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计算机控制技术王建华主编第二版第二章课后答案

1.什么是工业控制计算机?它们有哪些特点?
解: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,能长期稳定稳定工作的加固型计算机”
其特点是:可靠性高、实时性好、环境适应性强、模块化设计,完善的I∕O通道、系统扩充性好、系统开放性好、控制软件包功能强。

2.为什么要制定计算机总线标准?采用总线结构有哪些优点?
解:在工业控制机系统中,利用总线实现芯片内部、印制电路板各部之间,机箱内各插件板之间、主机与外部设备间或系统与系统之间的连接与通信。

一个工业控制机的硬件可以含几块、十几块插件和外部设备,这些插件和部件连起来即可构成系统。

许多工业控制机制造厂大量地以插件方式向各用户提供产品,由用户根据自己的需要集成计算机控制系统。

这些OEM产品包括CPU、RAM、ROM、EPROM、硬盘、AI、AO、DI、PIO及SIO等,从用户的角度说来,希望不同厂家购买的OEM插件能插入外购或自制的机箱,亦即希望各个厂家生产的插件是兼容的,方便地配置不同生产过程需要的工业控制机。

为了兼容的目的就要求个插件的几何尺寸、插件数目相同插头各插针的定义相同,以及控制插件工作的时序相同,从制造商的角度出发,按照总线标准生产插件,其产品应用更广,一个厂家不必生产全部插件,只需生产本厂专长的插件和OEM 即可。

优点是①简化了硬件的设计。

便于采用模块化结构设计方法,面向总线的微型计算机设计只要按照这些规定制作cpu插件、存储器插件以及I/O插件等,将它们连入总线就可工作,而不必考虑总线的详细操作。

②简化了系统结构。

整个系统结构清晰。

连线少,底板连线可以印制化。

③系统扩充性好。

一是规模扩充,规模扩充仅仅需要多插一些同类型的插件。

二是功能扩充,功能扩充仅仅需要按照总线标准设计新插件,插件插入机器的位置往往没有严格的限制。

④系统更新性能好。

因为cpu、存储器、I/O借口等都是按总线规约挂到总线上的,因而只要总线设计恰当,可以随时随着处理器的芯片以及其他有关芯片的进展设计新的插件,新的插件插到底板上对系统进行更新,其他插件和底板连线一般不需要改。

⑤便于故障诊断和维修。

用主板测试卡可以很方便找到出现故障的部位,以及总线类型。

采用总线结构的缺点是利用总线传送具有分时性。

当有多个主设备同时申请总线的使用是必须进行总线的仲裁。

3.计算机总线大致可分为几类?其中内部总线又可分为几类?
解:按传送数据可分为串行总线和并行总线;按应用的场合可分为芯片总线、版内总线、机箱总线、设备互联总线、现场总线及网络总线;按用途可分为:计算机总线、外部设备总线、和控制总线;按总线的作用域可分为全局总线和本地总线;按标准化程度可分为标准总线和费标准总线等。

内部总线可分为:数据总线、地址总线、控制总线、电源线与地线。

4.总线的功能强弱、适应性好坏取决于什么?
解:控制总线是最能体现总线特色的信号线,它决定总线功能的强弱和适应性。

5.常见的工业控制计算机总线体系结构有哪几种?
解:常见的工业控制计算机总线体系结构有PC总线工控机,STD总线工控机,VME总线工控机,多总线工控机。

6.明ISA总线中AEN、IOR、IOW信号的作用。

解:ANE:为地址允许信号,用于把微处理器及其他装置从I/O通道上释放以便能够执行DMA 传送;IOR:为I/O 读信号,它指示I/O装置把数据传送到数据总线上;IOW:为I/O写信号,它指示I/O装置读取数据总线上的数据。

7.在ISA总线上进行16位数据传送需要哪些控制信号?
解:(1)SA0~SA19:为20位地址线,用于系统中的存储器及I/O装置的寻址(2)IOR: 为I/O读信号,它指示I/O装置把数据送到数据总线上
(3)IOW :为I/O写信号,它指示I/O装置读取数据总线上的数据
(4)AEN:为地址允许信号,用于把微处理器及其他装置从I/O通道上释放以便能够执行DMA传送
(5)I/OCS16 :I/O16位芯片选择,用来通知系统主板,当前的数据传送是一个16位等待状态的I/O周期
8.PCI总线的主要优点是什么?
解:高性能,通用性好,成本低,使用方便。

9.任选下述主题上网查阅资料并写一篇论文。

①工业控制计算机总线体系结构及发展趋势。

②为适应工业环境,对工业控制计算机的机箱、架构、EMC、散热的特殊设计。

答:
以工业 PC 为基础的低成本工业控制自动化将成为主流。

PLC 在向微型化、网络化、 PC 化合开放性方向发展。

面向测控管一体化设计的 DCS 系统。

控制系统正向现场总线( FCS )方向发展。

仪器仪表技术在向数字化、智能化、网络化、微型化方向发展。

工业控制网络将向有线和无线相结合的方向发展。

10.上网查询工业控制计算机产品的技术资料,列出它们的型号、生产厂家、性能特点等。

解:
型号生产厂家性能特点
RICH—3 00A工控机深圳华北工控股份有限公司华北工控的工业计算机RICH—300A4U可上
架工业控制计算机,专为能源系统和工业现场应用
而设计。

整机采用SHB-950长卡搭配13槽无源底
板PBP-13L4。

独特的单门设计,配置机箱面板锁,
机箱前面板提供系统电源和复位按钮,系统状态
LED指示灯可显示电源、硬盘的运行情况。

带有
双滚珠风扇的先进冷却系统能够提供充足的气流
来冷却系统的主要部件。

从而可以显著减少了电力
的供应中断时间,外部的USB,串口,并口,音
频,PS/2键盘,RJ-45网口以及VGA接口可以连
接各种外部设备,以便进行数据传输、备份和输入。

很好的保证了系统灵活的扩展性能及轻松的接入
其他第三方电气设备。

防尘,快速,低辐射,抗干
扰,强电磁兼容等特点可保证电力系统工作站在遇
到自然灾害时仍能长时间的正常工作。

PCM-6892 POS 机深圳研扬股份有限公司1、利用主板PCM-6892可支持LCD的特点,加上
触幕屏,即便是毫无经验的新手也能轻松操作,而
且屏幕灵活的可调性可以更好地满足个人的操作
习惯。

简便易用,极大的提高了工作效率。

2、利用主板PCM-6892嵌入式高集成的特点,使
得整个设备小巧紧凑,对安装和摆放地点的选择范
围扩大了,安装更加灵活,用户还可以根据自己的
喜好来选择装饰风格和营造营业环境。

3、新型POS因为选择了工业主板,并且采用了
CPU在板的结构,使得系统的稳定性极大提高,
而且整个系统因为模组化设计,使得维护和升级变
得更容易,所以也大幅降低了产品综合成本,使竞
争的优势凸现。

4、新型POS基于PCM-6892主板对外围设备的选
择范围较大,这样用户就能根据自己的需求对系统
量身定做,如添加磁卡阅读器、顾客显示屏(适用
于快餐店运作模式的额外配置)等,这意味着可以
满足不同客户群的多种需求。

RPC-619计重收费计算机深圳华北工控股份有限公司由于高速公路计重收费系统需要处在野外高温/
低温、潮湿、电磁、灰尘、振动等复杂的环境条件
下不间断、长时间地稳定运行,同时系统的
MTBF>30000小时,系统的MTTR<1小时。

要想
确保收费系统切实履行自己的收费和监控功能,只
能选用工控计算机进行系统控制。

选用防潮、防灰
尘、防电磁能力更强的工业机箱,选用持续工作时
间更长、适应更大温度范围和振动要求的工业CPU
卡,选用工业级的各类控制卡和管理模块。

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