电机拖动基础 综述心得
《电机及拖动基础》
综述报告
专业及班级电子系09级自动化（1）班姓名王典学号090507201*授课老师_孙强完成时间_201*年5月24日
课程综述评分表
一二三四五1得分
六合计23注：课程综述评分标准可参见《学生课程综述应包含的内容及评分标准》
《电机及拖动基础》综述报告
摘要：
电能是现代大量应用的一种能量形式。电能的产生、变换、传输、使用和控制等，都必须利用电机作为能量转换和信号变换的机电装置。在电力工业中，发电机和变压器是电站和变电所中的主要设备。而在工业企业中，大量应用电动机作为原动机去拖动各种生产机械，完成生产工作。《电机及拖动基础》这门课程包括“电机学”及“电力拖动基础”两门课的主要内容。全书分上、下两册，下册为电力拖动部分，内容包括电力拖动系统的动力学基础、交流和直流电动机的电力拖动、多电动机拖动系统与拖动系统电动机的选择等。重点介绍电力拖动系统的运行性能与分析计算。本门课程作为普通高等教育自动化专业的规划教材，也可作为电气工程及其自动化专业有关课程及“运动控制”课程的基础教材，对工程技术人员也有重要的参考价值。关键词：电机及拖动基础直流电机电力拖动
一、课程简介
本书共分上下两册，上册主要内容是直流电机的基础、变压器、三相异步电机工作原理和控制电机的内容。下册主要内容是电力拖动系统的基础内容、直流电机的电力拖动、电动机的选择和三相异步电机的基本内容。本课程是自动化、电气工程及其自动化专业的一门专业基础课，主要研究电机及电力拖动系统的基本理论问题，同时也联系到科学试验与生产实际的内容，具有原“电机学”及“电力拖动基础”的基本内容。
1、课程在专业中的地位
《电机及拖动基础》是我们自动化专业必修的一本重点课程，也是专业基础课。整个课程的核心内容围绕电机拖动基础和各种电机的工作原理以及变速特性展开，难度比较大，所以需要我们在老师的上课时间内认真听课，做好笔记，而且要在课后做好温习和预习的工作，这样才可以保障我们在电机学习上有一个良好的学习习惯，温故而知新，事半功倍也。
2、课程的培养目标及其纲要
《电机及其拖动基础》》分为上下两册。上册是以“电机”为控制对象，主要介绍直流动机运行原理。在学习过程中主要掌握常用直流电机、交流电机、控制电机及变压器等的基本结构与工作原理及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择与实验方法。下册是以“电力拖动”部分。主要围绕三相异步电动机，介绍拖动原理。通过本学期对本门课程的学习，为今后走上工作岗位，从事自动控制工作打下坚实的基础。
二课程主要内容
一：磁路：
本章在物理、电路课程的基础上，复习了磁路的有关常用量；分析物质磁化过程及铁磁材料基本磁化曲线。阐述磁路中的欧姆定律、基尔霍夫定律。通过磁路与电路的比较，建立起比较清晰的磁路概念。按照磁路结构，通过学习知道可以分为无分支磁路和有分支磁路，对于对称的有分支磁路，只需记录一个磁回路即可。电机，变压器磁路通常属于磁路计算的正问题，其计算步骤是先按磁路材料和截面积的不同分段来求解。二：直流电机：
直流电机的工作原理是建立在电和磁互相利用的基础上，电机外电路的电压、电流及电动势都是直流电性质的，但电机内的每个元件的电压、电流及电动势都是交变性质的。电枢绕组是直流电机的主要电路，机电能量转换就在这里进行。因此，电枢绕组就是直流电机的“心脏”。电机中的磁场是机电能量转换的耦合介质。而且换向是直流电机研究的一个重点。三：变压器：
主要学习了普通双绕组电力变压器，在阐明其工作原理之后，介绍了变压器的分类及主要结构，着重叙述单相变压器基本原理及运行特性。四：三相异步电机的基本原理：
三相异步电机的工作原理是定子上对称的三相绕组中通过对称三相交流电流时产生旋转磁动势及相应的旋转磁场。这种旋转磁场以同步转速n切割转子绕组，则在转子绕组中感应出电动势及电流，转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩使转子旋转。
五：三相异步电动机运行原理和单相异步电动机：
首先分析异步电动机负载运行时的电磁过程，然后将电磁过程用基本方程式加以综合。得出等效电路与相应向量图。六：同步电机：
本章主要内容是说明三相同步电机可以认为是三相异步电机的一种特殊情况。同步电机又与直流电机有相似之处，两者在负载时，气隙磁场都会发生显著的变化。况且同步电机本身没有自启动能力，必须在磁极上装设启动装置，作异步启动。七：控制电机：
主要内容讲了伺服电动机，测速发电机，自整角机和旋转变压器。学习了伺服电机有三种控制方式：幅值控制、相位控制、幅-相控制。测速发电机在自控系统中作为检测元件用。测速发电机也分为直流和交流两大类。八：电机及拖动基础：
电力拖动系统主要研究电动机和生产机械之间的关系具体表现在电磁转矩与负载转矩之间的关系。研究电力拖动系统的目的是为了介绍电力拖动系统机械特性与过渡过程等内容准备必要的理论知识。九：直流电动机的电力拖动：
本章学习的主要内容是，比较了各种制动方法的优缺点，反接制动，能耗制动和回馈制有各自的优缺点以及不同的应用场合。十：三相异步电机的机械特性及各种运转状态：
本章主要研究了三相异步电机的机械特性和机械与特性的计算，机械特性的三种表达式可以用来表示异步电动机的固有特性，也可以表示改变各种参数时的人为机械特性。
十一：三相异步电动机的起动和起动设备的计算：
本章介绍了三相笼型及接线转子异步电动机的各种气动方法及起动电阻与起动设备的计算方法。十二：三相异步电动机调速：
本章主要介绍了异步电动机的调速方法，有变极，变频，及调节转差能耗三种。在调节转差能耗的调速方法中主要讨论了转子电路串联电阻、改变定子电压、
滑差电动机、串极调速及脉冲调速等。异步电动机结构简单、经济、工作可靠且正在取代直流电动机。
十三：电力拖动系统电动机的选择：
电动机的选择包括功率、电流种类、形式、额定电压及额定转速的选择，根据不同的工作制，按不同的变化负载的生产机械负载图，预选电动机的功率。同样按照发热观点选择电动机的原理与方法原则上也适应于选择其他发热电器元件。
三、学习总结
总结
本门课程的学习已经结束了，在我的印象里这门课程对我而言难度挺大的，所以我在它上面投入了不少精力。老师在上课的时候讲解的非常认真，这样使我对这门课的学习产生了浓厚的兴趣，孙老师一直强调要在课后加强学习，多花时间，刚开始的时候我有点不以为然。结果第一次的综合测试就给我一次深刻的教训，从那以后，我就利用课余的时间抓紧了学习，做好复习和预习的工作，果然取得了很好的效果。这门课是我们自动化的专业基础课，将来在我们的工作和学子中好多东西都是作为一个基础的，所以现在学好了将来对于我们很有帮助。让我印象很深刻的就是孙老师实验课特别严谨，不同于以往我们上的任何一门实验。虽然很严厉甚至苛刻，但是正是在严要求下，我们才真正学到了东西，我也慢慢的接受并喜欢上了这种上课方式。一学期的学习对然短暂，但是老师这门课上的很好，令我受益匪浅！
应用举例
直流电机实验：一．实验目的
1．学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。
2．认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。3．熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、起动、改变电机方向与调速的方法。二．实验方法及步骤
1．了解MCL电机系统教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安表及直流电动机的使用方法。
2．用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。
3．直流他励电动机的起动，调速及改变转向。
4.并励直流发电机的自励过程，外特性。三．用伏安法测电枢的直流电阻
（1）经检查接线无误后，逆时针调节磁场调节电阻R使至最大。直流电压表量程选为20V档，直流安培表量程选为2A档。
（2）按顺序按下主控制屏绿色“闭合”按钮开关，可调直流稳压电源的船形开关以及复位开关，建立直流电源，并调节直流电源至220V输出。调节R使电枢电流达到0.2A（如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行，如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压UM和电流Ia。将电机转子分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取UM、Ia，填入表1-1。
（3）增大R（逆时针旋转）使电流分别达到0.15A和0.1A，用上述方法测取六组数据。取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值Ra=四．直流电动机的启动
实验开始时，切记将“转速控制”和“转矩控制”选择开关板向“转矩控制”，“转矩设定”电位器逆时针旋到底。Ra1Ra2Ra3。3图1-1测电枢绕组直流电阻接线图
图1-2直流他励电动机接线图
扩展阅读：电机及其拖动基础课程综述
《课程名称》综述报告
专业及班级______________________________________姓名______________________________________学号______________________________________授课老师______________________________________完成时间______________________________________
一课程简介:
计算机控制技术是一门以电子技术、自动控制技术、计算机应用技术为基础，以计算机控制技术为核心，综合可编程控制技术、单片机技术、计算机网络技术，从而实现生产技术的精密化、生产设备的信息化、生产过程的自动化及机电控制系统的最佳化的专门学科。企业对具备较强的计算机控制技术应用能力专门人才需求很大。
内容介绍计算机控制是自动控制理论与计算机技术相结合而产生的一门新兴学科，计算机控制技术是随着计算机技术的发展而发展起来的。自动控制技术在许多工业领域获得了广泛的应用，但是由于生产工艺日益复杂，控制品质的要求越来越高，简单的控制理论有时无法解决复杂的控制问题。计算机的应用促进了控制理论的发展，先进的控制理论和计算机技术相结合推动计算机控制技术不断前进。自从1971年美国Intel公司生产出世界上第一台微处理器Intel4004以来，微处理器的性能和集成度几乎每两年就提高一倍，而价格却大幅度下降。在随后30多年的时间里，微型计算机经历了4位机、8位机、16位机、32位机几个大的发展阶段，目前64位机也已经问世。微型计算机的出现，在科学技术上引起了一场深刻的变革。随着半导体集成电路技术的发展，微型计算机的运行速度越来越快，可靠性大大提高，体积越来越小，功能越来越齐全，成本却越来越低，使微型计算机的应用越来越广泛。微型计算机不仅可应用于科学计算、信息处理、办公娱乐、民用产品、家用电器等领域，而且在仪器、仪表及过程控制领域也得到了广泛的应用。
二主要内容：
1计算机控制系统及硬件设计
计算机控制系统是当前自动控制系统的主流方向。
计算机控制系统是利用计算机的硬件和软件代替了自动控制系统的控制器，以自动控制技术、计算机技术、检测技术、计算机通信与网络技术为基础，利用计算机快速强大的数值计算、逻辑判断等信息加工能力，使得计算机控制系统可以实现常规控制以外更复杂、更全面的控制方案。
如今计算机控制系统已经广泛地用于工业、国防和民用的各个领域。计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。工业控制机硬件指计算机本身及外围设备。硬件包括计算机、过程输入输出接口、人机接口、外部存储器等。软件系统是能完成各种功能计算机程序的总和，通常包括系统软件跟应用软件。
主要功能：
（1）实时数据处理：对来自测量变送装置的被控量数据的瞬时值进行巡回采集、分析处理、性能计算以及显示、记录、制表等；
（2）实时监督决策：对系统中的各种数据进行越限报警、事故预报与处理，根据需要进行设备自动启停，对整个系统进行诊断与管理等；
（3）实时控制及输出：根据被控生产过程的特点和控制要求，选择合适的控制规律，包括复杂的先进控制策略，然后按照给定的控制策略和实时的生产情况，实现在线、实时控制。
工业控制计算机：
工业控制计算机充分利用了计算机系统的硬件和操作环境，配以模块化的硬件板卡，如处理器模板、开关量模板、模拟量I/O模板、定时/计数模板、通信模板等基本模板，就可以组成中、小规模的控制系统。工业控制计算机在许多方面优于普通计算机，它具备抗电磁干扰、防振、防潮、耐高温等性能，可实现各种恶劣环境下控制系统的可靠运行。
步进电机工作原理及控制技术：
步进电机又称为脉冲电动机，是计算机控制系统中常用的一种执行元件。其功能是将脉冲电信号变换为相应的角位移或直线位移，即给一个脉冲电信号，电动机就转动一个角度或前进一步。按励磁方式分类，步进电动机可分为反应式、永磁式和感应式。其中反应式步进电动机用得比较普遍，结构也较简单，所以本节仅介绍这类电机。
2主要的控制技术：
PID控制的原理和特点：
在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可*、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依*经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。比例(P)控制
比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(ady-stateerror)。积分(I)控制
在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统(SystemwithSteady-stateError)。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。微分(D)控制
在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。大林算法：
早在1968年，美国IBM公司的大林（Dalin）就提出了一种不同于常规PID控制规律的新型算法，即大林算法
大林算法是运用于自动控制领域中的一种算法，是一种先设计好闭环系统的响应再反过来综合调节器的方法。设计的数字控制器（算法）使闭环系统的特性为具有时间滞后的一阶惯性环节，且滞后时间与被控对象的滞后时间相同。此算法具有消除余差、对纯滞后有补偿作用等特点。
开环数字控制：
这种控制结构没有反馈检测元件，工作台由步进电机驱动。步进电机接收步进电机驱动电路发来的指令脉冲作相应的旋转，把刀具移动到与指令脉冲相当的位置，至于刀具是否到达了指令脉冲规定的位置，那是不受任何检查的，因此这种控制的可靠性和精度基本上由步进电机和传动装置来决定。
由于采用了步进电机作为驱动元件，使得系统的可控性变得更加灵活，更易于实现各种插补运算和运动轨迹控制。本章主要是讨论开环数字程序控制技术。闭环数字控制：
这种结构的执行机构多采用直流电机（小惯量伺服电机和宽调速力矩电机）作为驱动元件，反馈测量元件采用光电编码器（码盘）、光栅、感应同步器等，该控制方式主要用于大型精密加工机床，但其结构复杂，难于调整和维护，一些常规的数控系统很少采用。多轴步进电机控制技术：
步进电机的工作原理，步进电机的工作方式，步进电机控制接口及输出字表，步进电机控制程序，数控系统设计举例三轴步进电机控制。多轴伺服驱动控制技术：伺服系统
在自动控制系统中，把输出量能够以一定准确度跟随输入量变化的系统称为随动系统，亦称伺服系统。例如，数控机床的伺服系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，又称为随动系统。1.伺服系统及其组成
伺服系统由伺服驱动装置和驱动元件(或称执行元件，即伺服电机)组成。高性能的伺服系统还有检测装置，反馈实际的输出状态。2.伺服系统的基本要求和特点（1）伺服系统的基本要求（2）伺服系统的主要特点步进电机：
（1）步进电机的结构：一句话，内转子和定子构成。
定子：定子上有绕组，教材上这个电机是三相电机，有3对磁极，实际上步进电机不仅有三相，还有四相、五相等等。三对磁极分别为A、B、C，通过开关轮流通电。
转子：上面带齿。为了说明问题，这里只画了4个齿。（其实一般有几十个齿）
（2）工作原理：齿踞角和步踞角：
对于一个步进电机，如果它的转子的齿数为Z，它的齿距角θZ为
θZ=2π／Z=360°/Z而步进电机运行N拍可使转子转动一个齿距位置。步进电机的步距角θ可以表示如下
θ=θZ／N=360°/(NZ)
其中：N是步进电机工作拍数，Z是转子的齿数。
对于三相步进电机，若采用三拍方式，则它的步距角是θ=360°/(3×4)=30°对于转子有40个齿且采用三拍方式的步进电机而言，其步距角是θ=360°/(3×40)=3°逐点比较法插补原理：
所谓逐点比较法插补，就是刀具或绘图笔每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较，看这点在给定轨迹的上方或下方，或是给定轨迹的里面或外面，从而决定下一步的进给方向。如果原来在给定轨迹的下方，下一步就向给定轨迹的上方走，如果原来在给定轨迹的里面，下一步就向给定轨迹的外面走，-。如此，走一步、看一看，比较一次，决定下一步走向，以便逼近给定轨迹，即形成逐点比较插补。
逐点比较法是以阶梯折线来逼近直线或圆弧等曲线的，它与规定的加工直线或圆弧之间的最大误差为一个脉冲当量，因此只要把脉冲当量（每走一步的距离即步长）取得足够小，就可达到加工精度的要求。先进控制技术
控制技术中的模糊控制技术、神经网络控制技术、专家控制技术和预测控制技术。先进控制技术主要解决传统的、经典的控制技术所难以解决的控制问题，代表着控制技术最新的发展方向，并且与多种智能控制算法是相互交融、相互促进发展的。
3计算机控制系统的软件设计:
软件是工业控制机的程序系统,软件是工业控制机的程序系统,它可分为系统软件和应用软件.软件.所谓应用软件就是面向控制系统本身的程序,所谓应用软件就是面向控制系统本身的程序,它是根据系统的具体要求,由用户自己设计的.统的具体要求,由用户自己设计的.主要有程序设计技术，人机接口(HMI/SCADA)，人机接口(HMI/SCADA)技术，测量数据预处理技术，数字控制器的工程实现，系统的有限字长数值问题，软件抗干扰技术。
计算机控制系统软件设计
程序设计技术软件是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分，它是包括程序，数据及其相关文档的完整集合；程序是按事先设计的功能和性能要求执行的指令序列；数据是使程序能正常操纵信息的数据结构；文档是与程序开发，维护和使用有关的图文材料。人机接口(HML/SCADA)(HML/SCADA)技术8.2人机接口(HML/SCADA)技术人机接口是使用者与机器之间互相传递信息的媒介。传统人机接口设计中，操作者与机器的对话方式比较单一、实现功能比较简单；一般采用按键操作，用户操作比较复杂。传统人机接口设计中，软件架构比较简单，功能划分比较模糊，程序的可读性与维护性较差。本文介绍的人机接口与传统的人机接口相比有以下几个优点：首先采用菜单显示，简化用户操作流程；其次采用了合理的软件架构，功能模块划分明确，提高了程序的可读性与可维护性。SEED_MMI5402系统可提供多路数字信号源，并与其它子卡进行通讯，控制多种外设。根据系统要求，操作者必须能够通过人机接口控制信号源，及完成其它相应的控制任务。8.3测量数据预处理技术在主要的处理以前对数据进行的一些处理。如对大部分地球物理面积性观测数据在进行转换或增强处理之前，首先将不规则分布的测网经过插值转换为规则网的处理，以利于计算机的运算。另外，对于一些剖面测量数据，如地震资料预处理有垂直叠加、重排、加道头、编辑、重新取样、多路编辑等。8.4数字控制器的工程实现最少拍控制器是基于准确的被控对象而建立的一种控制算法。为了解决最少拍控制系统实验教学环节中控制器算法与被控对象传输函数难以匹配而导致输出波形不理想的问题。文章针对一阶惯性积分系统的实验电路,验证了最少拍控制器的优点,并提出了一种实验方法,利用MATLAB仿真平台,提出了一种新的仿真思路,该仿真电路不仅实现了系统参数的匹配,提高系统快速响应性;而且把仿真电路与实际实验电路结合起来,实现了近似模拟实际实验电路,完成了实际实验电路的测试指标,仿真结果比实际实验电路输出结果更贴近理论计算结果,提高了实验数据的可读性,这就更易于初学者学习掌握最少拍控制系统在实际系统中的应用,因而,这种仿真思路具有较高的参考价值。8.5系统的有限字长数值问题数的定标：在进行数字系统设计时，无法将小数直接表示出来，因此需要指定小数点的位置。有2中方法：Qx表示法和Sm.n表示法。以8为数D[7:0]为例Qx中x的值表示在8位数中小数位有x位，整数位有8-x位，决定了所表示数的精度为2^(-x)Sm.n表示在8位数中小数位有n位，整数位有m位（m+n=8）对于同样的8位数，小数点位置不同所表示的十进制数不同，因此表示的精度和范围就不同。当x越大精度越高，表示的范围越小。可见，数值范围和精度是互相矛盾的。数的2进制表示方法，所以任何一个数值都是用有限字长的2进制数表示的，也就是说数值的表示精度和动态范围不会是无限大，所以在FPGA设计时需要考虑有限字长的影响。主要有3方面的误差：输入量化误差，系数量化误差，运算量化误差。FPGA器件的字长可以根据需要任意指定，字长越长，量化误差越小，但同时占用的片内资源越多，编译、仿真时间和系统成本也因之上升。8.6软件抗干扰技术与干扰相关的几个概念：干扰：是指有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。干扰源：产生干扰信号的原因干扰对象：干扰源通过传播途径影响的器件或系统干扰系统的三个要素：干扰源、传播途径及干扰对象。抗干扰技术就是通过对这三要素中的一个或多个采取必要措施来实现的。软件陷阱：软件陷阱是在非程序区的特定地方设置一条引导引导指令（看作一个陷阱），程序正常运行，不会落入该引导指令的陷阱，CPU受到干扰，当程序“跑飞”时，如果落入指令陷阱，将由引导指令将“跑飞”的程序强制跳转到出错处理程序，由该程序段进行出错处理和程序恢复。
4分布式测控网络技术
工业网络技术介绍了工业网络的构建方法及测试技术，从信息网络和控制网络两个层次进行编写，主要内容包括计算机网络体系结构、局域网技术、工业以太网、CAN总线技术、DeviceNet现场总线、DeviceNet节点设计与组网、ControlNet现场总线、工业网络及其应用。本书参照ISO制订的OSI参考模型，对国内外常用的几种现场总线的通讯机理着重进行了分析，并给出了智能节点开发和现场总线控制系统设计的思路和流程。分布式控制系统(DCS)9.2分布式控制系统(DCS)1、DCS在上世纪80年代甚至90年代还是技术含量高、应用相对复杂、价格也相当昂贵的工业控制系统。随着应用的普及，大家对信息技术的理解，DCS已经走出高贵的神秘塔，变成大家熟悉的、价格合理的常规控制产品。2、DCS的集成性则体现在两个方面：功能的集成和产品的集成。过去的DCS厂商基本上是以自主开发为主，提供的系统也是自己的系统。当今的DCS厂商更强调的系统集成性和方案能力，DCS中除保留传统DCS所实现的过程控制功能之外，还集成了PLC（可编程逻辑控制器）、RTU（采集发送器）、FCS、各种多回路调节器、各种智能采集或控制单元等。此外，各DCS厂商不再把开发组态软件或制造各种硬件单元视为核心技术，而是纷纷把DCS的各个组成部分采用第三方集成方式或OEM方式。3、自20世纪80年代末以来，有几种现场总线技术已经逐渐发展成熟，并在一些特定的应用领域显示了影响力和优势，它们是可寻址远程变换器数据链路HART(HighwayAddressableRemoteTransducer)、控制器局部网CAN(ControllerAreaNetwork)、局部操作网络LON(LocalOperatingNetwork)、过程现场总线PROFIBUS(ProcessFieldbus)和基金会现场总线FF(FoundationFieldbus)，这些现场总线各具特色，对于现场总线技术的发展发挥着重要作用。9.3现场总线控制系统1、现场总线控制系统的基本概念访问方法（MediaAccess）-指在总线上通讯的权利。有三种主要的类型：（1）CD-冲突监测（collisiondetection）-所有的发送器必须同时是接收器。（2）BA-逐位仲裁（Bitwisearbitration）-地址最低的节点，优先级最高，享有继续通讯的权力，而另一个节点则停止通讯。DeviceNet采用这种访问方法。2、现场总线控制系统的应用现场总线技术自推广以来，已经在世界范围内应用于工业控制的各个领域。现场总线的技术推广有了三、四年的时间，已经或正在应用于冶金、汽车制造、烟草机械、环境保护、石油化工、电力能源、纺织机械等各个行业。应用的总线协议主要包括PROFIBUS、DeviceNet、Foundation、Fieldbus、Interbus_S等。在汽车行业，现场总线控制技术应用的非常普遍，近两年国内新的汽车生产线和旧的生产线的改造，大部分都采用了现场总线的控制技术。国外设计的现场总线控制系统已应用很广泛，从单机设备到整个生产线的输送系统，全部采用现场总线的控制方法。而国内的应用仍大多集中中生产线的输送系统、随着技术的不断发展和观念的更新必然会逐步扩展其应用领域。9.4系统集成与集成自动化系统自动化行业对新技术、新需求融合吸纳的速度和程度超出了人们的预期，目前自动化还没有走向完全的标准化。这决定了工业自动化市场不可能由单一力量独统江湖的局面，自己大而全是不可能的，任何一个产品不可能大而全，只能走集成化道路，同时掌握了特定领域行业知识、技术，就能为用户提供先进的自动化集成平台和解决方案。在自动化应用领域，从用户需求上看，需要提供整体自动化解决方案。是用户的客观需求推动着自动化的发展。在自动化行业，供应商的发展模式：都致力于打造最具竞争力的自动化解决方案供应商，是自动化行业发展的必然要求。解决方案的需求趋势使得系统集成商的价值进一步提升。9.5分布式测控网络设计举例在硬件设计上，由一台PC工控机作为上位机，用来接收并存储现场的监测数据，本地现场硬件包括已有监控计算机（通过编写软件来提取已有监控系统的数据）、可编程的PC-Based数据采集控制器（通过编程来采集现场设备的监测数据）和不可编程的I/O节点（直接进行数据采集），远程现场硬件主要是监控计算机（通过编写软件来提取已有监控系统的数据）。在传输线路上，根据企业现场实际，各子系统线路距离一般不会超过1200m，但位置分散，各子系统通信硬件各异，信号相互干扰会比较严重，鉴于这种情况，对各种通信方式（RS-232、RS-422、RS-485、光纤）的特点进行了比较和分析，RS-232传输方式数据传输速率较慢（一般只能达到20kb/s），传输距离短（一般装置间电缆长度为15m之内），且接口处信号容易互相干扰；RS-422总线传输方式尽管传输距离较远，但节点太少；光纤传输通信距离远、性能稳定，但成本过高；RS-485传输方式不仅具有传输距离远、多节点（32个）的特点，而且传输线成本低。因此为了提高通信稳定性、减小工程成本，采用RS-485总线传输方式。在RS-485总线传输接口上，上位工控机需采用RS-232/RS-485转换板，PC串口RS-232将信号转换成RS-485信号，而下位机的情况较为复杂，对于以计算机为下位的子系统，也需要安装RS-232/RS-485转换板，对于以PC-BASE控制器和远程I/O节点为下位的子系统，其硬件系统支持RS-485通信，不需要安装其他硬件设备就可以实现通信。
五计算机控制系统设计与实现
统设计的原则与步骤计算机控制系统的设计，既是一个理论问题，又是一个工程问题进行计算机控制系统的工程设计，不仅要掌握生产过程的工艺要求、被控对象的动态和静态特性，还要熟悉检测、计算机、通信、自动控制、微电子等技术。计算机控制系统的理论设计包括：建立被控对象的数学模型；确定满足一定技术经济指标的系统目标函数，寻求满足该目标函数的控制规律；选择适宜的计算方法和程序设计语言；进行系统功能的软、硬件界面划分，并对硬件提出具体要求。1、原则：操作性能好，维护与维修方便；通用性好，便于扩展；可靠性高；实时性好，适应性强；经济效益好。2、步骤：确定任务阶段；工程设计阶段；离线仿真和调试阶段；在线调试和投运阶段。系统的工程设计与实现1、设计原则：对于不同的控制对象，系统的设计方案和具体的技术指标是不同的，但控制系统的设计原则是相同的。这就是满足工艺要求，可靠性高，操作性能好，实时性强，通用性好，经济效益高。2、实现介绍：作为一个计算机控制系统的工程项目，在设计研制过程中应经过哪些步骤，这是需要认真考虑的。如果步骤不清，或者每一步需要做什么不明确，就有可能引起研制过程中的混乱甚至返工。计算机控制系统的研制过程一般可分为4个阶段：准备阶段、设计阶段、仿真及调试阶段和现场调试运行阶段。
六总结
多翻、跳读、设问、五到、立体。我认为这是很有价值的学习方法。“多翻”就是多翻各种各类书籍，以开阔视野，启迪思路，增长知识。其实，多看课外书，增长课外知识，开阔视野，对平常的学习和考试都有好处，能更好地理解知识。“跳读”是指无论如何都不会读懂某个问题时，先跳过去，向后看，于是连前面的都明白了。这用在英语短文阅读理解上十分有效，联系上下文能很好地帮助我们理解短文内容。“设问”就是带着问题去读书，我们在阅读文章时就应该如此，这样做，能使我们在阅读过程中得到答案，提高学习效率。“五到”是心到、口到、眼到、手到、脑到。这“五到”无论在学习、考试还是平时做事，都应该做到。也只有真正做到这“五到”，才能真正有效地做好每一件事，事半功倍。“立体”指有一般的读，又能重点的深掘；既要有横断面，又要有纵剖面；既有对原著有关有钻研，又有对有关资料的涉猎。这就是要求我们不能只看片面，应多角度地认识事物，这样才能认识得全面、深刻。
此外，我们学习要有“恒心”两个字，有了它，才能像蚕吃桑叶一样，一口又一口，坚持不懈地去啃，直到预定目标顺利攻克。平时，要多思多练，在学习过程中要勤于思考，注重积累，在思考做题的过程中累积解题技巧和经验。还有，就是要先把书上的“死知识”给“死死地”背下来，再把熟练的知识灵活运用。这就是“先死记，再活用”。
有时候，我们学习了一些知识，当时能记住，但过会儿就忘记了，这就与记忆方法有关。我认为，在学习过程中，看、写、读、听、背，多管齐下效率高，也记得牢。著名科学家茅以升先生，是个记忆力超群的人。人们问到他的记忆秘诀，他的回答是：“重复！重复！再重复！”学过的知识如果不重复，不多久，能记得到也就剩那么一点儿。所以，我们在学习过程中，可以尝试着“看写读听背”一并运用，一并提高。过后，每隔一段时间就重复知识，也就是定时复习。这种学习方法，能减低遗忘率，更有效地记住知识。
开学时,老师曾对我们说：“行动是最好的语言。”“吃得苦中苦，方为人上人。”其实，如果能做到这几点，成绩必然提高。学习是一件苦差事，但苦中有乐。只有克服重重困难，吃的下学习过程中的苦，才能超越自我，获得成功。而行动比任何计划、检讨更有用。说得天花乱坠，却没有实际行动，那又有什么用呢？行胜于言。
参考文献：
【1】于海生编著《计算机控制技术》【2】王孝武编著《现代控制理论》
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