【正文】 ,節(jié)點(diǎn)數(shù)110個(gè)，傳輸介質(zhì)為雙絞線或光纖等。(g)節(jié)點(diǎn)具有自動(dòng)關(guān)閉功能，當(dāng)節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤嚴(yán)重時(shí)，則自動(dòng)切斷與總線的聯(lián)系，這樣不影響總線正常工作。LONWORKS提供了一套開發(fā)工具LonBuilder與NodeBuilder。最多可掛接127個(gè)站點(diǎn)?？蓪さ刂窞?～15，當(dāng)?shù)刂窞?時(shí)，處于4～20mA(DC)與數(shù)字通信兼容狀態(tài)；當(dāng)?shù)刂窞?～15時(shí)，則處于全數(shù)字通信狀態(tài)。FF現(xiàn)場(chǎng)總線分低速H1和高速H2兩種通信速率。本章作業(yè)簡(jiǎn)述五種通用現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)及其應(yīng)用領(lǐng)域。它以ISO/OSI開放系統(tǒng)互連模型為基礎(chǔ)，取其物理層、數(shù)據(jù)全連路層、應(yīng)用層為FF通信模型的相應(yīng)層次，并在應(yīng)用層上增加了用戶層。用屏蔽雙絞線單臺(tái)設(shè)備距離3000m，而多臺(tái)設(shè)備互連距離1500m。～12Mbps，最大傳輸距離在12Mbps時(shí)為100m、可用中繼器延長(zhǎng)至10Km。(c)其核心是Neuron(神經(jīng)元)芯片，內(nèi)含了3個(gè)8位的CPU；第1個(gè)CPU為介質(zhì)訪問(wèn)控制處理器，實(shí)現(xiàn)Lon Talk協(xié)議的第1層和第2層；第2個(gè)CPU為網(wǎng)絡(luò)處理器，實(shí)現(xiàn)Lon Talk協(xié)議的第3層至第6層；第3個(gè)CPU為應(yīng)用處理器，實(shí)現(xiàn)Lon Talk協(xié)議的第7層，執(zhí)行用戶編寫的代碼及用戶代碼所調(diào)用的操作系統(tǒng)服務(wù)。這樣傳輸時(shí)間短，受干擾的概率低，且具有較好的檢錯(cuò)效果。（1）CAN(Control Area Network)控制器局域網(wǎng)絡(luò)控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN是由德國(guó)Bosch公司的為汽車的監(jiān)測(cè)和控制而設(shè)計(jì)的，逐步發(fā)展到用于其它工業(yè)領(lǐng)域的控制。(3)面向I/O的開放式設(shè)計(jì)，適合工業(yè)控制應(yīng)用。，總線又可分為兩種。它是微處理器總線的延伸，是微處理器與外部硬件接口的通路，如圖所示。因此，采用同一總線標(biāo)準(zhǔn)的不同廠家的插件模塊，就可以組成可正常工作的系統(tǒng)。作為直流穩(wěn)壓器件，現(xiàn)在常用的就是三端穩(wěn)壓器78XX和79XX系列芯片，這類穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，負(fù)載穩(wěn)定度為15mV，具有過(guò)電流和輸出短路保護(hù)，可用于一般微機(jī)系統(tǒng)。（2）低通濾波器各種干擾信號(hào)一般都有很強(qiáng)的高頻分量，低通濾波器是有效的抗干擾器件，它允許工頻50Hz電源通過(guò)，而濾掉高次諧波，從而改善供電質(zhì)量。但有時(shí)為了提高濾波效果，往往對(duì)不同時(shí)刻的采樣值賦以不同的加權(quán)因子。（1）程序判斷濾波法：是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，確定出相鄰兩次采樣信號(hào)之間可能出現(xiàn)得最大偏差。標(biāo)度變換有各種不同類型，它取決于被測(cè)參數(shù)測(cè)量傳感器的類型，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度變換方法，常用線性參數(shù)標(biāo)度變換。？在應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，為減少計(jì)算延時(shí)，通常將運(yùn)算分為前臺(tái)運(yùn)算和后臺(tái)運(yùn)算。，模糊控制具有哪些優(yōu)點(diǎn)？與PID控制和直接數(shù)字控制相比，模糊控制的優(yōu)點(diǎn)：（1）模糊控制可以應(yīng)用于具有非線性動(dòng)力學(xué)特征的復(fù)雜系統(tǒng)。（2）消除振鈴因子法找出數(shù)字控制器D(z)中引起振鈴現(xiàn)象的因子(即z=1附近的極點(diǎn))，然后人為地令其中的z=1，就消除了這個(gè)極點(diǎn)。(3)求取數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)D(z)。將被調(diào)量調(diào)節(jié)到給定值附近并穩(wěn)定后，然后突然改變給定值，即給對(duì)象輸入一個(gè)階躍信號(hào)。擴(kuò)充臨界比例度法整定PID參數(shù)的步驟：(1)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期T，例如被控過(guò)程有純滯后時(shí)，采樣周期T取滯后時(shí)間的1/10以下，此時(shí)調(diào)節(jié)器只作純比例控制，給定值r作階躍輸入。試寫出相應(yīng)數(shù)字控制器的位置型和增量型控制算式，設(shè)采樣周期T=。？試比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。雙線形變換法：把代入，則前向差分法：把代入，則 后向差分法：把代入，則、各有什么作用？它們對(duì)調(diào)節(jié)品質(zhì)有什么影響？系數(shù)為比例系數(shù)，提高系數(shù)可以減小偏差，但永遠(yuǎn)不會(huì)使偏差減小到零，而且無(wú)止境地提高系數(shù)最終將導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。下圖為插補(bǔ)過(guò)程中的走步軌跡。圓弧插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程的步驟如下：(1)偏差判別(2)坐標(biāo)進(jìn)給(3)偏差計(jì)算(4)坐標(biāo)計(jì)算(5)終點(diǎn)判別，起點(diǎn)O（0，0），終點(diǎn)A（4，6）。在微機(jī)控制下，輸出裝置一方面顯示加工過(guò)程中的各有關(guān)信息，另一方面向被控生產(chǎn)機(jī)械輸出各種有關(guān)的開關(guān)量控制信號(hào)(冷卻、啟、停等)，還向伺服機(jī)構(gòu)發(fā)出進(jìn)給脈沖信號(hào)等。它包括系統(tǒng)控制器、輸入電路、輸入接口、輸出電路、輸出接口、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、顯示與報(bào)警電路。采樣完一遍后停止采集。?保持等待法:EOC與READY相連,EOC無(wú)效時(shí),自動(dòng)插入等待狀態(tài)。采樣保持器的作用：A/D轉(zhuǎn)換器完成一次A/D轉(zhuǎn)換總需要一定的時(shí)間。(2)多路轉(zhuǎn)換器：用來(lái)切換模擬電壓信號(hào)的關(guān)鍵元件。為更好地適應(yīng)生產(chǎn)力的發(fā)展，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，以滿足對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)提出的越來(lái)越高的要求，目前計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)方面。(3)數(shù)據(jù)庫(kù)：數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)主要用于資料管理、存檔和檢索，相應(yīng)軟件設(shè)計(jì)指如何建立數(shù)據(jù)庫(kù)以及如何查詢、顯示、調(diào)用和修改數(shù)據(jù)等。軟件是指能夠完成各種功能的計(jì)算機(jī)程序的總和。過(guò)程輸入輸出通道包括模擬量輸入輸出通道和數(shù)字量輸入輸出通道。(2)“在線”方式：在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，如果生產(chǎn)過(guò)程設(shè)備直接與計(jì)算機(jī)連接，生產(chǎn)過(guò)程直接受計(jì)算機(jī)的控制，就叫做“聯(lián)機(jī)”方式或“在線”方式。、在線方式和離線方式的含義是什么？(1)實(shí)時(shí)：所謂“實(shí)時(shí)”，是指信號(hào)的輸入、計(jì)算和輸出都是在一定時(shí)間范圍內(nèi)完成的，即計(jì)算機(jī)對(duì)輸入信息以足夠快的速度進(jìn)行處理，并在一定的時(shí)間內(nèi)作出反應(yīng)并進(jìn)行控制，超出了這個(gè)時(shí)間就會(huì)失去控制時(shí)機(jī)，控制也就失去了意義。過(guò)程輸出通道把微機(jī)輸出的控制命令和數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成可以對(duì)生產(chǎn)對(duì)象進(jìn)行控制的信號(hào)。？說(shuō)出各部分軟件的作用。應(yīng)用軟件包括：：指巡回檢測(cè)程序、數(shù)據(jù)處理程序、上下限檢查及報(bào)警程序、操作面板服務(wù)程序、數(shù)字濾波及標(biāo)度變換程序、判斷程序、過(guò)程分析程序等；：指的是控制算法程序、事故處理程序和信息管理程序，其中信息管理程序包括信息生成調(diào)度、文件管理及輸出、打印、顯示程序等；：包括基本運(yùn)算程序、函數(shù)運(yùn)算程序、數(shù)碼轉(zhuǎn)換程序、格式編碼程序。？大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，提高了計(jì)算機(jī)的可靠性和性能價(jià)格比，從而使計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。其中：輸入調(diào)理電路將來(lái)自控制裝置或生產(chǎn)過(guò)程的各種開關(guān)量，進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將其通斷狀態(tài)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的高、低電平，同時(shí)還要考慮對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、保護(hù)、消除觸點(diǎn)抖動(dòng)，以及進(jìn)行信號(hào)隔離等問(wèn)題。(1)I/V變換：提高了信號(hào)遠(yuǎn)距離傳遞過(guò)程中的抗干擾能力，減少了信號(hào)的衰減，為與標(biāo)準(zhǔn)化儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配提供了方便。？試說(shuō)明保持電容的大小對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的影響。常見(jiàn)的A/D轉(zhuǎn)換有以下幾種控制方式，各自特點(diǎn)如下?延時(shí)等待法:EOC可不和I/O口連接，程序設(shè)計(jì)時(shí)，延時(shí)大于ADC轉(zhuǎn)換時(shí)間后，取數(shù)據(jù)。把采樣轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量按序存于片內(nèi)RAM的30H~37H單元中。因此，需要將模擬電壓信號(hào)通過(guò)電壓/電流(V/I)變換技術(shù)，轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)。一般地，把按時(shí)序或事序規(guī)定工作的自動(dòng)控制稱為順序控制。(3)輸出裝置：一般包括輸出緩沖電路、隔離電路、輸出信號(hào)功率放大器、各種顯示設(shè)備等。直線插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程的步驟如下： (1)偏差判別：即判別上一次進(jìn)給后的偏差值Fm是最大于等于零，還是小于零；(2)坐標(biāo)進(jìn)給：即根據(jù)偏差判斷的結(jié)果決定進(jìn)給方向，并在該方向上進(jìn)給一步； (3)偏差計(jì)算：即計(jì)算進(jìn)給后的新偏差值Fm+1，作為下一步偏差判別的依據(jù)；(4)終點(diǎn)判別：即若已到達(dá)終點(diǎn)，則停止插補(bǔ)；若未到達(dá)終點(diǎn)，則重復(fù)上述步驟。終點(diǎn)判別仍采用第二種方法，設(shè)一個(gè)總的計(jì)數(shù)器Nxy，每走一步便減1操作，當(dāng)Nxy=0時(shí)，加工到終點(diǎn)，插補(bǔ)運(yùn)算結(jié)束。試用雙線形變換法、前向差分法、后向差分法分別求取數(shù)字控制器D(Z)。微分調(diào)節(jié)主要用來(lái)加快系統(tǒng)的相應(yīng)速度，減小超調(diào)，克服振蕩，消除系統(tǒng)慣性的影響。(3)采用增量型算法時(shí)所用的執(zhí)行器本身都具有寄存作用，所以即使計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，執(zhí)行器仍能保持在原位，不會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成惡劣影響。、擴(kuò)充響應(yīng)曲線法整定PID參數(shù)的步驟。擴(kuò)充響應(yīng)曲線法整定PID參數(shù)的步驟：(1)斷開數(shù)字調(diào)節(jié)器，讓系統(tǒng)處于手動(dòng)操作狀態(tài)。(2)求廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)G(z)。即使不能使RA≤0，也可以把RA減到最小，最大程度地抑制振鈴。主要擾動(dòng)引起的誤差，由前饋控制進(jìn)行補(bǔ)償；次要擾動(dòng)引起的誤差，由反饋控制予以抑制，這樣在不提高開環(huán)增益的情況下，各種擾動(dòng)引起的誤差均可得到補(bǔ)償，從而有利于同時(shí)兼顧提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的要求。圖5—1 應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)流程圖（1）問(wèn)題定義（2）程序設(shè)計(jì)（3）手編程序（4）差錯(cuò)（5）測(cè)試（6）文件編制（7）維護(hù)和再設(shè)計(jì)？當(dāng)采樣信號(hào)送入CPU，按控制算法要求進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，由于計(jì)算機(jī)執(zhí)行每條指令均需要一定時(shí)間，這樣，從數(shù)據(jù)采樣到結(jié)果輸出之間就要產(chǎn)生一定的時(shí)間延遲，稱為計(jì)算延時(shí)。這種轉(zhuǎn)換稱為工程量轉(zhuǎn)換，也稱為標(biāo)度變換。？它們各自有什么特點(diǎn)？常用的數(shù)字濾波方法有7種。在算術(shù)平均濾波中，N次采樣值在結(jié)果中所占的比重是均等的，即每次采樣值具有相同的加權(quán)因子1/N。圖6—1 抗干擾直流穩(wěn)壓電源示意圖（1）隔離變壓器隔離變壓器的作用有兩個(gè)：其一是防止浪涌電壓和尖峰電壓直接竄入而損壞系統(tǒng)；其二是利用其屏蔽層阻止高頻干擾信號(hào)竄入。C2為高頻濾波電容，～，用于抑制浪涌的尖峰。也就是說(shuō)為了使插件與插件間、系統(tǒng)與系統(tǒng)間能夠正確連接，就必須對(duì)連接各插件或各系統(tǒng)的基礎(chǔ)——總線，制定出嚴(yán)格的規(guī)約，即總線標(biāo)準(zhǔn)，為各廠商設(shè)計(jì)和生產(chǎn)插件模塊提供統(tǒng)一的依據(jù)。，總線可以有如下幾種類型：（1）局部總線局部總線又稱為芯片總線。常用的外總線有：連接智能儀器儀表的IEEE488通用接口總線；RS232C和RS422串行通信總線等。(2)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化，廣泛的兼容性。下面是幾種典型的