送机的装机功率约为国外产品的

工业控制机及应用习题解答

第一章工业控制机概述问题1 什么是工业控制计算机？有哪些部分组成？用于工业控制的计算机称为工业控制计算机，简称控制机。工业控制计算机是计算机一大门类，具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机、外围、外设及接口，具有实时操作系统，控制网络及协议，计算能力，系统软件，工具软件，应用软件和人机界面，采用总线结构等。工控机系统一般是指对工业生产过程及其机电设备、工艺装备进行检测与控制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）通过两大部分组成。工控系统(包括硬件、软件)，不包括传感器、检测仪表和执行器。问题2 工控机的特点有哪些？ 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。工控机具有在粉尘、高温、潮湿、振动、（酸、碱）腐蚀和电磁干扰等的工业环境、长时间、连续可靠工作的能力。能够抗工业电网的浪涌、跌落和尖峰干扰等。并具备良好的故障诊断和可维护性，以保障及时发现和维修。对可靠性最有效的测试主要为：冲击、振动、打耐压、强磁场、高低温存贮和循环、瞬时过压干扰、板级更换时间等。 3 ）输入/输出能力。工控机具有很强的输入/输出功能，与工业现场的各种检测仪表和控制装置，如：传感器、变送器、执行器、报警器、显示器等相连接，以完成各种测量控制任务。 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）具有较完善的过程通道，便于将各种形式的信息变换, 并完成检测数据输入和控制