ControlNet原理和应用

PLC知识

一、概述

ControlNet是近年来推出的面向控制层的实时性现场总线络，在同一物理层介质链路上提供时间关键性I／O数据和报文数据，包括程序的上载／下载，组态数据和端到端的报文传递等通讯支持，是具有高度确定性、可重复的高速控制和数据采集络，I／O性能和端到端通讯性能都较传统络有较大的提高。

二、ControlNet系统原理

ControlNet是基于生产者/消费者模式(Producer／Consumer Model)的络。ControlNet允许在同一链路上有多个控制器共存，支持输入数据或端到端的多路发送，这就大大的减少了络上的交通量，提高了络效率和络性能。

ControlNet是高度确定性、可重复性的络。ControlNet能预见数据何时能够可靠传输到目标的能力，同时数据的传输时间不受络节点添加/删除情况或络繁忙状况而保持恒定的能力。在实际应用中，通过络组态时选择性设定有计划I/O分组或互锁时间，这些要求能得到更进一步的保证。

生产者/消费者模式允许络中所有的节点同时获取来自同一数据源的数据。最终，该模式提高了效率，因为数据只发送一次，而与数据使用者(Consumer)的数量无关，并且具有精确的同步性。因为数据将同时到达每一个节点。生产者－消费者模式的优点在于：多个节点可以同时消费(Consume，即读取)来自同一个生产省(Producer，即数据源)所提供的数据。节点间易于同步，可以获得更为精确的系统性能，设备可以实现自主通信，无需系统主站。ControlNet提供了简单、高度确定而且灵活的传输数据方式。ControlNet在执行操作、数据实时监控时不会影响到I／O控制的性能。因此，ControlNet非常适用于一些控制关

系有复杂关联、要求控制控制信息同步、协调实时控制、数据传输速度要求较高的应用场合。

ControlNet的明显优点是：同一链路上满足I/O数据、实时互锁、端到端报文传输和编程/组态等信息应用的多样要求；是确定性、可重复性的控制络，适合离散控制和过程控制；同一链路上允许有多个控制器同时共存；输入数据和端到端信息的多路发送支持；可选的介质冗余和本征安全；安装和维护的简单性；络上节点居于对等地位，可以从任意节点实现络存取；灵活的拓扑结构（总线型、树型、星型等）和介质选择（同轴电缆、光纤和其它）。

三、可建造ControlNet的设备

1. ControlLogix，ProcessLogix，FlexLogix系列

1756系列ControlLogix55xx控制器，集成多种控制功能：顺序控制控制、传动控制和过程控制。络的桥接无需控制器。高速控制平台上的高速数据传输。

1757系列ProcessLogix控制器，5兆数据速率的高吞吐量工业络。使用扩展的诊断方法，维护简单，多点传输(Multicast)特性允许多个控制器共享输入数据，可选的络冗余，增加可靠性。1794系列FlexLogix 54xx控制器，面向分布式控制的中小型系统，无与伦比的灵活性，与ControlLogix等同样采用RSLoqix5000编程，多种编程语言支持，就地安装可以扩充多达16个FlexI ／0模块，可以安装任何两个可选的ControlNet(可选同轴或者光纤介质)、DeviceNet或者lOOMbpsEtherNet／IP。扩展现场I ／O和智能设备，通过ControlNet或者EtherNet／IP，实现对等通讯、数据采集、程序下载或者实时互锁。

2. PLC与SLC控制器系列

PLC-5可编程控制器内置ControINet通讯,,通过ControINet口，

提供高速通讯能力,允许处理器输入中断和可选的定时中断。SLC扫描器口适配器模块，性能最佳的络扩展远程I／0解决方案—增强的系统性能适宜于SLC逻辑监视的故障设备的出错诊断列表。

PLC-5热备系统，提供高性能的、确定性的数据传递，控制程序在主控制器和后备控制器中同步执行．包括两种模式的热备操作：同步和异步SLC报文发送模块，程序上传／下载，支持RSView等用户人—机界面软件实现数据采集。

3. 基于PC的控制器系列

SoftLogix5800系列，RSLogix5000软件编程，PCI格式的通讯卡(DeviceNet扫描器，ControlNet扫描器，EtherNet／IP通讯卡，运动控制卡等)，ISA／EISA总线扫描器卡，IOLinx系列软件。PCI扫描器卡，能够维护重要的络规划和组态参数，备份络上的其他数据，标准的即插即用型本地PCI总线卡，兼容当前所有的吏面计算机和工业终端，ISA／EISA总线扫描器卡双BNC 接头，支持介质冗余，通过LED组态指示灯的显示可以观察络和控制卡的诊断信息SoftLogix5800软件，多个编程选项简化维护和升级工作，多种灵活可选的I／O和络，多个MMI(人—机界面)选项。

4. I／0框架型和模块型

FLEXI／0系列，每个适配器可连接多达128点离散I／0或64个模拟通道。可以对故障或是移走的I／0模块进行诊断．独立的部件，可以任意混合使用不同I／0类型，减少了外部接线端子成本，短路保护，本质安全模块。

1771 PLC-5机架I／0，多个控制器和终端能够共享模块输入数据，品种齐全包括各种特殊应用模块。

Domain:https://www.sodocs.net/doc/2f7916600.html,/低压配电柜Mo re:kflwwk 1746 SLC-500 I／0，可以与PLC5热备系统配合使用，具有节点

地址和模块，组态显示，SLC机架供电。

ControlLogix 1756 I／0，无需硬件设置开关完全的软件逐点组态，可软件逐点组态的浮点数和工程定标，模块自行计算，无需编程，不占用处理器资源，完全带电拔插，减少停机日寸间，适用于ControlLoqix和ProcessLoqix控制器。

1734 Point I／0，2至4点的I／0密度您精打细算，ControlNet 适配器支持冗余介质和络接入口(NAP)，通过Control、DeviceNet、Profibus／DP等适配器灵活扩展，小尺寸，大身手：带电拔插，逐点指示和诊断，多种I／O类型和接线端子，电子模块和接线段子底座可分离设计。

可变程序控制器（PLC）是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自20世纪60年代问世以来，PLC得到了突飞猛进的发展，尤其在数据处理、络通信及与DCS等集散系统融合方面有了很大的进展，可变程序控制器已经成为工业自动化强有力的工具，得到了广泛的普及和推广应用。本文以四层教学仿真电梯系统为例，着重讲述可变程序控制器（PLC）与上位计算机工控组态软件组态王之间的通信。

2 SIMATIC S7-200系列PLC及其编程软件STEP 7-Micro/WIN 32

SIMATIC 小型S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成络皆能实现复杂控制功能。S7-200系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性；极丰富的指令集；易于掌握；便捷的操作；丰富的内置集成功能；实时特性；强劲的通讯能力；丰富的扩展模块等。S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广

泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。

STEP 7-Micro/WIN 32是西门子公司专门为S7-200系列PLC设计在个人计算机Windows操作系统下运行的编程软件，它的功能强大，使用方便，简单易学，可用梯形图（LAD）、语句表（STL）和功能块图三种编程语言编制程序，不同的编程语言编制的程序可以相互转换。STEP 7-Micro/WIN 32提供两套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和国际标准指令集（IEC1131-3方式）。程序编制完成之后，利用PLC与计算机专用的PC/PPI电缆传送程序至PLC。

3 工控组态软件—组态王V6.5

组态王是北京亚控科技发展有限公司开发的一个集成人机界面（HMI）系统和监控管理系统的工业上位监控软件，可与可编程控制器（PLC）、智能模块、板卡智能仪表、远程数据采集装置（RTV）等多种外部设备进行通讯。而其软件系统与用户最终使用的现场设备无关，对于不同的硬件设施，用户只需要按照安装向导的提示完成I/O设备的配置工作，为组态王配置相应的通信设备的硬件驱动程序，并由硬件设备驱动程序完成组态王与I/O设备的通信。在系统运行的过程中，组态王通过内嵌的设备管理程序完成与I/O设备的实时数据交换。

4 四层教学仿真电梯系统

四层教学仿真电梯系统在各类院校的PLC实践教学中得到了广泛的利用，其基本控制要求如下：当呼叫电梯的楼层大于电梯所停的楼层时，电梯上升到呼叫层，电梯停止运行；当呼叫电梯的楼层小于电梯所停的楼层时，电梯下降到呼叫层，电梯停止运行；当同时有多层呼梯信号时，电梯先按照同方向

依次暂停。

系统I/O分配如表1所示。

表1 系统输入输出地址分配表

可变程序控制器（PLC）是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自20世纪60年代问世以来，PLC得到了突飞猛进的发展，尤其在数据处理、络通信及与DCS等集散系统融合方面有了很大的进展，可变程序控制器已经成为工业自动化强有力的工具，得到了广泛的普及和推广应用。本文以四层教学仿真电梯系统为例，着重讲述可变程序控制器（PLC）与上位计算机工控组态软件组态王之间的通信。

2 SIMATIC S7-200系列PLC及其编程软件STEP 7-Micro/WIN 32

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STEP 7-Micro/WIN 32是西门子公司专门为S7-200系列PLC设计在个人计算机Windows操作系统下运行的编程软件，它的功能强大，使用方便，简单易学，可用梯形图（LAD）、语句表（STL）和功能块图三种编程语言编制程序，不同的编

程语言编制的程序可以相互转换。STEP 7-Micro/WIN 32提供两套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和国际标准指令集（IEC1131-3方式）。程序编制完成之后，利用PLC与计算机专用的PC/PPI电缆传送程序至PLC。

3 工控组态软件—组态王V6.5

组态王是北京亚控科技发展有限公司开发的一个集成人机界面（HMI）系统和监控管理系统的工业上位监控软件，可与可编程控制器（PLC）、智能模块、板卡智能仪表、远程数据采集装置（RTV）等多种外部设备进行通讯。而其软件系统与用户最终使用的现场设备无关，对于不同的硬件设施，用户只需要按照安装向导的提示完成I/O设备的配置工作，为组态王配置相应的通信设备的硬件驱动程序，并由硬件设备驱动程序完成组态王与I/O设备的通信。在系统运行的过程中，组态王通过内嵌的设备管理程序完成与I/O设备的实时数据交换。

4 四层教学仿真电梯系统

四层教学仿真电梯系统在各类院校的PLC实践教学中得到了广泛的利用，其基本控制要求如下：当呼叫电梯的楼层大于电梯所停的楼层时，电梯上升到呼叫层，电梯停止运行；当呼叫电梯的楼层小于电梯所停的楼层时，电梯下降到呼叫层，电梯停止运行；当同时有多层呼梯信号时，电梯先按照同方向依次暂停。

系统I/O分配如表1所示。

表1 系统输入输出地址分配表

可变程序控制器（PLC）是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自20世纪60年代问世以来，PLC得到了突飞猛进的发展，尤其在数据处理、络通信及与DCS等集散系统融合方面有了很大的进展，可变程序控制器已经成为工业自动化强

有力的工具，得到了广泛的普及和推广应用。本文以四层教学仿真电梯系统为例，着重讲述可变程序控制器（PLC）与上位计算机工控组态软件组态王之间的通信。

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STEP 7-Micro/WIN 32是西门子公司专门为S7-200系列PLC设计在个人计算机Windows操作系统下运行的编程软件，它的功能强大，使用方便，简单易学，可用梯形图（LAD）、语句表（STL）和功能块图三种编程语言编制程序，不同的编程语言编制的程序可以相互转换。STEP 7-Micro/WIN 32提供两套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和国际标准指令集（IEC1131-3方式）。程序编制完成之后，利用PLC与计算机专用的PC/PPI电缆传送程序至PLC。

3 工控组态软件—组态王V6.5

组态王是北京亚控科技发展有限公司开发的一个集成人机界面（HMI）系统和监控管理系统的工业上位监控软件，可与

可编程控制器（PLC）、智能模块、板卡智能仪表、远程数据采集装置（RTV）等多种外部设备进行通讯。而其软件系统与用户最终使用的现场设备无关，对于不同的硬件设施，用户只需要按照安装向导的提示完成I/O设备的配置工作，为组态王配置相应的通信设备的硬件驱动程序，并由硬件设备驱动程序完成组态王与I/O设备的通信。在系统运行的过程中，组态王通过内嵌的设备管理程序完成与I/O设备的实时数据交换。

4 四层教学仿真电梯系统

四层教学仿真电梯系统在各类院校的PLC实践教学中得到了广泛的利用，其基本控制要求如下：当呼叫电梯的楼层大于电梯所停的楼层时，电梯上升到呼叫层，电梯停止运行；当呼叫电梯的楼层小于电梯所停的楼层时，电梯下降到呼叫层，电梯停止运行；当同时有多层呼梯信号时，电梯先按照同方向依次暂停。

系统I/O分配如表1所示。

表1 系统输入输出地址分配表

可变程序控制器（PLC）是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自20世纪60年代问世以来，PLC得到了突飞猛进的发展，尤其在数据处理、络通信及与DCS等集散系统融合方面有了很大的进展，可变程序控制器已经成为工业自动化强有力的工具，得到了广泛的普及和推广应用。本文以四层教学仿真电梯系统为例，着重讲述可变程序控制器（PLC）与上位计算机工控组态软件组态王之间的通信。

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SIMATIC 小型S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使

其无论在独立运行中，或相连成络皆能实现复杂控制功能。S7-200系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性；极丰富的指令集；易于掌握；便捷的操作；丰富的内置集成功能；实时特性；强劲的通讯能力；丰富的扩展模块等。S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。

STEP 7-Micro/WIN 32是西门子公司专门为S7-200系列PLC设计在个人计算机Windows操作系统下运行的编程软件，它的功能强大，使用方便，简单易学，可用梯形图（LAD）、语句表（STL）和功能块图三种编程语言编制程序，不同的编程语言编制的程序可以相互转换。STEP 7-Micro/WIN 32提供两套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和国际标准指令集（IEC1131-3方式）。程序编制完成之后，利用PLC与计算机专用的PC/PPI电缆传送程序至PLC。

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组态王是北京亚控科技发展有限公司开发的一个集成人机界面（HMI）系统和监控管理系统的工业上位监控软件，可与可编程控制器（PLC）、智能模块、板卡智能仪表、远程数据采集装置（RTV）等多种外部设备进行通讯。而其软件系统与用户最终使用的现场设备无关，对于不同的硬件设施，用户只需要按照安装向导的提示完成I/O设备的配置工作，为组态王配置相应的通信设备的硬件驱动程序，并由硬件设备驱动程序完成组态王与I/O设备的通信。在系统运行的过程中，组态王通过内嵌的设备管理程序完成与I/O设备的实时数据交换。

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四层教学仿真电梯系统在各类院校的PLC实践教学中得到了广泛的利用，其基本控制要求如下：当呼叫电梯的楼层大于电梯所停的楼层时，电梯上升到呼叫层，电梯停止运行；当呼叫电梯的楼层小于电梯所停的楼层时，电梯下降到呼叫层，电梯停止运行；当同时有多层呼梯信号时，电梯先按照同方向依次暂停。

系统I/O分配如表1所示。

表1 系统输入输出地址分配表

可变程序控制器（PLC）是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自20世纪60年代问世以来，PLC得到了突飞猛进的发展，尤其在数据处理、络通信及与DCS等集散系统融合方面有了很大的进展，可变程序控制器已经成为工业自动化强有力的工具，得到了广泛的普及和推广应用。本文以四层教学仿真电梯系统为例，着重讲述可变程序控制器（PLC）与上位计算机工控组态软件组态王之间的通信。

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SIMATIC 小型S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成络皆能实现复杂控制功能。S7-200系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性；极丰富的指令集；易于掌握；便捷的操作；丰富的内置集成功能；实时特性；强劲的通讯能力；丰富的扩展模块等。S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，

包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。

STEP 7-Micro/WIN 32是西门子公司专门为S7-200系列PLC设计在个人计算机Windows操作系统下运行的编程软件，它的功能强大，使用方便，简单易学，可用梯形图（LAD）、语句表（STL）和功能块图三种编程语言编制程序，不同的编程语言编制的程序可以相互转换。STEP 7-Micro/WIN 32提供两套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和国际标准指令集（IEC1131-3方式）。程序编制完成之后，利用PLC与计算机专用的PC/PPI电缆传送程序至PLC。

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组态王是北京亚控科技发展有限公司开发的一个集成人机界面（HMI）系统和监控管理系统的工业上位监控软件，可与可编程控制器（PLC）、智能模块、板卡智能仪表、远程数据采集装置（RTV）等多种外部设备进行通讯。而其软件系统与用户最终使用的现场设备无关，对于不同的硬件设施，用户只需要按照安装向导的提示完成I/O设备的配置工作，为组态王配置相应的通信设备的硬件驱动程序，并由硬件设备驱动程序完成组态王与I/O设备的通信。在系统运行的过程中，组态王通过内嵌的设备管理程序完成与I/O设备的实时数据交换。

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系统I/O分配如表1所示。

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STEP 7-Micro/WIN 32是西门子公司专门为S7-200系列PLC设计在个人计算机Windows操作系统下运行的编程软件，它的功能强大，使用方便，简单易学，可用梯形图（LAD）、语句表（STL）和功能块图三种编程语言编制程序，不同的编程语言编制的程序可以相互转换。STEP 7-Micro/WIN 32提供

两套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和国际标准指令集（IEC1131-3方式）。程序编制完成之后，利用PLC与计算机专用的PC/PPI电缆传送程序至PLC。

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系统I/O分配如表1所示。

表1 系统输入输出地址分配表

可变程序控制器（PLC）是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自20世纪60年代问世以来，PLC得到了突飞猛进的发展，尤其在数据处理、络通信及与DCS等集散系统融合方面有了很大的进展，可变程序控制器已经成为工业自动化强有力的工具，得到了广泛的普及和推广应用。本文以四层教学

仿真电梯系统为例，着重讲述可变程序控制器（PLC）与上位计算机工控组态软件组态王之间的通信。

2 SIMATIC S7-200系列PLC及其编程软件STEP 7-Micro/WIN 32

SIMATIC 小型S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成络皆能实现复杂控制功能。S7-200系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性；极丰富的指令集；易于掌握；便捷的操作；丰富的内置集成功能；实时特性；强劲的通讯能力；丰富的扩展模块等。S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。

STEP 7-Micro/WIN 32是西门子公司专门为S7-200系列PLC设计在个人计算机Windows操作系统下运行的编程软件，它的功能强大，使用方便，简单易学，可用梯形图（LAD）、语句表（STL）和功能块图三种编程语言编制程序，不同的编程语言编制的程序可以相互转换。STEP 7-Micro/WIN 32提供两套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和国际标准指令集（IEC1131-3方式）。程序编制完成之后，利用PLC与计算机专用的PC/PPI电缆传送程序至PLC。

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组态王是北京亚控科技发展有限公司开发的一个集成人机界面（HMI）系统和监控管理系统的工业上位监控软件，可与可编程控制器（PLC）、智能模块、板卡智能仪表、远程数据采

集装置（RTV）等多种外部设备进行通讯。而其软件系统与用户最终使用的现场设备无关，对于不同的硬件设施，用户只需要按照安装向导的提示完成I/O设备的配置工作，为组态王配置相应的通信设备的硬件驱动程序，并由硬件设备驱动程序完成组态王与I/O设备的通信。在系统运行的过程中，组态王通过内嵌的设备管理程序完成与I/O设备的实时数据交换。

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系统I/O分配如表1所示。

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可变程序控制器（PLC）是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自20世纪60年代问世以来，PLC得到了突飞猛进的发展，尤其在数据处理、络通信及与DCS等集散系统融合方面有了很大的进展，可变程序控制器已经成为工业自动化强有力的工具，得到了广泛的普及和推广应用。本文以四层教学仿真电梯系统为例，着重讲述可变程序控制器（PLC）与上位计算机工控组态软件组态王之间的通信。

2 SIMATIC S7-200系列PLC及其编程软件STEP 7-Micro/WIN 32

SIMATIC 小型S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成络皆能实现复杂控制功能。

S7-200系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性；极丰富的指令集；易于掌握；便捷的操作；丰富的内置集成功能；实时特性；强劲的通讯能力；丰富的扩展模块等。S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。

STEP 7-Micro/WIN 32是西门子公司专门为S7-200系列PLC设计在个人计算机Windows操作系统下运行的编程软件，它的功能强大，使用方便，简单易学，可用梯形图（LAD）、语句表（STL）和功能块图三种编程语言编制程序，不同的编程语言编制的程序可以相互转换。STEP 7-Micro/WIN 32提供两套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和国际标准指令集（IEC1131-3方式）。程序编制完成之后，利用PLC与计算机专用的PC/PPI电缆传送程序至PLC。

3 工控组态软件—组态王V6.5

组态王是北京亚控科技发展有限公司开发的一个集成人机界面（HMI）系统和监控管理系统的工业上位监控软件，可与可编程控制器（PLC）、智能模块、板卡智能仪表、远程数据采集装置（RTV）等多种外部设备进行通讯。而其软件系统与用户最终使用的现场设备无关，对于不同的硬件设施，用户只需要按照安装向导的提示完成I/O设备的配置工作，为组态王配置相应的通信设备的硬件驱动程序，并由硬件设备驱动程序完成组态王与I/O设备的通信。在系统运行的过程中，组态王通过内嵌的设备管理程序完成与I/O设备的实时数据交换。

4 四层教学仿真电梯系统

四层教学仿真电梯系统在各类院校的PLC实践教学中得到了广泛的利用，其基本控制要求如下：当呼叫电梯的楼层大于电梯所停的楼层时，电梯上升到呼叫层，电梯停止运行；当呼叫电梯的楼层小于电梯所停的楼层时，电梯下降到呼叫层，电梯停止运行；当同时有多层呼梯信号时，电梯先按照同方向依次暂停。

系统I/O分配如表1所示。

表1 系统输入输出地址分配表

电磁炮原理科普

电磁炮原理科普 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】

并不神秘的电磁炮 笔者混迹科吧数月，阅贴不少，多有受教于众吧友。常希望用自己所学回馈吧众。幸亏寸有所长，总算写成此科普拙文。笔者将使用不超过中学物理课本的知识对大家喜闻乐见的电磁炮的基本原理和技术做一介绍。因能力所限，时间所限（笔者马上要出差了），只能浮光掠影、走马观花，不足和不正确之处，请各位指正。 电磁炮是科幻迷们喜闻乐见的未来武器。也被各国军方所重视。它具有很多优秀特性。 1.速度常规火药发射的炮弹受火药气体燃烧速度的限制，初速度很难超过2km 每秒（根据具体的使用需要从某些迫击炮的不到200米每秒到坦克炮发射大口径穿甲弹时的接近2km每秒），即使加大装药量也无济于事。炮口动能则一般不超过10MJ。而电磁炮没有这个限制，它由电流与磁场的相互作用力提供动力而非高温气体膨胀，理论发射速度可达光速。考虑到空气的阻力，大气层内的实用初速也可以超过4km每秒。这样的速度无疑带来了巨大的摧毁能力和更远的射程。 2. 电磁炮没有后坐力，更小的震动使得它更加精确。基于更快的速度，它的弹道更加笔直，易于瞄准，大大提高了命中率。 3. 射击时没有爆炸的声音和火光，攻击更加隐蔽。 4. 因为炮弹没有发射药，更加轻便，可携带更多弹药，减轻后勤压力（不过这一点嘛，电源的重量可就另算了。。。。。。）。 5. 炮口初速度可以通过电流大小进行调整。 6. 电能比火药要便宜。

常见的电磁炮 1.轨道炮 结构和原理最简单的电磁炮，因而技术也越成熟，距离实用化越近。 此结构由两根平行导轨组成，带有电枢的炮弹在轨道上滑动。当大电流（可达数百万安培或更多）通过一根导轨经电枢流向另一根导轨时，在导轨间形成强磁场。电枢受洛伦兹力作用前进。多级导轨炮串联可获得更高初速度。单级的导轨电流毕竟有现实方面的限制，可以增加多级导轨，不管速度如何，只要这个电流还在，就能不断加速（火药炮就没这点好处）。 它的基本原理十分简单，就是左手定则和安培定则。 （1）左手定则 左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N极（叉进点出），四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向。 这个就很好理解了吧！ 好了，现在我们有了一个超级电源和能受得了超大电流的导轨。还有了能导电的炮弹。可磁场从哪里来呢要知道普通磁体产生的磁场可是不够的，能产生几个特斯拉强磁场的磁体都是巨无霸级别的，几吨重没压力。没关系，我们的安培定则出场了。 1、假设用右手握住通电，大拇指指向电流方向，那么弯曲的四指就表示导线周围的 磁场方向。 2、假设用右手握住，弯曲的四指指向电流方向，那么大拇指的指向就是通电螺线管内部的磁场方向。

ControlNet网络故障检测程序开发及应用

企业技术开发２０１２年１１月摘 要：文章通过研究ControlNet 网络传输信号的特点，根据发生故障时，接收方信号保持不变的特征，开发一段故障检 测程序，用于判断ControlNet 网络运行是否正常，并在发生故障时能及时报警提示、自动停机，确保加香加料精度在工艺 标准允许的范围内，把故障影响程度降到最低，避免发生质量事故。关键词：ControlNet ；PLC ；网络故障中图分类号：TQ172文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）31-0006-02 The development and application of ControlNet network fault detection program ＷＡＮＧＪｉａｎ－ｓｈｅｎｇ，ＨＵＡＮＧＦｕ－ｊｉａｎ，ＷＵＹｏｎｇ （ＣｈｉｎａＴｏｂａｃｃｏＧｕａｎｇｘｉＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣＯ．，Ｌｔｄ．，ＬｉｕｚｈｏｕＣｉｇａｒｅｔｔｅＦａｃｔｏｒｙ，Ｌｉｕｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｘｉ５４５００６，Ｃｈｉｎａ ）Abstract:ＴｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔｎｅｔｗｏｒｋｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｉｇｎａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｖｅｌｏｐｓｏｎｅｆａｕｌｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍａｃ－ｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｔｈａｔｔｈｅｓｉｇｎａｌｒｅｍａｉｎｓｔｈｅｓａｍｅｄｕｒｉｎｇｆａｉｌｕｒｅ，ｕｓｅｄｔｏｊｕｄｇｅｔｈｅＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔＮｅｔｗｏｒｋｒｕｎｎｉｎｇｗｈｅｔｈｅｒｎｏｒｍａｌｌｏｒｆａｕｌｔ，ａｆａｕｌｔｏｃｃｕｒｓｃａｎｂｅｔｉｍｅｌｙａｌａｒｍ，ａｕｔｏｍａｔｉｃｓｔｏｐ，ｅｎｓｕｒｅａｃｃｕｒａｃｙｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆｌａｖｏｒｉｎｇｓｔａｎｄａｒｄｓａｌｌｏｗｅｄｒａｎｇｅ，ｔｈｅｆａｕｌｔｉｎ－ｆｌｕｅｎｃｅｄｅｇｒｅｅｄｒｏｐｔｏａｍｉｎｉｍｕｍ，ａｖｏｉｄｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｑｕａｌｉｔｙａｃｃｉｄｅｎｔｓ．Keywords ：ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ；ＰＬＣ；ｎｅｔｗｏｒｋｆａｕｌｔ ControlNet 网络故障检测程序开发及应用 王建生，黄富建，巫勇 （广西中烟工业有限责任公司柳州卷烟厂，广西柳州545006） 收稿日期：2012-09-22 作者简介：王建生（１９７１—），男，广西柳州人，大学本科，工程师，主要 从事制丝设备电气维修、设备管理、设备技改相关工作。 企业技术开发TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF ENTERPRISE 第３１卷第３１期Ｖｏｌ．３１Ｎｏ．３１ ２０１２年１１月 Ｎｏｖ．２０１２ 制丝线各控制段采用A-B 公司ControlLogix5555处理器为主控制器，各控制段PLC 与香料厨房PLC 的信息交换，各控制段PLC 间的运行连锁关系全部是通过ControlNet 进行传输，生产过程中一旦出现ControlNet 网络故障（如某一电柜意外停电造成网络不通），PLC 间的连锁信号将失去有效控制，接收方收到的信号会保持网络故障前一时刻的状态，造成香料厨房PLC 按固定流量继续施加料液（因接收到电子秤流量信号保持不变），因系统本身无网络状态检测、 无故障报警、无自动停机功能，若操作人员发现不及时或者采取措施不果断、有效，很容易导致加香、加料精度超标，甚至出现整批烟质量事故的严重后果。为此，有必要编制一段故障检测程序来表征ControlNet 网络运行状态，时刻侦测网络运行状态，一旦发生故障时，能准确判断、及时停机，保证加香加料精度在工艺标准允许的范围内，把故障影响程度降到最低，避免发生质量事故。 1 ControlNet 网络概述 1.1 ControlNet 网络的通信模式 ControlNet 是一种高速确定性网络， 用于对时间有苛刻要求的应用场合的信息传输，网络总线速率为5Mbps ，同一链路上允许有多个控制器同时存在，网络上节点居于对等地位，可以从任意节点实现网络存取。采用生产 者/消费者通信模式，允许网络上的所有节点同时从同一个数据源存取相同的数据，数据一旦产生，便与客户的数量无关，从而使网络通信效率更高。生产者/消费者模式还采用广播式信息发送方式，各个节点客户可以在同一时间接收到生产者所发送的数据，节点之间接收信息精确同步。总线拓扑结构可以是星型、树型、总线型或是它们之间的任意组合，使用中继器可延长网络的传输距离，中继器数量只受到系统延迟时间的限制，整个网络支持冗余结构。1.2 制丝线网络结构 系统中PLC 采用美国A-B 公司的ControlLogix 系列产品，主要配置有：1756-L55M24、1756-PA75、1756-A13、1756-CNBR 、1756-DNB 、1756-IB32、1756-OB32等。 为了保证系统的可靠性，ControlNet 网络采用了双冗余模式，网络总长度超过1000m ，采用了中继器进行扩展。上位监控机一方面通过1784-PCIC 卡直接与底层PLC 通讯，另一方面通过以太网卡与管理系统进行数据交换。制丝线网络结构图，如图1所示。1.3 故障检测原理 为保证传输时间准确，采用生产者/消费者模式进行信号传输，根据ControlNet 网发生故障时，接收端收到信号保持不变的特性（保持网络中断前接收的信号），我们在发送端定时发送变化有规律且一个周期内不会有重复的特定信号，在接收端对本次收到的信号和上次收到的信号进行比较，若两者不一致，则网络正常；反之，网络故障。网络故障检测原理图，如图2所示。

单片机原理及应用期末考试试卷及答案

苏州经贸职业技术学院 2009-2010学年第二学期 《单片机原理及应用》期终试卷（A） 班级：姓名：学号：成绩： 一﹑填空题(将正确答案填在题干的空白处。1分×35=35分) 1、十进制数－47用8位二进制补码表示为：11010001B。 2、89C51含4KB Flash ROM，128B的RAM，在物理上有4个独立的存储器 空间。 3、若8031单片机的晶振频率fosc＝12MHz，则振荡周期为1/12us ，状态周期为1/6us ，机器周期为1us ，执行MUL AB指令需要时间为4us 。 4、假定A=85H，R0=20H，（20H）=0AFH。执行指令：ADD A，＠R0后，累加器 A的内容34H ，CY的内容1 ，AC的内容1 ，OV的内容1 。 5、假定DPTR的内容为8100H，累加器A的内容为40H，执行下列指令： MOVC A，@A+DPTR 后，送入A的是程序存储器8140H 单元的内容。 6、PSW中RS1 RS0=10H时，R2的地址为12H 。 7、ROM在物理上分为片内ROM 和片外ROM ，在逻辑上两者统一编址。 8、MCS-51单片机当EA=1时，首先使用的是片内程序存储器，存储容量超过4KB时开始使用外部程序存储器；EA=0时，则仅仅使用片外程序存储器。 9、MCS—51单片机访问片外存储器时，利用ALE 信号锁存来自P0 口的低8位地址信号。 10、欲使P1口的高4位输出1，而低4位不变，应执行一条ORL P1，#0F0H指令。 11、12根地址线可选4KB个存储单元，32KB存储单元需要15 根地址线。 12、设80C51 fosc=12MHz，定时器工作在方式0，则最大定时时间为8192μs。 13、异步串行数据通讯有单工、半双工和全双工共三种传送方式。 14、51单片机的中断系统最多可以有 2 个嵌套。 15、8031单片机指令MOV是访问内RAM ，最大范围为256B ，MOVX是访问外RAM ，最大范围为64KB，MOVC是访问ROM ，最大范围为64KB 。 二、单项选择（1分×15=15分） 1、MCS-51上电复位后，SP的内容是（B） （A）00H （B）07H （C）60H （D）70H 2、80C51是（C）

单片机原理及应用设计(胡辉主编)

第 第第 第6 66 6章 章章 章 单片机的定时器 单片机的定时器单片机的定时器 单片机的定时器/ // /计数器 计数器计数器 计数器 习题 习题习题 习题 1．MCS-51系列的8051单片机内有几个定时/计数器？每个定时/计数器有几种 工作方式？如何选择？ 答：MCS-51系列的8051单片机内有2个定时/计数器，即T0和T1，每个都可以编程为定时器或计数器，T0有四种工作方式(方式0—13位、方式1—16位、方 式2-可自动装入初值的8位、方式3-两个8位)，T1有三种工作方式(与T0相 同的前三种)，通过对TMOD的设置选择，其高四位选择T1，低四位选择T0。2．如果采用的晶振频率为3MHz，定时/计数器TO分别工作在方式0、1和2下，其最大的定时时间各为多少？ 答：如果采用的晶振频率为3MHz，机器周期为12×1/(3*106)=4us，由于定时/ 计数器TO工作在方式0、1和2时，其最大的计数次数为8192、65536和256 所以，其最大定时时间分别是：方式0为8192×4us＝32.768ms、方式1为65536 ×4us＝262.144ms、方式2为256×4us＝1024us。 3．定时/计数器TO作为计数器使用时，其计数频率不能超过晶振频率的多少？答：由于定时/计数器TO作为计数器使用时，是对外部引脚输入的脉冲进行计数，CPU在每个机器周期采样一次引脚，当前一次采样为高电平，后一次采样为低电平，则为一次有效计数脉冲，所以如果晶振频率为fosc，则其采样频率fosc/12，两次采样才能决定一次计数有效，所以计数频率不能超过fosc/24。 4．简单说明定时/计数器在不同工作模式下的特点。 答：方式0为13位的定时/计数器，由THx的8位和TLx的低5位构成、方式1 为16位的定时/计数器,由THx的8位和TLx的8位构成，方式2为8位的定时/ 计数器，TLx为加1计数器，THx为计数初值寄存器。方式3只能用于T0，是将 T0的低8位用作一个独立的定时/计数器，而高8位的TH0用作一个独立的定时

ControlNet网络上ControlLogix与PanelView的通信

实验二ControlNet网络上ControlLogix与 PanelView的通信 在完成了1771 I/O到打包机的集成之后，你被告知需要升级操作员面板。操作员面板是一块带有大量按钮和指示灯的面板。指示灯总是烧坏，面板也难于保持清洁。而且，面板与经理办公室离得很近，它看起来又旧又破。你觉得这是采用新型PanelView终端的理想场合。触摸屏式的PanelView易于保持清洁，也可以免去指示灯烧坏的问题。并且，比起现有的操作员面板来说，PanelView能够组态，可以方便地连接到ControlNet网络。 维护经理表达了对于网络性能的一些担心。他说，ControlNet网络上有很多信息传送活动，而他需要在点动一个特定电动机的时候有更好的精度。你说没问题，我们可以将电动机点动信息放在预定带宽（Scheduled Bandwidth）中。 在本实验中，我们将使用PanelBuilder32软件为PanelView创建一个项目，将它能够与ControlNet网络上的ControlLogix系统进行通信。 本实验的主题： ●使用PanelBuilder32软件创建PanelView应用程序 ●组态PanelView在ControlNet网络上使用非预定信息（Unscheduled Messages） ●组态PanelView在ControlNet网络上使用预定信息（Scheduled Messages） 我们将利用以下实验设备进行工作：

组态PanelView的第一步是直接在PanelView上设置通信组态（Communication Configuration）。 1.在PanelView上，选择Communication Setup，按回车。 2.设定节点地址为12，Interscan Delay为100ms（触摸当前节点地址，调出一个按键窗 口，改变地址）。 3.按触摸屏的“Restart Terminal”区域。 4.在终端重新启动之后，通过RSLinx的RSWho窗口，检查你是否正在通过ControlNet 网络与PanelView进行通信。 5.通过选择Start → Programs → PanelBuilder32 → PanelBuilder32启动PanelBuilder32软 件。 6.选中“Create New Application”，并按OK，创建一个新的应用程序。 7.将应用程序的名字设为“Boxing Machine”。 8.按照下图，设定PanelView终端类型为PV1000 Color、Touch，通信协议为ControlNet 1.5。 9.点击“Catalog & Revision Numbers”按钮，选择FRN 3.30-3.xx。 10.按OK，接受组态情况，出现PanelView屏幕与相匹配的空白屏幕。 11.从主菜单选择“Application”，打开Terminal Setup对话框，然后从下拉菜单选择 “Settings”。 12.点击“Comms Setup”按钮，打开通信设置画面。 13.设定PanelView的节点地址为12，Interscan Delay为100ms。 14.在Node Name这一列选择“End of Node List”，然后右击鼠标，选择“Insert Node”， 按如下画面设置参数。

单片机原理及应用在线考试试题答案

中国石油大学（北京）远程教育学院期末考核 《单片原理及应用》 说明：共100分，每题20分，在下题中任选5题。 1.MCS-51的时钟周期、机器周期、指令周期是如何分配的？当振荡频率为10MHz时，一 个机器周期为多少毫秒？ 参考第二章第四节。MCS-51典型的指令周期为一个机器周期，每个机器周期由6个状态周期组成，每个状态周期由2个时钟周期（振荡周期）组成。一个机器周期=6×一个状 态周期=12×一个时钟周期=12× 答： 为使单片机能够完成取指、译码、执行指令等操作，需要为单片机提供时钟信号以产生必要的时序。单片机振荡电路中的振荡信号对应的周期叫振荡周期（时钟周期）。对振荡周期12分频后得到的信号周期叫做机器周期，即12个时钟周期，是1个机器周期。一个机器周期宽度为6个状态周期，并依次表示为S1~S6。每个状态周期由2个时钟周期（振荡周期）组成。Mcs51单片机的111条指令，执行时，所花费的时间，称为指令周期。 一个机器周期=6×一个状态周期=12×一个时钟周期=12×=12×1/10=1.2 us=0.0012ms 2.指出下列指令中画线的操作数的寻址方式？ MOV R0, #55H ；立即寻址 MOV A, 2AH ；直接寻址 MOV A, @R1 ；寄存器间接寻址 MOV @R0, A ；寄存器寻址 ADD A, R7 ；寄存器寻址 MOVX A, @DPTR ；寄存器间接寻址 MOV DPTR, #0123H ；立即寻址 MOVC A, @A+DPTR ；基址加变址寻址 INC DPTR；寄存器寻址 参考第三章第二节指令寻址方式 3.外部RAM中从1000H到10FFH有一个数据区，现在将它传送到外部RAM中2500H单元 开始的区域中，编程完成上述功能。 参考第三章第三节数据传送类指令和第六章第二节外部存储器扩展 START: MOV R0，#00H MOV DPTR，#1000H LOOP: MOVX A，@DPTR MOV DPH，#25H MOVX @DPTR，A MOV DPH，#10H

单片机原理与应用及C51程序设计(第三版)(1、2、3、4、7章课后习题答案)

第一章： 1. 给出下列有符号数的原码、反码和补码(假设计算机字长为8位)。 +45 -89 -6 +112 答：【+45】原=00101101，【+45】反=00101101，【+45】补=00101101 【-89】原=11011001，【-89】反=10100110，【-89】补=10100111 【-6】原=10000110，【-6】反=11111001，【-6】补=11111010 【+112】原=01110000，【+112】反=01110000，【+112】补=01110000 2. 指明下列字符在计算机内部的表示形式。 AsENdfJFmdsv120 答:41H 73H 45H 4EH 64H 66H 4AH 46H 6DH 64H 73H 76H 31H 32H 30H 3．何谓微型计算机硬件？它由哪几部分组成？并简述各部分的作用。 答:微型计算机硬件由中央处理器、存储器、输入/输出设备和系统总线等组成，中央处理器由运算器和控制器组成，是微型计算机运算和控制中心。存储器是用来存放程序和数据的记忆装置。输人设备是向计算机输人原始数据和程序的装置。输出设备是计算机向外界输出信息的装置。I/O接口电路是外部设备和微型机之间传送信息的部件。总线是连接多个设备或功能部件的一簇公共信号线，它是计算机各组成部件之间信息交换的通道。微型计算机的各大功能部件通过总线相连。 4．简述8086CPU的内部结构。 答:8086微处理器的内部分为两个部分：执行单元(EU)和总线接口单元(BIU)。执行部件由运算器（ALU）、通用寄存器、标志寄存器和EU控制系统等组成。EU从BIU的指令队列中获得指令，然后执行该指令，完成指今所规定的操作。总线接口部件BIU由段寄存器、指令指针寄存器、地址形成逻辑、总线控制逻辑和指令队列等组成。总线接口部件负责从内部存储器的指定区域中取出指令送到指令队列中去排队。 5．何谓总线？总线按功能可分为哪几种？ 答:总线是连接多个设备或功能部件的一簇公共信号线，它是计算机各组成部件之间信息交换的通道。总线功能来划分又可分为地址总线（Address Bus）、数据总线（Date Bus）和控制总线（Control Bus）三类。 6．内部存储器由哪几部分组成? 答:包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。 7．简述8086中的存储器管理？ 答:8086把1M空间分成若干块（称为“逻辑段”），各个逻辑段之间可在实际存储空间中完全分开，也可以部分重叠，甚至可以完全重叠。每个逻辑段容量不超过64K字节，这样就可用16位寄存器提供地址访问。一个存储单元的地址可由段基址和偏移地址组成，这个地址我们称为逻辑地址，一般表示为“段基址：偏移地址”。而1M存储空间中的20位地址称为物理地址。逻辑地址是程序中使用的地址，物理地址是访问存储器的实际地址。 物理地址=段基址×16 + 段内偏移地址 8．什么是接口电路？接口电路有何功能？ 答:I/O接口电路是外部设备和微型机之间传送信息的部件。接口电路主要功能。(1) 数据的寄存和缓冲功能。(2) 信号转换功能。(3) 设备选择功能。(4) 外设的控制和监测功能。(5) 中断或DMA管理功能。(6) 可编程功能。 9．外部设备与CPU之间的数据传送方式常见有几种？各有什么特点？ 答:外部设备与微机之间的信息传送传送方式一般有无条件传送方式、查询传送方式、中断控制方式等。无条件传送方式是指CPU直接和外部设备之间进行数据传送。查询传送方式又称为条件传送方式，是指CPU通过查询I/O设备的状态决定是否进行数据传输的方式。中断是一种使CPU暂停正在执行的程序而转去处理特殊事件的操作。即当外设的输入数据准备好，或输出设备可以接收数据时，便主动向CPU发出中断请求，CPU可中断正在执行的程序，转去执行为外设服务的操作，服务完毕，CPU再继续执行原来的程序。 10．什么是单片机？ 答：单片机是把微型计算机中的微处理器、存储器、I/O接口、定时器/计数器、串行接口、中断系统等电路集成到一个集成电路芯片上形成的微型计算机。因而被称为单片微型计算机，简称为单片机。 11．和一般微型计算机相比，单片机有何特点？ 答：主要特点如下： 1) 在存储器结构上，单片机的存储器采用哈佛(Harvard)结构 2) 在芯片引脚上，大部分采用分时复用技术 3) 在内部资源访问上，采用特殊功能寄存器(SFR)的形式

单片机原理及应用课程简介

《传感器原理及应用》课程简介 传感器是获取自然科学领域信息的主要途径和手段。在现代测控系统中，作为关键环节的传感器处于连接被测控对象和测控系统的接口位置，该课程涉及机械、动力、物理、化学、光学、材料、电子、生物、半导体、信息处理等众多学科领域，应用领域十分广泛，与当前多学科交叉融合的趋势相一致，在专业课程体系中起到重要的承上启下作用，从本课程开始奠定工程设计与应用思想、创新实践能力和创新思维能力基础，在现代高素质专业人才培养中所起的重要作用是不言而喻的。通过本课程的学习学生应掌握以下几方面的知识: （1)测量的基本知识。 （2)各种常用传感器的结构,原理,特性及应用。 （3)工程检测中常用的测量电路及工作原理。 （4)传感器的静,动态特性及其标定方法。 《单片机实用系统设计》课程简介 《单片机实用系统设计》是电子科学与技术专业、电子信息工程技术专业和电气自动化技术专业的一门专业课，是现代电子工程领域一门飞速发展的技术，其在教学及产业界的技术推广仍然是当今科学技术发展的热点。学习单片机并掌握其设计应用技术已经成为电子类学生必须掌握的一门技术，也是现代工科学生就业的一个基本条件。它的后续课程是各专业课如：计算机控制、智能化仪器仪表、数控机床、课程设计、毕业设计，一般都要应用到单片机系统的应用。它可以充分体现学生利用自己所掌握的知识解决实际工程问题的能力。单片机知识在电子类专业整个课程体系中处于承上启下的核心地位。 通过本课程的学习，使学生能更深刻地领会和掌握单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能，掌握单片机应用系统各主要资源的设计、单片机C语言编程方法和调试方法，了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用。利用所学知识，独立设计电路、布局印刷电路板、设计应用软件和系统软件、亲自焊接元器件、亲自调试系统。培养学生实

电磁炮

精心整理 实验名称：电磁炮 【实验目的】 探究电磁炮的基本原理 【实验器材】 1.2.3. 根据通电线圈磁场的相互作用原理，加速线圈固定在炮管中，当它通入交变电流时，产生交变磁场就会在线圈中产生感应电流，感应电流的磁场与加速线圈电流的磁场相互作用，使弹丸加速运动并发射出去。 发射时，电流由一条导轨流经电枢，再由另一条导轨流回，而构成闭合回路。

强大的电流流经两平行导轨时，在两导轨间产生强大的磁场，这个磁场与流经电枢的电流相互作用，产生强大的电磁力，该力推动电枢和置于电枢前面的弹丸沿导轨加速运动，从而获得高速度。根据毕奥--萨伐尔定律和安培定律可推得，电枢受到的电磁场的作用力与电流强度的平方成正比，即F=KL2由此可见，要想获得弹丸的高速度，必须供给轨道强大的电流。通常该电流的数值在兆安级。而电流的脉冲宽 1. 2. 1. )在通电后能获得一个电场力F,再除去自身重量m,就能获得一个加速度a，炮弹在弹膛(准确来说是电磁系统)里会有一段加速距离，初速度v=at。而加速度a和电流I，场强B，还有导体长度(炮弹长度)L有关。 2.如何提高电磁炮的初速度？ 增大场强B，电流I，导体长度（炮弹长度）L。减小炮弹的质量。

3.在炮弹的初速度一定的条件下，如何改变炮弹的射程？ 可以通过改变电磁炮和水平方向的夹角大小来改变炮弹的射程，但夹角并不是越大越好。 【实验总结】 4千 总之，电磁炮已经100多岁了，但至今还未长成。就美国的研究成果而言,电磁轨道炮系统将以7马赫的速度发射电磁炮弹，射程达370千米.可以预见随技术的进步,射程还将延长.在弹药的选择上,电磁炮具有与普通舰炮相比更宽广的选择面,能利用电磁能或电热能发射各种弹丸.更能用来打击飞机、卫星和导弹等各种目标,完成更多的任务.具有初速高、加速快、飞行时间短、火力猛、抗电子干扰能力强和毁伤效果好等特点。

DEVICENET与 CONTROLNET区别

网络系统结构 在一个开放式自动化系统结构中，通常包含有三个网络层：即设备层、控制层以及信息层。 设备层：将低层的设备直接联接到车间控制器上这种联接无需通过I/O模块。即用方便而快速的链路采集各种各样的、来自不同厂家、距离远近不同的现场设备（如传感器、驱动器）的数据，对其进行配置和监视 控制网：各个PLC之间及其与各智能化控制设备之间，进行控制数据的交换、控制的协调、网上编程和程序维护、远程设备配置和查、排错误，也可以联接各种人机界面产品进行监控。 信息网：提供上层计算机系统，以便通过以太网访问车间级的数据，主要为了全厂范围控制系统的数据汇集和监视。数据量大而实用性要求不高，它的开放性协议使各种主计算机和不同厂家的PLC可以互连。在必要时也可以进行一些控制和协调。这一层采用符合公共标准TCP/IP协议的以太网。 DEVICENET与 CONTROLNET区别 DeviceNet是由Allen-Bradley公司(Rockwell自动化)发的一种基于CAN的开放的现场总线标准。DeviceNet作为一种高性能的协议，DeviceNet协议设计简单，实现成本较为低廉，但对于采用最底层的现场总线的系统（例如，由传感器、制动器以及相应的控制器构成的网络）来说，却是性能极高的。

DeviceNet设备涉及的范围从简单的光电开关一直到复杂的半导体制造业中的用到的 真空泵。就像其他的协议一样，DeviceNet协议最基本的功能是在设备及其 相应的控制器之间进行数据交换。因此，这种通信是基于 面向连接的（点对点或多点传送）通讯模型建 立的。这样，DeviceNet既可以工作在主从模式，也可以工作在多主模式。一 个DeviceNet网络工作在125k、250k和500k的波特率下最多可以支持64个节点。设备可以使用自身的电源，也可以通过DeviceNet总线供电。和CANopen协议相比较后可以看出，两种协议可以实现相类似的功能，但DeviceNet更强调不同的优先权。例如，在DeviceNet 网络中，网络管理功能存在于每一个独立的节点之中，这样，个节点都可以监控其他节点。而在CANopen网络中，则采用了中心授权机制，通过一个NMT-Master对网络进行管理。CANopen的通信机制更加简单，从而可以降低设备的复杂程度。使用DeviceNet可以提供更高的安全性，。 ControlNet是于生产者/消费者模式(Producer／Consumer Model)的网络。ControlNet 允许在同一链路上有多个控制器共存，支持输入数据或端到端的多路发送，这就大大的减少了网络上的交通量，提高了网络效率和网络性能。ControlNet是高度确定性、可重复性的网络。ControlNet能预见数据何时能够可靠传输到目标的能力，同时数据的传输时间不受网络节点添加/删除情况或网络繁忙状况而保持恒定的能力。在实际应用中，通过网络组态时选择性设定有计划I/O分组或互锁时间，这些要求能得到更进一步的保证。生产者/消费者模式允许网络中所有的节点同时获取来自同一数据源的数 据。最终，该模式提高了效率，因 为数据只发送一次，而与数据使用 者(Consumer)的数量无关，并且具有精确的同步性。因为数据将同时到达每一个节点。生产者－消费者模式的优点在于：多个节点可以同时消费(Consume，即读取)来自同一个生产省(Producer，即数据源)所提供的数据。节点间易于同步，可以获得更为精确的系统性能，设备可以实现自主通信，无需系统主站。ControlNet提供了简单、高度确定而且灵活的传输数据方式。ControlNet在执行操作、数据实时监控时不会影响到I／O控制的性能。因此，ControlNet非常适用于一些控制关系有复杂关联、要求控制控制信息同步、协调实时控制、数据传输速度要求较高的应用场合。 ControlNet的明显优点是：同一链路上满足I/O数据、实时互锁、端到端报文传输和 编程/组态等信息应用的多样要求；是确定性、可重复性的控制网络，适合离散控制和过程控制；同一链路上允许有多个控制器同时共存；输入数据和端到端信息的多路发送支持；可选的介质冗余和本征安全；安装和维护的简单性；网络上节点居于对等地位，可以从任意节点实现网络存取；灵活的拓扑结构（总线型、树型、星型等）和介质选择（同轴电缆、光纤和其它）。 区别 1.Controlnet 和Devicenet 组网方式不同，需要rsnetworx for contronet & rsnetworx for devicenet，C网比较好组，D网有些难度。

51单片机原理及应用期末考试试题汇总7

一、选择题 从下列各题4个备选答案中选出一个或二个正确答案 并将其代号写在题干后面的括号内。 1、8051基本型单片机内部程序存储器容量为 C 。 A、16KB B、8KB C、4KB D、128B 2、8051基本型单片机内部RAM容量为D。 A、16KB B、8KB C、4KB D、128B 3、当优先级的设置相同时 若以下几个中断同时发生 A 中断优先响应。 A、外部中断0 B、T1 C、串口 D、T0 4、在80C51单片机应用系统中 可以作为时钟输出的是 C 引脚。 A、EA B、RST C、ALE D、PSEN 5、当CPU响应外部中断1 的中断请求后 将自动转向 B 。 A、0003H B、0013H C、000BH D、001BH 6、为了能够使MCS-51单片机在正常工作中及时服务于多个外设 以下传送方式最适用的是 D 。 A、异步 查询 传送 B、同步 无条件 传送 C、DMA传送 D、中断传送 7、已知1只共阴极LED显示器 其中a笔段为字形代码的最低位 若需显示数字1 它的字形代码应为(A )。A、06H B、0F9H C、30H D、0CFH 8、已知1只共阳极LED显示器 其中a笔段为字形代码的最低位 若需显示小数点“.” 它的字形码应为(A)。A、7FH B、0F9H C、30H D、80H 9、已知1只共阴极LED显示器 其中a笔段为字形代码的最低位 若需显示小数点“.”共阳极 它的字形码应为(A )。A、80H B、0F9H C、30H D、7FH 10、下列数据字定义的数表中 (C、D)是错误的。 A、DW “AA” B、DW “A” C、DW “OABC” D、DW 1ABC2H 11、若P1口接有一个4×4的行列键盘 则P1口一定有 C、D 。 A、8位输入口 B、8位输出口 C、4位输入口 D、4位输出口 12、以下指令中能够产生WR信号的是 B、D 。 A、MOV @R0,A B、MOVX @R0,A C、MOVX A @DPTR D、MOVX @DPTR,A 13、8031单片机的定时器T1用作定时方式时是 A、B 。 A、以内部时钟频率为定时基准 12个时钟周期加1 B、以内部时钟频率为定时基准 1个机器周期加1 C、以外部脉冲为定时基准 12个脉冲加1 D、以外部脉冲为定时基准 每个脉冲加1 14、DAC0832在单片机系统中是一种 B、D 器件。 A、输入 B、输出 C、将数字量转换成模拟量 D、将模拟量转换成数字量 15、家用电器中使用的单片机应属于计算机的 B 。 A、辅助设计应用B.测量、控制应用C.数值计算应用 D.数据处理应用 16、对程序存储器的读操作 只能使用 D 。 A MOV指令 B. PUSH指令 C. MOVX指令 D. MOVC指令 17、若82C55的PC口接有一个4×4的行列键盘 则PC口一定有 C、D 。 A、8位输入口 B、8位输出口 C、4位输入口 D、4位输出口 18、下列说法正确的是 A、B 。 A、立即数寻址方式是操作数本身就在指令中 而不是它的地址在指令中。

单片机原理与应用技术教学大纲

《单片机原理与应用技术》教学大纲 一、课程名称 单片机原理与应用技术 二、先修课程 电子技术类基础课程和微机应用类基础课程 三、课程性质与任务 课程性质： 本课程是高职高专电子类相关专业的的一门专业课程。本大纲可作为（高中后大专、对口单招、五年制高职）层次学生的教学参考。 课程的任务： 它以MCS-51单片机为例，详细介绍片内结构、工作原理、接口技术和单片机在各领域中的应用。为学生进一步学习微机在智能仪表、工业控制领域中的应用技术奠定必要的基础。 四、课程教学目标 1、知识目标 （1）熟练掌握单片机内部硬件结构、工作原理及指令系统，掌握程序的设计基本方法，能够较熟练地设计常用的汇编语言源程序； （2）掌握单片机的接口技术，熟悉常用的外围接口芯片及典型电路。 （3）熟悉设计、调试单片机的应用系统的一般方法，具有初步的软、硬件设计能力。 （4）能够熟练地掌握一种单片机开发系统的使用方法。 2、能力目标 初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发的能力。 五、教学内容 第一章微机基础知识 (一)教学目的 熟悉微处理器、微型机和单片机的概念及组成。掌握计算中常用数制及数制间的转换，了解BCD码和ASCII码。熟悉数据在计算机中的表示方法。 （二）教学重点与难点 重点：

计算中常用数制及数制间的转换。 难点： 微处理器、微型机和单片机的概念及组成，微机的工作过程 （三）教学内容 1、微处理器、微机和单片机的概念； 2、微机的工作过程。 （四）本章小结 1、数制有二进制、十进制、十六进制等。 2、计算机系统中常包含有地址总线、数据总线、控制总线 3、微处理器是由运算器、控制器两部组成 4、单片机是由输入、输出、接口电路、时钟电路、存储器、运算器、控 制器几部分组成 （五）思考题 1、试用计算机汇编语言指令完成12*34+56÷7-8的计算步骤？ 第二章 MCS-51单片机的结构和原理 （一）教学目的 熟悉MCS- 51单片机内部结构、引脚功能以及单片机执行指令的时序；掌握单片机存储器结构和输入/输出端口结构特点。掌握堆栈的使用。 （二）教学重点与难点 重点： 1、8051的存储器配置及特点； 2、21个特殊功能寄存器（SFR）的功能； 3、堆栈的概念； 4、复位电路。 难点： 1、MCS- 51单片机内部结构； 2、CPU时序。 （三）教学内容

电磁炮的基本原理及发展趋势(带图带公式)

随着材料科学的发展,复合装甲、高强度陶瓷装甲、贫铀装甲的使用,以及爆炸反应装甲的出现,大大提高了装甲的抗毁能力,对破甲技术提出更高的要求。为此,人们在相继研制出一系列新型破、穿甲战斗部的同时,也注意开发研究某些新概念超高速动能穿甲武器,电磁炮就是其中一种。 电磁炮的基本原理 电磁炮是利用物理学中运动电荷或载流导体在磁场中受到电磁力(即洛伦兹力) 作用的基本原理来加速弹丸的。根据加速方式,电磁炮可分为导轨炮和线圈炮。 图1 导轨炮工作原理 导轨炮导轨炮的工作原理如图1 所示。主要由一对平行导轨和夹在其间可移动的电枢及电源、开关等组成。当开关闭合时,向一条导轨输入强大的电流,经过电枢沿另一条导轨流回。载流电枢在导轨电流产生的磁场中受到洛伦兹力的作用而被加速,将弹丸射出。电枢弹丸所受的力可表示为 F = L′I2/ 2 , (1) 其中F 为洛伦兹力(N) 、L′为导轨电感梯度( H/m) 、I 为电流强度(A) 。弹丸的加速度则为

a = F/ m = L′I2/ 2 m , (2) 式中a 为加速度(m/ s2) 、m 为电枢与弹丸的质量之和(kg) 。由(2) 式可见,导轨中的电流强度越大,弹丸的加速度就越大,弹丸的运动速度越快。 导轨炮的导轨有单一、串联、并联和多层等不同结构形式,根据导轨的形式,炮口截面可选用方形、圆形和椭圆形等。电枢主要有固态金属电枢、等离子体电枢和混合型电枢等种类。提供脉冲功率的电源主要有电容器组、高性能蓄电池、各种单极发电机、脉冲变压器、强制发电机和爆炸发电机,以及计划研制的超导储能系统等。整个系统结构复杂,人工操作比较困难,通常由计算机控制。 线圈炮线圈炮的工作原理如图3 所示。主要由感应耦合的固定线圈、可动线圈、储能器以及开关等组成。固定线圈相当于炮身,可动线圈相当于弹丸。当固定线圈接通电源时,所产生的磁场与可动线圈上的感应电流相互作用,产生洛伦兹力,推动可动弹丸线圈加速射出。

ControlNet实验

4.2 ControlNet 网络组态 1．作为当今最先进的网络，ControlNet具备诸多特点。实时I/O、控制器互锁、对等报文传输（Peer-to-Peer Messsaging）以及编程操作都可以在同一条ControlNet链路上实现。ControlNet本质的确定性可以确保数据何时发送，其可重复的性能确保网络传输时间不会随网络设备的添加或删除而改变。 2．Controlnet的主要技术特点： 网络功能：统一链路支持控制信息、I/O数据、编程数据 网络拓补：线形、星形、树形、以及以上的任何拓扑结构的混合 网络速度：5Mbits/s(最大) 单段网长度：（同轴电缆）1000m带个2节点，250m带48个节点。（光纤）3000m 中继器数目：（串行）最大支持5个中继器，连接6个网段。（并行）最大支持48个中继器，连接48个网段。 中继器类型：AC&DC高压型和DC低压型 设备供电：设备采用外部供电 网络模型：生产者/客户模式 连接器：标准同轴电缆BNC 物理层介质：RG6同轴电缆、光纤 网络节点数：99个最大可变址节点，不带中继器的网段最多48个节点 带中继器最大拓扑结构：（同轴电缆）5000m，（光纤）30Km 应用层界面：面向对象层设计，包括设备对象模型，类/实例/属性，设备规范(Profile) 网络刷新时间：可组态2-100ms 数据分组大小：可变长0～510个字节 网络和系统属性：可带电插拔，确定性和可重复性，可选本质安全，网络重复节点检测，报文分段传送（块传送） 4.2.1 ControlNet用于I/O实时控制 本实验中，Logix5555控制器通过ControlNet网络控制由1794-ACNR15适配器连接的远程I/O模块。 实验步骤： 1. 打开RSLinx软件，添加Ethernet驱动，通过ControlLogix背板网关功能，访问ControlNet网络，如图4-18所示；也可以直接添加1784-PCICS ControlNet网卡的驱动。 图4-18 访问ControlNet网络

(精校版)单片机原理及应用期末考试试卷及答案

(完整word版)单片机原理及应用期末考试试卷及答案 编辑整理： 尊敬的读者朋友们： 这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整word版)单片机原理及应用期末考试试卷及答案）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。 本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整word版)单片机原理及应用期末考试试卷及答案的全部内容。

单片机原理及应用期末考试试卷 班级:_______________学号：_______________姓名：_______________得分：_______________（卷面共有100题，总分100分,各大题标有题量和总分，每小题标号后有小分) 一、单项选择题（33小题,共33分) [1分］(1）要MCS—51系统中,若晶振频率屡8MHz,一个机器周期等于( A ）μs A 1。5 B 3 C 1 D 0.5 ［1分]（2)MCS—51的时钟最高频率是 ( A )。 A 12MHz B 6 MHz C 8 MHz D 10 MHz [1分](3)下列不是单片机总线是（ D ） A 地址总线 B 控制总线 C 数据总线 D 输出总线 ［1分]（4)十进制29的二进制表示为原码（ C ） A 11100010 B 10101111 C 00011101 D 00001111 [1分］（5）电子计算机技术在半个世纪中虽有很大进步，但至今其运行仍遵循着一位科学家提出的基本原理。这位科学家是：（ D ） (A）牛顿（B）爱国斯坦（C）爱迪生（D）冯·诺伊曼 [1分］(6)在CPU中，控制器的功能是：（ C ） （A）进行逻辑运算（B）进行算术运算 （C）分析指令并发出相应的控制信号（D）只控制CPU的工作 ［1分]（7)下列数据中有可能是八进制数的是：（ A） (A）764 （B）238 （C）396 （D）789 ［1分]（8)MCS—51的时钟最高频率是 (D ） A、6MHz B、8MHz C、10MHz D、12MHz ［1分]（9)-49D的二进制补码为.（ B） A、 11101111 B、11101101 C、0001000 D、11101100 [1分］(10)要用传送指令访问MCS—51片外RAM,它的指令操作码助记符应是（ B） A、 MOV B、 MOVX C、 MOVC D、以上都行 ［1分]（11)若某存储芯片地址线为12根,那么它的存储容量为（C ） A、1KB B、2KB C、 4KB D、 8KB [1分]（12）PSW=18H时，则当前工作寄存器是(D ） A、 0组成 B、 1组成 C、2组成 D、3组成 [1分］（13)所谓CPU是指（ B） A、运算器与存储器 B、运算器与控制器 C、输入输出设备 D、控制器与存储器 [1分］（14）PSW=18H时，则当前工作寄存器是（D ） (A）0组(B)1组（C）2组(D)3组 ［1分］(15)Ｐ１口的每一位能驱动（ B ） （Ａ）２个ＴＴＬ低电平负载有（Ｂ）４个ＴＴＬ低电平负载 (Ｃ）８个ＴＴＬ低电平负载有（Ｄ）１０个ＴＴＬ低电平负载 [1分](16）二进制数110010010对应的十六进制数可表示为（ A） A、192H B、C90H C、1A2H D、CA0H ［1分](17)一3的补码是( D ） A、10000011 B、11111100 C、11111110 D、11111101 [1分］（18）对于8031来说，脚总是（ A ） A、接地 B、接电源 C、悬空 D、不用 [1分](19）进位标志CY在（ C）中 A、累加器 B、算逻运算部件ALU C、程序状态字寄存器PSW D、DPOR