一、选择题
1、分布式控制系统使用了( )现代高科技最新技术成就。
A、计算机及通信技术
B、CRT显示技术
C、自动控制技术
D、以上都是
2、在现代智能仪表中,A/D转换器应用广泛,其作用为( )。
A、将模拟量转化为数字量
B、将数字量转化为模拟量
C、将非电量转化为电量
D、将电量转化为非电量。
3、拔插DCS各类卡件时,为防止人体静电损坏卡件上的电气元件,应( )插拔。
A、在系统断电后
B、清扫灰尘后
C、站在防静电地板上
D、戴好接地环或防静电手套
4、在自动控制系统中,微分控制规律的控制依据是( )
A、偏差大小
B、偏差存在与否
C、偏差变化速度
D、不确定
5、有一台PI调节器,P=100%,T I=1min,若将P改为200%时,则以下说法正确的是( )
A、系统稳定度提高
B、系统动差增大
C、系统静差增大
D、调节时间增长
6、在串级控制系统中,直接操纵执行器的信号值为( )
A、主调节器输出
B、副调节器输出
C、主变送器输出
D、副变送器输出
7、自动调节系统的稳定性十分重要,它主要取决于( )
A、系统本身的结构参数
B、干扰作用的形式
C、干扰作用的强弱
D、干扰作用的形式和强弱
8、对于外界扰动作用频繁,记录曲线不规则的控制系统,进行参数整定一般采用( )最为合适。
A、临界比例度法
B、衰减曲线法
C、经验凑试法
D、三者均可
9、用经验法整定调节器参数引入积分时,已经调整好的比例度应( ),然后将积分时间由大到小
不断调整,直到取得满意的过渡过程曲线。
A、保持不变
B、适当放大10%—20%
C、适当缩小10%—20%
D、重新调整
10.串级调节系统主、副回路各有一个调节器。副调节器的给定值为( )
A、恒定不变
B、由主调节器输出校正;
C、由副参数校正
D、由扰动决定
11.下列参数()不是DCS的可靠性评价指标。
A、MTTR
B、MTBF
C、容错能力
D、扫描周期
12.()有利于对工艺过程及其流程的了解。
A、仪表面板显示画面
B、历史趋势画面
C、概貌画面
D、流程图画面13.()是实时监控操作画面的总目录。
A、控制分组画面
B、历史趋势画面
C、系统总貌画面
D、流程图画面14.从生产过程角度出发,()是集散控制系统四层结构模式最底层一级。
A、生产管理级
B、过程控制级
C、经营管理级
D、控制管理级
15. 在控制过程中,手/自动切换时的最基本要求是____。
A. 手/自动可相互跟踪
B. 无扰动
C. 切换时的扰动量必须在规定的范围内
D. 根据当时的运行工况而定
16、调节系统中调节器正、反作用确定的依据是()。
A 、实现闭环回路的正反馈 B、实现闭环系统的负反馈
C、系统放大倍数足够大
D、生产的安全性
17、在自动调节系统中比例调节的结果常常会产生()。
A、误差
B、偏差
C、动差
D、静差
18、DCS系统一旦出现故障,首先要正确分析和诊断()。
A故障发生的原因 B故障带来的损失 C故障发生的部位 D故障责任人
19、下列控制系统中,()是开环控制。
A、定值控制
B、随动控制
C、前馈控制
D、反馈控制
20、DCS的I/O通道中没有()通道。
A、 模拟量
B、脉冲量
C、位移量
D、开关量
21.智能控制系统主要由控制器和()两大部分组成。
A、被控对象
B、执行器
C、广义对象
D、变送器
22.()不是工程上常用的控制器参数整定方法之一。
A、计算法
B、衰减曲线法
C、经验凑试法
D、临界比例度法
23.在自动控制中,要求自动控制系统的过渡过程是()。
A、缓慢的变化过程
B、发散振荡的变化过程
C、等幅振荡过程
D、稳定的衰减振荡过程
24.纯滞后时间长,将使系统超调量增加,随机干扰通道中的纯滞后大小对调节品质()。
A、没影响
B、影响大
C、影响小
D、无法确定
25、一般DCS系统中的过程I/O通道是指( )。
A、模拟量I/O通道
B、开关量I/O通道
C、脉冲量输入通道
D、以上都是
26、传感器在智能仪表中的作用主要是( )。
A、将模拟信号转化为数字信号
B、将数字信号转化为模拟信号
C、将非电量转化为电量
D、将电量转化为非电量。
27.集散控制系统是计算机技术、( )、图形显示技术和控制技术相融合的产物。
A、动力技术
B、通信技术
C、检测技术
D、机械技术
28、操作站软件发生故障时,一般分为计算机操作系统软件故障和( )两大类。
A、分时软件故障
B、显示软件故障
C、实时软件故障
D、DCS软件故障 29.关于前馈调节,下面不正确的说法是()。
A、是开环调节
B、按偏差的大小进行调解
C、一种前馈只能克服一种干扰
D、按扰动量的大小进行调解
30、闭环系统( )反馈调节系统。
A、不一定是;
B、不是;
C、大多是 ;
D、一定是 。
31、恒值调节系统、程序调节系统、随动调节系统是按什么来划分的( )。
A、按自动调节系统的结构;
B、按自动调节系统的特性;
C、按给定值变化的规律;
D、按自动调节系统的类型。
32、DCS系统中DO表示:( )。
A、模拟输入;
B、模拟输出;
C、开关量输出;
D、模拟输出和开关量输出。
33、下面哪一个是分散控制系统的英文缩写( )。
A、PMK ;
B、PLC ;
C、DCS;
D、PCS。
34、负逻辑体制中用( )表示0
A、电压为0伏
B、 低电平
C、 高电平
D、 断路
35、引起( )变化的各种因素称为扰动。
A、调节对象;
B、调节系统;
C、被调量;
D、调节设备。
36、关于P、I、D调节规律下列叙述错误的是()
A、积分作用能消除静态偏差,但它使过渡过程的最大偏差及调节过程时间增大;
B、微分作用能减少过渡过程的最大偏差和调节过程时间;
C、单独采用积分调节有助于克服系统的振荡;
D、比例调节过程结束后被调量有静态偏差。
37.串级调节系统有主、副两个回路。主要的、严重的干扰应包括在( )
A、 主回路
B、副回路
C、主、副回路之外
D、主、副回路均可
38.在自动调节系统的过渡过程中,能够满足快速、准确、稳定的过渡过程形式是()。
A、非周期衰减B、衰减振荡C、发散振荡D、等幅振荡
39.DCS采用的通信方式是( )
A、数字通信
B、模拟通信
C、既有数字通信又有模拟通信
D、单向通信
40.计算机集散控制系统的现场控制站内各功能模块所需直流电源一般为±5V、±15V(±12V)、以及( )V。
A、 ±10
B、±24
C、±36
D、±220
二、判断题
1、FCS控制系统采用全数字信号传输,具有很强的抗干扰能力。 ( )
2、DCS系统故障可分为固定性故障和偶然性故障。如果系统发生故障后可重新启动,使系统恢复正常,则可认为是偶然性故障。 ( )
3、积分时间对系统过渡过程具有直接影响,当积分时间越小,其克服余差的能力增强,从而提高了系统的稳定性。 ( )
4、闭环控制系统是根据扰动与给定值的偏差进行控制的系统。 ( )
5、经验凑试法的关键是“看曲线,调参数”。在系统整定中,若观察到曲线震荡很频繁,需要把比例度增大;当曲线波动较大时,应减小积分时间。 ( )
6、过程控制任务主要是消除或减少扰动对被控对象的影响。()
7、在关闭DCS操作站的电源时,首先确认所有文件和数据均已保存好,不再有任何文件正在往磁盘中存储了方可关闭电源。 ( )
8、为保证调节系统手自动切换是无扰的,在手动时调节器应进行自动跟踪。( )
9、来自现场的4-20mA DC电流信号,热电偶信号,热电阻信号等都是模拟信号。( )
10、经验法调整参数最常用的方法是先试凑比例度,再加积分,最后引入微分。()
11、工程师站与操作站在硬件上有明显的界限。()
12、分散控制中的基本控制单元可以实现闭环模拟量控制和顺序控制,完成常规模拟仪表所能完成的一切功能,并且在数量上有很多个。 ( )
13、在自动调节中,PID调节器主要靠比例作用避免过分振荡,靠积分作用消除静态偏差,靠微分作用减少动态偏差。 ( )
三、名词解释
1. 分散控制系统
2. 实时控制
3. 开放系统互连参考模型
4. 数字滤波
5. 组态
四、简答题
1、简述CSMA/CD法的内容。
2、什么是冗余技术? 在DCS中冗余设计的原则是什么?
3、已知某系统由三个设备所组成,它们的可靠度依次为0.8,0.88和0.9,分别计算当这三个部件以串
联模型工作和以并联模型工作时系统的可靠度。
4、简述采用例外报告法更新数据库的方法。
5、(1) 某LN2000过程I/O卡件的拨码开关设置如图a所示,则该卡件的通信地址和CAN通信速率分别
是多少?(涂成黑色表示拨码所在的位置)
*45,100K
(2) 若某卡件的通信地址是43,通信速率是500K,在图b中对拨码开关进行设置。
(a) (b)
1. ____年,世界上第一套集散控制系统由____公司首先向市场推出,其型号是____。* 1975, Honeywell, TDC-2000
2. 典型的现场总线有____、____、____等。
3. 过程控制子系统主要由____、____、____三大部分组成。
*多应用控制器、通信接口装置、输入/输出子系统
4. 如图采用曼彻斯特编码的6位二进制数是____。
*100110
5. DCS常用的通信介质主要有____、____和____。
课程设计报告 (2015 -- 2016 年度第 1 学期) 名称:分散控制系统与现场总线技术题目:SOE技术综述 院系: 班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 设计周数: 1 成绩: 日期:2016 年1 月8日
一、课程设计的目的与要求 分散控制系统与现场总线技术是目前国内外工程领域应用非常广泛而有效的计算机控制技术,作为自动化类本科学生应当具备和掌握与此相关的基础知识、概念和设计方法。本课程设计是在分散控制系统与现场总线技术课程结束之后进行的一个综合性实践环节,主要目的是使学生在课程内容学习的基础上,运用所学的基础理论知识和设计方法,针对工程应用问题能够进行有关计算机监控系统等内容的综合分析设计以及仿真,通过该教学环节使学生进一步加深对分散控制系统与现场总线技术的认识和理解,同时也给学生提供了一个实践和增加感性认识的机会,为今后从事实际工作打下一定的基础。 二、设计正文 1、SOE的概念 SOE,即事件顺序记录,是Sequence Of Event的缩写。随着火电机组日趋规模化和复杂化,生产过程信息瞬间千变万化。当机组发生故障时,需要查找出真实原因,并采取相应措施,这时就需要对事件进行追忆打印。 S0E系统是DCS中用于异常记录的子系统,为机组故障和异常原因分析提供重要的数据依据。S0E记录事件发生的时间、首发事件和后续联锁发生的一系列事件的间隔时间和顺序;按照一定的时间间隔(一般为1ms),对设备运行状态和运行参数进行判断,一旦发生事件,立刻按此间隔时间顺序记录当时和后续发生的联锁事件。发电机组是一个紧密耦合的多变量系统,某设备跳闸故障将引发一系列的设备保护动作,形成一个事故信号群,事件信号量多达数百个。在数百个信号中,快速、正确判别初始事故、寻找第一故障源是S0E的关键技术。 一般的历史数据记录只能做到秒级的分辨率,当事件发生后,往往同一秒内出现的信息很多,且不能分出先后顺序,这就给事故分析造成了很大的困扰。而事件顺序记录系统(SOE)以ms级的分辨率获取事件信息,为热工和电气设备事故分析提供有力的证据。可以说SOE是电厂重要的运行状态监测、记录、事故分析用设备。 2、SOE系统的结构 GPS作为SOE系统的外部时钟源, 不仅需向现场总线控制器(FCP)、工 程师站提供精确的对时服务,而且需 通过硬接线向FCP、SOE连接的各模 件提供秒脉冲信号。SOE系统的控制 器和模件通过硬接线并联至GPS秒脉 冲信号的输出端子,以使模件和控制 器同步接收到秒脉冲。GPS设备作为
课程设计报告 ( 2014-- 2015年度第2学期) 名称:控制装置与仪表A (DCS部分)课程设计题目:过热汽温控制系统组态院系:自动化系 班级:测控1201 学号:201202030105 学生姓名:范征宇 指导教师:翟永杰 设计周数:一周 成绩: 日期:2015 年7 月13 日
《控制装置与仪表A(DCS部分)课程设计》 课程设计 任务书 一、目的与要求 1.了解DCS应用过程中的主要工作内容及应该注意的问题,并能根据应用目的,进行分散控制系统的设计组态、调试操作等工作。 2.以LN2000分散控制系统为平台,完成过热汽温控制系统的组态。 3.进行DCS的调试工作。 二、主要内容 分为组态设计和系统调试两个部分: 1.组态设计 1.1系统配置组态 主要是指DCS中工程师站、操作员站、控制站的主机系统配置信息及外设类型,I/O-卡件信息,电源布置,控制柜内安装接线等。 此部分内容作为了解内容,不进行具体组态。 1.2实时数据库组态 数据库组态是系统组态中应尽早完成的工作,因为只有有了数据库,其他的组态工作(控制回路组态、画面组态等)才可以调试。数据库组态一般通过专用 软件进行,数据录入时一定要认真仔细,数据库中一个小的错误就会给运行带来 极大的麻烦,如造成显示错误、操作不当甚至死机故障。 1.3控制算法组态 控制算法组态指的是将系统设计时规定的模拟量控制、开关量控制等功能用DCS算法予以实现。 本设计以主汽温度串级控制策略为对象,并且模拟控制对象,构成闭环回路,完成这些控制算法的组态工作。 1.4操作员站显示画面组态 运行人员主要通过操作员站画面来观察生产过程运行情况,并通过画面提供的软操作器来干预生产过程,因此画面设计是否合理、操作是否方便都会对运行 产生重要影响。 本设计要求设计关于主汽温控制的简单流程图画面、趋势画面、参数显示画面、操作画面,并把有关的动态点同控制算法连接起来。
DCS控制系统设计 一.被控对象: 图1 锅炉设备工艺 二.工艺要求 燃料和热空气按一定比例送入燃烧室燃烧,生成热量传递给蒸汽发生系统,产生饱和蒸汽Ds,然后经过热器,形成一定气温的过热蒸汽D,汇集至蒸汽母管。压力为Ph的过热蒸汽经负荷设备调节阀供给生产设备负荷用。与此同时,燃烧过程中产生的烟气,除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外,还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气,最后经引风机送往烟囱,排入大气。 三.DCS选型 本控制系统选择浙大中控Webfield JX-300XP系统。 四.硬件 ①控制站硬件 1.机柜:SP202 结构:拼装 尺寸:2100*800*600 ESD:防静电手腕 散热:两风扇散热 接地:工作接地,安全接地 2.机笼 电源机笼:四个电源模块,型号:XP521 I/O机笼:20个槽位,用于固定卡件 3.接线端子板 冗余端子板:XP520R 4.端子转接板 5.主控卡:XP243X 地址范围:2到127。 后备锂电池模块:JP2,保持参数不丢失。 6.数据转发卡:XP233
地址范围:0到15 7.I/O卡件 (a)I/O点数计算 Ⅰ.锅炉控制系统中数字量输入点数: 启动;停止;点火;手动关闭蒸汽阀 以上共计四个数字量输入。 Ⅱ.锅炉控制系统中数字量输出点数: 给风;1号风机;给燃料;2号风机;蒸汽阀 以上共计五个数字量输出。 Ⅲ.锅炉控制系统中模拟量输入点数: 汽包液位、温度、压力。 以上共有三个模拟量输入(为了使模拟信号可以远传,变送器均选择电压式)。 (b)卡件选择 Ⅰ.XP363:触点型开关量输入卡。8路输入,统一隔离。 Ⅱ.XP362:触点型开关量输出卡。8路输出,统一隔离。 Ⅲ.SP314X:电压信号输入卡。4 路输入,点点隔离,可冗余 Ⅳ.XP221:电源指示灯。 ②操作员站硬件 1.PC机: 显示器;主机;操作员键盘,鼠标;操作员站狗; 2.Windows XP操作系统 3.安装Advan Trol-Pro实时监控软件。 ③工程师站硬件 1.PC机 显示器;主机;工程师键盘,鼠标;工程师站狗 2.工程师站硬件可以取代操作员站硬件 3.Windows XP操作系统 4.安装Advan Trol-Pro实时监控软件 5.安装组态软件包 ④通信网络 (a)信息管理网 通讯介质:双绞线(星形连接),50Ω细同轴电缆、50Ω粗同轴电缆(总线形连接,带终端匹配器),光纤等; 通讯距离:最大 10km; 传输方式:曼彻斯特编码方式; (b)过程控制网络(SCnet Ⅱ网) 传输方式:曼彻斯特编码方式; 通讯控制:符合 TCP/IP 和 IEEE802.3 标准协议; 通讯速率:10Mbps; 节点容量:最多 15个控制站,32个操作站、工程师站或多功能站; 通讯介质:双绞线,50Ω细同轴电缆、50Ω粗同轴电缆、光缆;
课程设计(分散控制系统)报告(2009 -- 2010 年度第一学期) 名称: _______ 题目分散控制系统接地系统设计与可靠性分析 院系:__________________ 班级:___________ 学号:_______________ 学生姓名:________________ 指导教师:_______________ 设计周数:1周________________ 成绩:________________________ 日期:年月曰
分散控制系统与现场总线技术》课程设计 任务书 、课程设计简介 课程编号:1110204 课程名称:《分散控制系统》课程设计 英文名称:Distributed Control System 课程类型:(必修) 学时 :1周 学分 :1 适用对 象: 自动化 二、课程设计的目的 分散控制系统与现场总线技术是目前国内外工程领域应用非常广泛而有效的计算机控制技术,作为自动化类本科学生应当具备和掌握与此相关的基础知识、概念和设计方法。本课程设计是在分散控制系统与现场总线技术课程结束之后进行的一个综合性实践环节,主要目的是使学生在课程内容学习的基础上,运用所学的基础理论知识和设计方法,针对工程应用问题能够进行有关计算机监控系统等内容的综合分析设计以及仿真,通过该教学环节使学生进一步加深对分散控制系统与现场总线技术的认识和理解,同时也给学生提供了一个实践和增加感性认识的机会,为今后从事实际工作打下一定的基础。 三、课程设计的基本要求 1、能够运用所学分散控制系统与现场总线技术的基本理论和设计方法,根据工程问题和实际应用的要求,进行方案的总体设计和分析。 2、能够运用实验室提供的设备,对设计方案进行实施和验证。 3、根据以上两项写出设计说明书。要求文字整洁、语言通顺、制图规范、内容完整正确。 四、设计题目: 分散控制系统接地系统设计与可靠性分析 五、时间进度安排 1、选择设计题目; 2、根据设计题要求目查阅收集参考资料; 3、方案分析研究与设计(图 纸设计)、仿真实验等;4、设计报告撰写;5、课程设计答辩。
课程设计报告 (2014--2015年度第二学期) 名称:控制装置与仪表A (DCS部分)课程设计题目:过热汽温控制系统组态院系:自动化系 班级:测控1201 1202 学号:201202030129 201202030201 学生姓名:张琨阿云嘎 指导教师:翟永杰 设计周数:一周 成绩: 日期:2015年7月14日
《控制装置与仪表A(DCS部分)课程设计》 课程设计 任务书 一、目的与要求 1.了解DCS应用过程中的主要工作内容及应该注意的问题,并能根据应用目的,进行分散控制系统的设计组态、调试操作等工作。 2.以LN2000分散控制系统为平台,完成过热汽温控制系统的组态。 3.进行DCS的调试工作。 二、主要内容 分为组态设计和系统调试两个部分: 1.组态设计 1.1系统配置组态 主要是指DCS中工程师站、操作员站、控制站的主机系统配置信息及外设类型,I/O -卡件信息,电源布置,控制柜内安装接线等。 此部分内容作为了解内容,不进行具体组态。 1.2实时数据库组态 数据库组态是系统组态中应尽早完成的工作,因为只有有了数据库,其他的组态工作(控制回路组态、画面组态等)才可以调试。数据库组态一般通过专用软件进行,数据录 入时一定要认真仔细,数据库中一个小的错误就会给运行带来极大的麻烦,如造成显示错 误、操作不当甚至死机故障。 1.3控制算法组态 控制算法组态指的是将系统设计时规定的模拟量控制、开关量控制等功能用DCS算法予以实现。 本设计以主汽温度串级控制策略为对象,并且模拟控制对象,构成闭环回路,完成这些控制算法的组态工作。 1.4操作员站显示画面组态 运行人员主要通过操作员站画面来观察生产过程运行情况,并通过画面提供的软操作器来干预生产过程,因此画面设计是否合理、操作是否方便都会对运行产生重要影响。 本设计要求设计关于主汽温控制的简单流程图画面、趋势画面、参数显示画面、操作画面,并把有关的动态点同控制算法连接起来。 1.5报警显示 在数据库中进行温度报警值设置,在运行界面中显示报警窗口。
1.硬件介绍 1.1 DCS系统的简单介绍 DCS集散控制系统(Distributed Control System)是一位微处理器技术为基础的集中分散性控制系统。自20世纪七十年代中期第一代集散控制系统问世以来,集散控制系统已近在工业领域得到广泛的应用。 集散控制系统的主要特点是集中管理、分散控制。随着计算机技术的发展。网络技术已近使集散控制系统不仅用于分散控制,而且向集中管理发展。除了系统向上扩展,组成系统MES 系统和ERP系统外,系统也向下分散,组成FCS现场总线控制系统。因此集散系统的定义为:是一类分散控制,集中管理的共用控制。共用显示的开放的仪表计算机控制系统。 1.1.1学校DCS系统的简单介绍 学校DCS实验室的现场图1,如下图1-1 学校DCS现场图2,如下图1-2
介绍学校DCS实验室 学校为了能在2011年升本,借鉴了其他学校升本经验,以及结合教学联系实际,建立实验室。下面我只针对DCS实验室做一个简单的介绍。 DCS是为了方便学生了解工厂生产系统,以及模拟真实环境下工厂原料的加工。以后,在进入工厂,不会在不了解工厂,不知道工厂是干什么的? 集散控制系统的硬件基本组成 1)硬件基本组成 一个最基本的DCS应包括四个大的组成部分:至少一台现场控制站,至少一台操作员站,一台工程师站(也可利用一台操作员站兼做工程师站),一条系统网络。 除了上述四个基本的组成部分之外,DCS还可包括完成某些专门功能的站、扩充生产管理和信息处理功能的信息网络。以及实现现场仪表、执行机构数字化的现场总线网络。(一)工程师站(Engineer Station ,ES): 主要给仪表工程师使用,作为系统设计和维护的主要工具。仪表工程师可在工程师站上进行系统配置、I/O 数据设定、报警和打印报表设计、操作画面设计和控制算法设计等工作。一般每套系统配置一台工程师站即可。工程师站可以通过网络连人系统,在线(On Line) 使用, 比如在线进行算法仿真调试, 也可以不连人系统,离线(Off-Line) 运行。基本上在系统投运后,工程师站就可以不再连人系统甚至不上电。 (二)操作员站(Operator Station ,OS):主要给运行操作工使用,作为系统投运后日常值班操作的人机接口(Man Machine Interface ,MMI)设备使用。在操作员站上,操作人员可以监视工厂的运行状况并进行少量必要的人工操作控制。每套系统按工艺流程的要求,可以配置多台操作员站,每台操作员站供一位操作员使用,监控不同的工艺过程,或者多人备份同时监控相同的工艺过程。有的操作员人机接口还配置大屏幕(占一面墙)显示。 (三)系统服务器(System Server): 一般每套DCS系统配置一台或一对冗余的系统服务器。系统服务器的用途可以有很多种,各个厂家的定义可能有差别。总的来说,系统服务器可以用做:(1)系统级的过程实时数据库,存储系统中需要。长期保存的过程数据。(2)向企业MIS (Management Information System) 提供单向的过程数据,此时为区别慢过程的MIS 办公信息,将安装在服务器上的过程信息系统称为REAL MIS,即实时管理信息系统,因为它提供的 是实时的工艺过程数据。(3) 作为DCS系统向别的系统提供通信接口服务并确保系统隔离