自动化综合应用技术期末复习

自动化综合应用技术

工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。什么是工业控制自动化技术？

工业控制自动化主要包含三个层次，从下往上依次是基础自动化、过程自动化和管理自动化，其核心是基础自动化和过程自动化。

工业控制自动化技术按功能分为几个层次技术？

工业控制计算机控制系统可定义为以计算机为核心、以网络传输为基础（媒介）的实时检测与控制系统。系统主要组成部分有现场传感器、信号传输、信号处理、接口模板部分、控制主机、网络设备、监控主机和相应软件系统等。工业控制自动化技术的发展的基础是什么？工业控制计算机技术的发展是工业控制自动化发展的基础！！什么是工业控制计算机控制系统？

根据IEC61158的定义，现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线使测控设备具备了数字计算和数字通信能力，提高了信号的测量、传输和控制精度，提高了系统与设备的功能、性能。2000年初公布的IEC61158现场总线国际标准子集有几种？类型1IEC技术报告（FFH1）；类型2Control-NET（美国Rockwell公司支持）；类型3Profibus（德国Siemens公司支持）；类型4P-NET（丹麦ProcessData公司支持）；类型5FFHSE（原FFH2）高速以太网（美国FisherRosemount公司支持）；类型6Swift-Net（美国波音公司支持）；类型7WorldFIP（法国Alsto公司支持）；类型8Interbus（美国PhoenixContact公司支持）。什么是现场总线？

工业控制网络的发展方向如何？

无线局域网（WirelessLAN）技术可以非常便捷地以无线方式连接网络设备，人们可随时、随地、随意地访问网络资源，是现代数据通信系统发展的重要方向。

无线局域网设备使用隔离型信号转换器，将工业设备的RS-232串口信号与无线局域网及以太网络信号相互转换，符合无线局域网IEEE802.11b和以太网络IEEE802.3标准，支持标准的TCP/IP网络通信协议，有效的扩展了工业设备的联网通信能力工业控制网络的发展方向将向有线和无线相结合方向发展工业自动控制系统的分类如何？

单机型和多机型两种，多机型又可划分为集中型和分散型。分类有多种分法：

检测与数据处理、直接数字控制、计算机监控、分级分布控制、集成自动化控制等。

程序控制、顺序控制、PID控制、前馈控制、最佳控制、自适应控制、自学习系统、智能控制系统。

连续生产过程的计算机控制、离散生产制造过程计算机、混合生产过程计算机控制。1、按工业控制计算机参与控制的方式可分为：2、按调节规律可分为：3、按生产过程的连续性可分为：4、按系统构成本身可分为：

它包括CIMS，流程工业集成自动化系统(CIPS，ComputerIntegratedProcessSystem)以及目前正兴起的企业资源规划(ERP，EnterpriseResourcePlanning)等，是将控制与管理以及系统中的人与组织集成起来的系统。什么是集成自动化系统的概念?CIMS的英文全称？DDC的中英文全称？directdigitalcontrolSCC的中英文全称？supervisorycomputercontrolDCS的中英文全称？

DistributedControlSystemComputerIntegratedManufacturingPLD的中英文全称？

Programmab1eLogicDeviceProgrammab1eLogicControlPLC的中英文全称？

工业控制计算机的定义类？

通用计算机包括诸如单片机、ESP、DSP、PLD、PLC可编程序控制器、IPC工控机等；

广义而言，工业控制计算机是指内置微处理器及其附属功能器件，用以实现工业控制用的计算机。

按其结构和功能可以简单分为通用控制计算机和专用控制计算机。

专用控制机包括如回路调节控制器、变频器、软启动器等。

工业控制计算机的分类？

回路调节器(PID-ProportionalIntegralDifferential)是一个简单的计算机闭环控制系统，即直接数字控制(DDC)系统。也称为数字调节器。控制规律采用模拟量的PID调节规律，用以实现单一或若干或若干回路的控制。它主要由模拟量输入(AI)、模拟量输出(AO)、开关量输入(DI)、开关量输出(DO)、CPU、存储器、按键和各种接口组成。什么是回路调节器（智能数字显示调节器）？●功能特点

万能输入功能；

自动校准和人工校准功能；

多重保护、隔离设计、抗干扰能力强、可靠性高；

良好的软件平台，具备二次开发能力，可以满足特殊的功能；

先进的模块化结构，配合功能强大的仪表芯片，功能组合、系统升级非常方便；●技术指标

基本误差：0.5%FS或0.2%FS±1个字

显示方式：双排四位LED数码管显示

采样周期：0.2S

报警输出：二限报警或四限报警,报警方式、报警灵敏度可设置,继电器输出触点容量AC220V/3A或AC220V/1A.

变送输出:4-20mA、0-10mA、1-5V、0-5V；

精

度：±0.1%FS，12位D/A；

通讯输出：接口方式——隔离串行双向通讯接口RS485/RS422/RS232/Modem波特率——300～9600bps内部自由设定；

馈电输出：DC24V/30mA，DC24V/60mA；

电

源：开关电源85～265VAC

功耗4W以下；方式72×72×110mm竖式80×160×125mm横式160×80×80mm什么是IPC（IndustryPersonalComputer）？

过程输入/输出通道：输入通道用来完成工业生产过程的数据采集与处理；输出通道完成将计算机对生产过程控制的命令、信息转化为标准电信号输出的任务，以实现工业控制对象的控制。

工业个人计算机简称IPC，它由计算机和过程输入输出（I/O）通过两大部分组成。

计算机是由主机、输入输出设备和外部磁盘机等组成。

在图的边框处，竖边方向用大写拉丁字母，横边方向用阿拉伯数字，编号的顺序从标题栏相对的左上角开始。区的代号为字母+数字。电气工程图的图幅如何分区？（列举示例）

如在相同图号第34张A6区内，标记为34/A6；图号3219的单张图F3区内，标记为：图3219/F3；图号为4752的第28张图G8区内，标记为图4752/28/G8。10156243789什么是嵌入式系统？

嵌入式系统被定义为：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

具体定义:嵌入式系统一般指非PC系统，它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器／微处理器、存储器及外设器件和I／O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件（OS）（要求实时和多任务操作）和应用程序编程。应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。WindowsCE是微软公司发行的32位嵌入式实时操作系统，它的内核支持按优先级抢占的方式调度多任务。RTOS（RealTimeOperationSystem）是嵌入式系统的软件开发平台！RTOS的基本功能作用如何？什么是WindowsCE？RealTimemulti-taskingOperationSystem嵌入式系统应用软件开发需要RTOS开发平台1嵌入式微处理器(单板机)2嵌入式微控制器(单片机)4嵌入式片上系统5嵌入式PC机（PC104）

列举主要的嵌入式控制器？3嵌入式DSP处理器

在一个硅片上实现一个复杂的控制系统的，这就是SystemOnChip(SOC)。PC/104性能指标特点？符合IEEEP996.1标准；IBMPCPC/AT100%全兼容；超小体积：90×96mm

；极低功耗1～3W，+5V供电；模块化总线结构；高可靠、MTBF>20万小时；扩展工作温度：-45～85℃

单片机也叫做微控制器（Micro-Controller简写μC），通常统称微型处理部件（MicroControllerUnit简写MCU）。单片机的英文全称？

单片机或微控制器是专为实时控制设计而制造出来的VLSI芯片。这种芯片多采用低功耗高速CMOS工艺，在一块硅片上集成CPU、RAM、ROM、定时器/计数器、多种I/O、中断源、通信功能的完整数字处理系统。在工业控制中的应用这种芯片比一般商用芯片要简单、可靠。

微控制器开发工具应具有输入程序、编辑程序和调试程序的能力。微控制器开发工具的功能如何？Intel（51系列8位单片机、96系列16位单片机）、Nationalsemiconductor(cop系列）、Motorola(68系列）、Microchip(PIC系列）、Atemel(2051系列）、NEC的µPD系列、Zilog的Z8系列以及国内力源公司的产品等等；微控制器的主要厂家有哪些？列举微控制器的主要性能指标？1位数、2存储器、3I/O口、4速度、5工作电压、6功耗、7温度等其它附加功能。

在MPLAB集成环境中可编写、汇编、调试以及优化应用程序，并能快速的在不同的开发/调试模式之间进行转化。MPLAB集成开发环境（IDE）是综合的编辑器、项目管理器和设计平台，适用于使用Microchip（美国微晶公司）的PICmicro®系列微控制器（单片机）进行嵌入式设计的应用开发。什么是MPLAB？其功能如何？DSP(DigitalSignalProcessing)芯片，也称数字信号处理器，是一种具有特殊结构的微处理器。DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。（1）哈佛结构；

（2）流水线操作；

（3）专用的硬件乘法器；

（4）特殊的DSP指令；

（5）快速的指令周期。什么是DSP芯片？

DSP芯片的基本结构特征包括?TI公司也成为世界上最大的DSP芯片供应商，其DSP市场份额占全世界份额近50％DSP厂商列举？单片机与DSP比较?

变频器的操作控制方式分为：

利用对变频器相应控制端子的通、断组合控制，可获得不同的频率输出，以获得电动机的多段速度。

对变频器相应控制端子的通入连续的模拟量信号（标准电压或电流），可获得连续的频率输出，以获得电动机的无级变速控制。通用变频器应用技术分析面板操作与外部操作；外部操作又分为：连续频率控制与分段频率控制。什么是连续频率控制？什么是分段频率控制？分段频率控制：

利用对变频器相应控制端子的通、断组合控制，可获得不同的频率输出，以获得电动机的多段速度。连续频率控制：

对变频器相应控制端子的通入连续的模拟量信号（标准电压或电流），可获得连续的频率输出，以获得电动机的无级变速控制。看图说明如何实现连续、分段频率控制？看图说话？变频器基本接线图分析？模式选择键：显示变频器状态、参数设定、设定频率、输出电流、正反转等信息。输入确认键：修改參数后按此键可确认修改。頻率设定旋钮：可设定此旋钮作为主頻率输入。显示区：显示输出频率、电流、各参数设定值及异常信息代码。LED指示区：显示变频器运行状态运转指令键：启动运行。停止重置键：停止运行及异常中断后可重启。上下键：选择参数、修改内容等。数字操作器按鍵說明

电源投入后，显示频率设定界面电机旋转方向参数设定界面实际运转频率电机运转电流返回频率设定界面显示信息的操作P38參數設定为00，限定（决定）端子M0、M1功能如下图所示：变频器的外部（或远动）运转操作与功能参数设置VFD-M变频器有多少个可设定参数？157个参数根据实际运行特点需要设置。多段速指令動作說明：

利用此三個端子的開關組合共可組合成七段速度。需要设置的參數有P17、P18、P19、P20、P21、P22、P23。此图的物理意义？变频器多功能输出端子典型功能与参数设置说明

多功能输出端子有集电极开路端子MO和继电器接点输出端子RA、RB、RC。接线事例如下图所示：

P45的参数设置决定MO1的作用；P46的参数设置决定RA、RB、RC的作用！！多功能输出端子参数值的功能意义（至少3个）说明变频器典型异常故障代码及处理方式

触模屏是用户利用手指或其它介质直接与屏幕接触，进行信息选择，向计算机输入信息的一种输入设备，它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。

触模屏概念？触摸屏组成？可分为外挂式、内置式和整体式3种把触摸屏分为四种，它们分别为电阻式、红外线式、电容感应式以及表面声波式。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成。触摸屏按安装方式来分？

按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质MT-500系列触摸屏Dip拨码开关的SW1、SW2决定了触摸屏的几种工作模式？SW1SW2工作模式ONON触摸面板测试模式OFFONRDS（远端调试和模拟）模式ONOFF触控精度调整（触摸面板校准）模式OFFOFF应用（在线工作）模式EasyLoad[Upload(上传)和Download(下载)]，EasyWindow(在线模拟和离线模拟)及Easybuilder可通过EasyManager实现操作么？

触摸屏应用软件下载与上传方法如何？下载可通过EasyManager和Easybuilder实现，而上传只能通过EasyManager实现典型快捷键识别？触摸屏与S7-200的如何设置连接？参数如何设置？EasyBuilder500软件参数设置（在“系统参数”菜单中设置）：地址范围说明？SIMATICS7可编程控制器系列产品包括微型PLC(S7-200)系列、较低性能系列(S7-300)和中/高性能系列(S7-400)。

通讯网络中最重要的部分是：工业以太网（IEEE802.3/802.3u）用于区域和单元级设备联网的国际标准；PROFIBUS（IEC61158/EN50170）用于一定数目的区域和单元级设备联网的国际标准；AS-I(EN50295)用于传感器和执行器的联网通讯；EIB用于楼宇自控的网络通讯。S7-300CPU的工作模式类别包括四种：MRES：模块复位功能STOP：停止模式：程序不执行RUN：程序执行，编程器只读操作RUN-P：程序执行，编程器读写操作编程设备PG740PG720PG760是多功能的桌面编程设备，可以用于在办公室进行组态和编程。其良好的系统性能、灵活的扩展能力和完善的功能使其成为所有自动化项目的理想办公工具。PG720是工业级的编程设备，功能强大且易于使用，不仅可以用于维护和服务，而且可以用于编程和组态设备，是工业现场应用的理想工具。特性：

笔记本电脑的尺寸，

独立电源，

AT-兼容，

完善的硬件，

配备所有必须的SIMATIC接口。PG740是一款便携编程设备，自动化项目应用的理想选择和强大功能的工业PC机。特性：高级系统性能，

优良的扩展能力，

TFT-显示，

防滑设计，

配备所有必须的SIMATIC接口。注S7-200的语句表手持编程设备是PG702S7-300PLC单机架系统扩展模块最多为几块？SIMATICS7-300PLC是模块化结构设计。各种单独模块之间可进行广泛组合和扩展。系统的主要组成包括：中央处理单元（CPU）、信号模块（SM）、通讯处理器（CP）、功能模块（FM）、负载电源模块（PS）、接口模块（IM）等。SIMATICS7-300PLC系统的主要组成包括：8个模块！！S7-300可编程控制器扩展（多机架）系统的组成最大扩展能力：图示为S7-300/CPU314/315的最大扩展能力。最多可以扩展到32个模板，每个机架（层）安装8个模板。对于信号模板、功能模板和通讯处理器没有插槽限制，也就是说它们可以插到任何一个槽位。S7-300主要包括三种通讯模式是什么？总线、点对点、多点通讯等模式。MPIPtPPROFIBUS

因为S7-300PLC是模块结构形式，所以构成应用系统必须要扩展输入输出模块，对么？

紧凑型CPU（312C），带集成的数字量输入和输出。构成简单应用系统不见得需要扩展输入输出模块！！！模块SM321模块SM322模块SM323模块SM331模块SM332模块SM334模块CP340/341根据型号辨别典型扩展模块类别（连线）：数字输入模块数字输出模块数字量输入/输出模块模拟输入模块模拟输出模块模拟输入/输出通讯处理器模块根据接线图辨别典型扩展模块类别（连线）：数字输入模块数字输出模块数字量输入/输出模块计数器模块、快速/慢速进给驱动位控模块、步进电机定位模块、伺服电机定位模块、定位和连续路径控制模块、电子凸轮控制器、NC控制、闭环控制模块。功能模块包括IEC1131-3标准将PLC编程语言分为几类？图形语言又分为几种形式？

不同厂家的PLC，系统指令是不兼容的。而基于PC的软PLC（SOFTPLC）一般可兼容不同厂家的硬件设备。两大类：图形语言和文本语言。

图形语言分为三种形式：梯形图LD(Ladderdiagram)、功能块图FBD(functionblockdiagram)、顺序功能图SFC(sequentialfunctionchart)；

文本语言分为两种形式：指令清单IL(instructionlist)、结构化文本语言ST(structuredtext)

文本语言分为几种形式？STEP7应用程序结构分为几种方法？三种，即线性化编程、模块化编程和结构化编程。

组织块OB、功能块FB、功能FC、系统功能块SFB、系统功能SFC等。S7-300PLC的程序块包括几部分？S7-300PLC的程序块两部分，即用户程序块和系统功能块。其中，用户程序块包括程序和相关数据；系统功能块是在CPU操作系统中预先定义好的功能和功能块。用户程序块可具体分为？什么是S7-300PLC的过程映象（ProgressImage）？PII：过程映象输入表建立在CPU存储器区，所有输入模块的信号状态存放在这里。PIQ：

过程映象输出表包含程序执行的结果值，在扫描的结束传送到实际输出模块上。S7-300系统的实际开关量I/O与CPU内的外设存储区（PI和PQ）相对应。S7300/400对模拟量没有指定的寄存器，如PII，PIQ，它们在每个扫描周期自动更新。相反地，在用户程序中，通过访问模拟量地址可以更新数据。模拟量输入的标识是PIW，模拟量输出的标识是PQW。S7300/400的模拟量特殊问题：没有过程映象！S7-300PLC的输入输出地址与槽位关系如何定义？模拟量：在第一个信号模块插槽位置的模拟量输入/输出板的地址为256。数字量：在第一个信号模块槽处，数字量输入/输出的地址为0。模拟量模块以16字节递增地址！数字量模块以4字节递增地址！

工业PC（IPC）是以PC总线（ISA、PCI）为基础构成的工业计算机。其总线结构便于维护、扩充和模块化。

工业控制机主机结构包括：加固型机箱、无源总线底板、工业电源、ALL-IN-ONE主机板、5.25in软盘驱动器、3.5in软盘驱动器、硬盘、CD驱动器、显示器、键盘与鼠标等。

工业PC底板或母板是用于连接各种功能模板的PCB板，这种结构也是工业PC机的主要特点之一。ISABUS-IPC（ISA总线）、VESABUS-IPC（VESA总线）、PCIBUS-IPC（PCI总线）、PC104BUS-IPC（PC104总线）按总线分类：

工业PC的核心部件是ALL-ON-ONE的一体化主机板，CPU具有80386、80486、Pentium等机型。

一体化主机板就是将CPU、协处理器、主存储器、软盘及硬盘驱动器接口、串行通讯接口（RS232）、并行接口、喇叭驱动、WatchdogTimer(监视定时器）等安装在一块模板上，有的一体化主机板还装有电子盘（DOC或ROMDISK）或高速缓冲存储器（Cache）

一体化主机板按主机结构尺寸来划分，主要有半长板（haft-size)和全长板（full-size)PC总线工控机外围接口部件包括哪些？1、输入接口模板:包括模拟量输入、开关量输入、频率量输入等。2、输出接口模板:包括模拟量输出、开关量输出、脉冲量输出等。3、通信接口模板:它包括串行通信接口模板(RS—232，RS7422，RS-485等)与网络通信模板(ETHERNET网扳)，还需配现场总线通信板等。4、远程采集模块:近几年发展了各类数字式智能远程采集模块。5、其它类：运动控制卡、图像采集卡等。PC总线工控机应用软件技术的基本功能？

工控软件：它支持数据采集、控制、监视、画面显示、趋势显示、报表、报警、通信等功能。工控机必须具有相应功能的控制软件才能工作。这些控制软件有的是以MS—DOS操作系统为平台，有的是以Windows操作系统为平台，有的是以实时多任务操作系统为平台，选用时应依实际控制需求而定。

在工业控制计算机系统中，可靠性指标一般用系统的平均无故障时间MTBF（MeanTimeBeforeFailure）来表示。对于可修复产品，平均无故障时间是无故障工作时间的平均值；对于不可修复的产品（如集成芯片），平均无故障时间就是其寿命的平均值。

元器件的可靠性是通过严格的工艺及生产品质控制体系来保证的，而系统的可靠性则可通过规范化设计来达到。

一般希望MTBF要大于某个规定值。MTBF反映了系统可靠工作的能力。但是，组成一个系统的元器件往往成千上万，组合的方式有各种各样，因此一个系统的MTBF再长，也有失效的时候，因此，通常用平均维修时间MTTR（Mean·Time·To·Repair）表示每次失