2023年機電一體化系統(tǒng)設計基礎課程作業(yè)解答資料

機電一體化系統(tǒng)設計基礎課程作業(yè)解答(三)202３-１2－０8一、填空題1．數(shù)據(jù)總線地址總線控制總線2．S-10０Muｌti(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7.D／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，完畢順序和程序控制;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、微解決器、存貯器、輸入輸出接口和編程器所組成。2．開放式體系結構的重要特點是什麼?開放式體系結構是近年來在電子工業(yè)和計算機工業(yè)中流行的一種設計思想,它使得當代計算機測控系統(tǒng)的設計方法與傳統(tǒng)方法有了很大區(qū)別。開放式體系結構的重要特點是：向未來的VＬSI開放；向不同用戶層次開放;向用戶的特殊規(guī)定開放；采用模塊化結構。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，完畢實時在線控制，并把采集的數(shù)據(jù)和執(zhí)行結果傳送給上位機。（3)構成分布式組合運用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)的重要特點。ＳＴD總線微機控制系統(tǒng)的重要特點：（1）采用小板結構，高度的模塊化,其功能模板結構靈活，可靠性高,硬件冗余小，成本低。（2)模板設計具有嚴格的標準和廣泛的兼容性。（3）面向I/Ｏ的設計，具有強大的I/O擴展能力，使控制系統(tǒng)非常適合工業(yè)控制的應用。（4)高可靠性。５.ＳＴD總線系統(tǒng)的I/O子系統(tǒng)有哪些重要功能？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,其重要功能有:（１)開關量的輸入輸出用于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受、輸出脈沖信號的控制；定期信號的產(chǎn)生及解決；伺服電機使用的運動控制接口。6.A／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，以便計算機辨認。Ｄ／A接口的功能則是將經(jīng)計算機解決后的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電壓或信號,輸送到執(zhí)行機構，達成控制過程的目的。三、分析題1.畫圖說明工業(yè)PC機與普通信息解決計算機的重要區(qū)別是什么？工業(yè)控制機與普通信息解決機的差別在于取消了普通信息解決機的大母板,將其改為功能插板,與普通信息解決機相比較,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，運營效率高。（４）采用抗干擾電源,密封機箱,具有良好的環(huán)境適應性。（5）豐富的應用軟件。（６)具有良好的技術綜合性。2.畫圖說明8路輸入、8路輸出STD總線開關量接口模板的組成原理。如圖所示，STD總線的開關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：外部開關信號→輸入信號條理電路→輸入緩沖器→輸入端口譯碼控制→SＴD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重要區(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),在結構上進行了模塊化；系統(tǒng)具有完整的控制功能,軟件豐富，執(zhí)行速度快，合用于需要作大量數(shù)據(jù)解決的測控系統(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?？删幊绦蚩刂破?ＰＬＣ）結構小巧,適應性強，可按照使用規(guī)定選購相應產(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合用于實現(xiàn)各種邏輯控制和開關量控制,大中型的ＰLC為模塊化結構，按用戶所需的功能選配模塊，可組成規(guī)模較