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集散控制系统复习题

1.微处理器，集中管理和分散控制

集散控制系统是以为基础的集中分散型控制系统。集散控制系统的主要特点是和。

2.分散过程控制装置、操作管理装置和通信系统

集散控制系统基本构成由、、、组成。

3.多层结构、多级结构和多重结构

分级递阶控制系统结构分为、、组成

4.可移植性、可操作性、可适宜性和可用性

开放系统的标志是、、和。

5.同步运转方式、待机运转方式、后退运转方式和多级操作方式

常用的冗余方式有、、和。

6.）

7.执行器传感器现场总线、设备现场总线和全服务现场总线

现场总线可分为、和。

8.开放性、智能化、互操作性、环境适应性、分散控制

现场总线的特点是、、和。

9.标准化、OPC技术、设备描述技术

保证互操作性的措施有、和等。

10.可靠性、易操作性、可组态性、可扩展性、实时性、环境适应性、开放性和经

济性

集散控制系统的性能评估指标有、、、、和等。

11.可靠度、平均无故障时间MTBF、到发生故障的平均时间MTTF、故障率

集散控制系统的可靠性指标有、、等。

12.·

13.系统运行不易发生故障的设计、系统运行不受故障影响的设计、能迅速排除故

障的设计

集散控制系统可靠性设计三准则是、和。14.系统组态、控制组态、画面组态

集散控制系统的组态包括、和。

15.输入、输出类功能模块、控制算法类功能模块、运算类功能模块、信号发生器

类功能模块、转换类功能模块、信号选择和状态类功能模块

功能模块按功能分类，通常可分为、、、和等类。

16.实时趋势和历史趋势

趋势画面包括和两类。

17.媒体存取控制指节点在向通信媒体存信息或从通信媒体取信息时的控制规则媒体存取控制指在向通信媒体信息或从通信媒体信息时的控制规则。

18.】

19.采样频率应不小于原系统最高频率的两倍

香农（Shannon）定理规定采样频率应。

20.一阶低通滤波、一阶高通滤波、递推平均（加权）滤波、程序判别滤波

软件滤波采用计算方法，常用软件滤波有、和

等。

21.不计算仪表比值系数，不进行仪表系数的转换，大于

用计算机控制装置实现比值控制时，不计算，不进行，也没有K 1等问题。

22.积分分离和削弱积分

与模拟控制算法比较，数字控制算法对积分算法的改进有和等。

23.时间顺序控制系统、逻辑顺序控制系统和条件顺序控制系统

顺序逻辑控制系统分为、和三种。

24./

25.资源模块、转换器模块和功能模块

现场总线设备的模块分为三种类型，即、和。

26.设定值计算、输出计算和反馈回路中的输出计算

功能模块参数的计算包括、和等。

27.差、大于、下限限幅和电信号转换为气信号

功能图描述符号Δ、>、≮和I/P分别表示、、和等。

28.温度记录控制器、流量计算器、液位指示控制器、压力变送器

过程检测和控制流程图用文字符号中，TRC-210、FO-103、LIC-101、PT-104分别表示温度记录控制功能、、和功能。

29.等电位连接的目的是减小信息设备之间和信息设备与金属部件之间的电位差等电位连接的目的是。

30.[

31.屏蔽、滤波、接地、合理布线和选择电线等

抗电磁干扰措施主要有、、和等。

32.偏离表法、矩阵表法

常用的集散控制系统评估方法有和。

33.仪表盘操作方式和显示屏操作方式

集散控制系统的操作方式分为和。

34.组态软件由系统开发环境和系统运行环境两大部分组成

组态软件由和两大部分组成

35.实时性、易操作性、灵活性、可靠性和安全性

集散控制系统对人机交互系统的要求是、、和等。

36.|

37.系统组态包括硬件和软件组态

集散控制系统的组态包括和。

38.确认和消声操作

报警处理的操作包括和操作。

39.对数据库内数据进行存储和管理，数据描述、数据操纵、数据库的保护、数据

库建立和维护

数据库管理系统是的软件系统。它的主要功能有、、和。

40.从逻辑功能看，计算机网络分为资源子网和通信子网

从逻辑功能看，计算机网络分为和。

41.传输二进制数据分并行传输和串行传输两种模式，串行传输又分异步和同步传

输两类

通信链路传输二进制数据分和传输，串行传输又分和传输两类

42.*

43.双绞线、同轴电缆和光缆

常用的通信传输媒体有、和。

44.电路交换、报文交换、分组交换和快速分组交换

常用的通信交换技术有、和等。

45.只能检测错误不能纠正差错的抗干扰编码称为检错码，具有自动纠正差错功能

的抗干扰编码称为纠错码。奇偶校验码、纵向冗余校验码和循环冗余校验码，

循环冗余校验码

差错控制中，的抗干扰编码称为检错码，的抗干扰编

码称为纠错码。常用的校验码为、和等，集散

控制系统提出采用。

46.实时性好，动态响应快、可靠性高、适应恶劣的工业现场环境、开放系统互连

和互操作性

集散控制系统的控制网络具有、、和

特点。

47.客户接口和自动化接口

OPC规范为OPC服务器规定和两种接口。

48.{

49.平衡驱动差分电路，接收器输入电压是输入导线上电压之差，32

EIA-485标准特点是用电路，接收器输入电压是之差。它适用

于互连。最多可挂接个站点。

50.50Ω基带同轴电缆作为通信媒体。数据传输速率是10Mbps

以太网物理层采用Ω基带同轴电缆作为通信媒体。数据传输速率是。

51.TCP连接包括三个状态：连接建立、数据传送和连接终止

TCP连接包括三个状态：、和。

52.资源模块、转换器模块和功能模块实现所需的控制和计算等功能

现场总线控制系统中，用模块实现工程应用。每个模块由、

和实现所需的控制和计算等功能

名词解释：

1 分散控制

。

2 蓝牙技术

3 现场总线设备

4 输入输出卡件

5 MTBF

6 MTTF

7 操作透明度

8 组态

9总线型网络结构

10 环形网络结构

11 主从网络结构

）

12 人机交互

13 流量控制

14 集散控制系统

15 OPC技术

16 串级控制系统

17 现场总线

简述题

1集散控制系统的优点

2 分散过程控制装置的功能及特点

3 集中操作和管理系统的功能和特点

4 在集散控制中，分散控制结构表现在哪些方面

5 整体式分散过程控制装置的特点

6 分离式分散过程控制装置的特点

7 试述可靠性的定义，并说明广义可靠性和狭义可靠性的区别

8 集散控制系统中通常对哪些部件要采用冗余结构

9 集散控制系统的可扩展性主要变现在哪里

10简述数字滤波常用的方法

11 集散控制系统实现前馈控制系统时，为什么可以不设置偏置值

12 现场总线控制系统中，要实现一个单回路控制至少要哪些现场总线设备现

场总线设备内应含有哪些功能模块

13集散控制系统设计时，对接地电阻有什么要求

}

14 集散控制系统主要的电磁干扰源有哪些

15 在功能图设计中，图形符号的相切表示什么

16集散系统的组态包括哪些

17 ISO/OSI参考模型分哪些层

18 ISA SP100规范将自动化应用分为几类，目前主要应用的是哪几类

19 以太网分为几层，物理层有什么功能

20循环冗余码的工作原理

设计分析题

1.以下为一标准的DCS控制系统的模拟量数据处理过程，请对其数据处理

过程进行详细的分析说明。（15分）

2.某原料加热自动控制系统如下图所示，请指出该控制系统的被控变量和

控制变量。分析加热自动控制系统的控制流程，并画出该控制系统的控

制框图。

3．绘制单回路控制系统的功能图，说明各组成部分的功能。绘制采用现场总线仪表实现单回路控制系统的组态图。

4：绘制串级控制系统的功能图，说明各组成部分的功能。

5：温度变送器输入量程是200-500℃，输出量程范围是4~20mA，模数转换精度是12位，计算温度是350℃时模数转换的输出。

（

集散控制系统试卷及答案(2012)

昆明理工大学试卷（）B5-1 考试科目：集散控制系统考试日期：命题教师：学院：信自专业班级：自动化07、测控07 学生姓名：学号：任课教师：课序号：考试座位号：一、填空题(共32 分，每空1分) 1、DCS 设计思想是分散________、集中________，设计原则是分而 ________、综合________。 2、一个典型的DCS应该包括四大部分组成：至少一台___________站，至少一台___________站，一台___________站（也可以兼做）和一条通信系统。 3、在DCS操作站的画面体系中有___________、____________及______________这三种类型的显示画面。 4、DCS 控制层软件的基本功能可以概括为__________________、____________、____________、及I/O 数据的输出。 5、现场总线是自动化领域的通信、网络技术, 也被称之为工厂的____________。 6、集散控制系统是___________、___________、___________、___________技术（简称四C技术）发展的产物。

B5-2 7、发送装置和接收装置之间的信息传输通路称为___________，它包括 ___________和有关的中间设备。 8、DCS中报警优先级由高到底依次是：___________、___________、___________、___________和___________。 9、集散控制系统中，各种在组态中定义的回路控制算法、顺序控制算法、计算功能均在____________中实现。 10请列出主要DCS 生产厂家及产品①厂家:____________产品:____________ ②厂家:____________产品:____________③厂家:____________产品:____________。二、名词解释(12分,每题3分) 1、实时 2、在线 3、集散控制系统

集散控制系统期末考试试题库及答案解析(1)

集散控制系统期末考试试题库及答案解析一、填空 4. TDC3000系统中，一条LCN网最多可连40 个模块，通过扩大器可连64 个模块。 5. CS3000系统主要由操作站、现场控制站、工程师站、通信总线、通信网关等部分组成。 7.现场总线是一种数字式、双向传输、多分支结构、计算机局部网络的底层控制网络。 9.现场总线的基本设备有现场总线变送器、温度变送器、电流-现场总线转换器、现场总线-电流变换器等。 10. PROFIBUS现场总线的组态软件是STEP7。 11.计算机控制系统由:工业控制机生产过程组成。 12.计算机控制系统按参与控制的计算机不同，可分为工业控制机控制系统、PLC控制、单片机控制 20. CS3000集散控制系统的FCS有标准型、扩展型、紧凑型三种。 22.计算机控制系统按其结构不同可分为集中结构、分散结构大类。 23.集散控制系统由:工业控制机、通信网络、现场检测控制设备大部分组成。 25.集散控制系统又称为分散控制系统，英文简称DCS ，现场总线控制系统简称为FCS 。

二、名词解释数据采集系统：计算机只承担数据的采集和处理，而不直接参与控制。直接数字控制系统：计算机既采集数据，又对数据进行处理，并按照一定的控制规律进行运算，其结果经输出通道作用到控制对象，使被控变量符合要求。现场总线控制系统：利用现场总线将分布在工业现场的各种智能设备和I/O单元方便的连接在一起构成的系统。实时控制：计算机在规定的时间内完成数据的采集、、计算和输出。传输速率：单位时间内通信系统所传输的信息量，一般以每秒种能够传输的比特数来表示，其单位是bps。计算机控制系统：利用计算机来实现工艺过程自动控制的系统。集散控制系统：是一种操作显示集中、控制功能分散、采用分级分层结构形式、局部网络通信的计算机综合控制系统。现场总线：连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。组态：利用软件工具将计算机的软硬件及各种资源进行配置，使其按预定的功能实现特定的目的。串行传输：把数据逐位依次在信道上进行传输的方式。通信协议：通信双方共同遵守的规则，包括语法、语义、时序。监督计算机控制系统：简称SCC系统，是一种两级微型计算机控制系统，其中DDC级计算机完成生产过程的直接数字控制。分级控制系统：由多台计算机完成不同的控制功能和对多个设备的控制，其特点是控制分散、危险分散。模拟通信：通信系统中所传输的是模拟信号，通常采用0-10m A DC或4-20m A DC电流信号传输信息。数字通信：通信系统中所传输的是数字信号。并行传输：把数据多位同时在信道上进行传输的方式。开放系统互连参考模型：信息处理领域内最重要的标准之一，是一种框架模型，它将开发系统的通信功能分为七层，描述了各层的意义及各层的命名和功能。六、问答题 1.操作站的主要功能：为过程显示和控制、系统生成与诊断、现场数据的采集和恢复显示等。工程师站的主要功能：控制系统组态的修改、控制参数的调试监控计算机的主要功能：在车间管理级与过程优化级之间起到信息传递的作用，同时可对信息进行优化计算，为系统决策提供参考。 2.组态设计的一般步骤如下：（1）组态软件的安装按照要求正确安装组态软件，并将外围设备的驱动程序、通信协议等安装就绪。（2）工程项目系统分析首先要了解控制系统的构成和工艺流程，弄清被控对象的特征，明确技术要求，然后再进行工程的整体规划，包括系统应实现哪些功能、需要怎样的用户界面窗口和哪些动态数据显示、数据库中如何定义及定义哪些数据变量等。

集散控制系统试题库

填空1.1975年，世界上第一套集散控制系统由Honeywell公司首先向市场推出，其型号是TDC2000。2. 操作站的基本功能包括显示、操作、报警、系统组态、系统维护和报告生成。 3. OSI参考模型的七层分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。 4.TDC3000系统中，一条LCN网最多可连40个模块，通过扩大器可连645个模块。 5. CS3000系统主要由操作站、现场控制站、工程师站、通信总线和通信网关等部分组成。 6.MACS现场控制站由控制机笼、主控制器、电源模块、智能I/O模块、端子模块、通信网络、控制机柜等部分组成。 7. 现场总线是一种数字式、双向传输、多分支结构和计算机局部网络的底层控制网络。 8. 典型的现场总线有Profibus、CAN、FF等。 9. 现场总线的基本设备有现场总线变送器、温度变送器、电流-现场总线转换器和现场总线-电流变换器等。10. PROFIBUS现场总线的组态软件是STEP711。11. 计算机控制系统由工业控制机和生成过程两大部分组成。12. 计算机控制系统按参与控制的计算机不同，可分为工业控制机控制系统、PLC控制和单片机控制。13. 集散控制系统是计算机技术、控制技术、显示技术和通信技术相结合的产物。14. 计算机网络的拓扑结构主要有总线型、星型、环型、树型和网状型。 15. JX-300X集散控制系统控制站卡件有主控制卡、数据转发卡和I/O卡。16. JX-300X DCS 的基本组态软件是sckey，实时监控软件是Advantrol/Advantrol-Pro17. 现场控制站的基本功能包括反馈控制、逻辑控制、顺序控制、批量控制、数据采集与处理和数据通信。18. TPS集散控制系统的网络类型主要有工厂信息网路PIN、TPS过程控制网络TPN和万能控制网络UCN。19. TDC3000集散控制系统的万能控制网UCN上挂接着过程管理站PM、先进过程管理站APM、万能控制网络UCN等。20. CS3000集散控制系统的FCS有标准型、扩展型和紧凑型三种。21. MACS通信网络主要分系统网络SNET、监控网络MNET和企业管理网ENET层次。22. 计算机控制系统按其结构不同可分为集中结构和分散结构两大类。23. 集散控制系统由工业控制机、通信网络和现场检测控制设备三大部分组成。24. 常用的通信介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。25. 集散控制系统又称为分散控制系统英文简称DCS，现场总线控制系统简称为FCS。26. 集散控制系统的设计思想为集中管理、分散控制。27. JX-300X DCS的通信网络主要有SBUS总线、过程控制网SC netII和信息管理网EYHERNET三个层次。 28.TDC3000系统的三种通信网络主要是局部控制网LCN、万能控制网UCN和数据高速通道DHW。29. TPS集散控制系统中，一个HPMM最多能安装40块IOP和40块后备IOP。30. CS3000系统RIO标准型FCS中，一个FCU最多连1031个节点。31. MACS系统主要由网络、工程师站、操作员站、高级计算站、管理网网关、系统服务器、现场控制站、通信控制站等部分组成。31.集散控制系统的设计一般分为方案论证、方案设计、工程设计和系统文件设计四个

过程控制与集散系统课后习题答案

r t 1 y 3 y ) (∞y s t y 图1.3 过程控制系统阶跃响应曲线 1-1过程控制系统中有哪些类型的被控量温度、压力、流量、液位、物位、物性、成分 1-2过控系统有哪些基本单元构成，与运动控制系统有无区别被控过程或对象、用于生产过程参数检测的检测仪表和变送仪表、控制器、执行机构、报警保护盒连锁等其他部件过程控制，是一种大系统控制，控制对象比较多，可以想象为过程控制是对一条生1-4衰减比和衰减率衰减比等于两个相邻同向波峰值之比。衡量振荡过程衰减程度的指标。衰减率是经过一个周期以后，波动幅度衰减的百分数。衡量振荡过程衰减程度的另一种指标。一般希望过程控制系统的衰减比η=4:1～10:1,相当于衰减率Ψ=0.75到0.9。若衰减率Ψ =0.75,大约振荡两个波系统进入稳态。 1-5最大动态偏差和超调量有何异同最大动态偏差是指在阶跃响应中，被控参数偏离其最终稳态值的最大偏差量，表现在过渡过程开始的第一个波峰（y1）。最大动态偏差是衡量过程控制系统动态准确性的指标。超调量为最大动态偏差占被控量稳态值的百分比。余差是指过渡过程结束后，被控量新的稳态值与设定值的差值。余差是过程控制系统稳态准确性的衡量指标。调节时间ts 是从过渡过程开始到结束的时间。理论上应该为无限长。一般认为当被控量进入其稳态值的5%范围内所需时间就是调节时间.调节时间是过程控制系统快速性的指标。振荡频率β是振荡周期的倒数。在同样的振荡频率下，衰减比越大则调节时间越短；当衰减比相同时，则振荡频率越高，调节时间越短。振荡频率在一定程度上也可作为衡量过程控制系统快速性的指标。过程控制的目标安全性稳定性经济性过程工业的特点强调实时性和整体性/全局优化的重要性/安全性要求过程控制系统的特点 / 被控过程的多样性 / 控制方案的多样性/被控过程属慢过程、多参数控制/定值控制/过程控制多种分类方法过程控制系统的性能指标/稳定性、准确性/快速性 2-1什么是对象的动态特性，为什么要研究它研究对象特性通常以某种形式的扰动输入对象，引起对象输出发生相应的变化，这种变化在时域或者频域上用微分方程或者传递函数进行描述，称为对象的动态特性。动态特性：被控参数随时间变化的特性y(t) 研究被控对象动态特性的目的是据以配合合适的控制系统，以满足生产过程的需求。 2-2描述对象动态特性的方法有哪些参数描述法 /传递函数描述/差分方程描述/状态空间描述非参数描述法---响应曲线/阶跃响应/脉冲响应/频率响应/噪声响应:白噪声、M 序列 2-3过控中被控对象动态特性有哪些特点 1)对象的动态特性是不振荡的 2）对象动态特性有延迟 3）被控对象本身是稳定的或中性稳定的 2-4单容对象放大系数K 和时间常数T 各与哪些因素有关，K 、T 大小对动态特性的影响 T 反映对象响应速度的快慢 K 是系统的稳态指标/K 大，系统的灵敏度高 2-5对象的纯滞后时间产生的原因是什么纯延迟现象产生的原因是由于扰动发生的地点与测定被控参数位置有一定距离。具有自平衡能力的双容对象的传递函数1 )()()()(21221+++= ??= s T T s T T K s U s H s G 有纯延迟时 s e s T T s T T K s U s H s G 01 )()()()(21221τ-+++=??= 具有自平衡能力的多容对象若还有纯延迟 4 PID 调节原理 4-1，P 、I 、D 控制规律各有何特点，那些是有差、无差调节，为了提高控制系统的稳定性，消除控制系统的误差，应该选择那些调节规律 P 调节中，调节器的输出信号u 与偏差信号e 成比例 u = Kp e P 调节对偏差信号能做出及时反应，没有丝毫的滞后有差调节,(放大系数越小，即比例带越大，余差就越大) 比例带δ大,调节阀的动作幅度小，变化平稳，甚至无超调，但余差大，调节时间也很长比例调节的特点：（1）比例调节的输出增量与输入增量呈一一对应的比例关系，即：u = K e （2）比例调节反应速度快，输出与输入同步，没有时间滞后，其动态特性好。（3）比例调节的结果不能使被调参数完全回到给定值，而产生余差。若对象较稳定,则比例带可选小些，这样可以提高系统的灵敏度，使反应速度加快积分调节（I 调节) 调节器的输出信号的变化速度du/dt 与偏差信号e 成正比，或者说调节器的输出与偏差信号的积分成正比，只要偏差存在，调节器的输出就会不断变化积分调节作用能自动消除余差./无差调节稳定作用比P 调节差滞后特性使其难以对干扰进行及时控制增大积分速度，调节阀的速度加快，但系统的稳定性降低微分调节（D 调节）调节器的输出u 与被调量或其偏差e 对于时间的导数成正比微分调节只与偏差的变化成比例，变化越剧烈，由微分调节器给出的控制作用越大微分调节主要用于克服调节对象有较大的传递滞后和容量滞后 012345678 0.20.40.60.811.2 1.41.61.8Step Response Time (sec) A m p l i t u d e K=0.2K=1K=10K=100 调节作用用以减少偏差。比例作用大，可以加快调节，减少误差但是过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。 Time (sec) A m p l i t u d e Ti=1Ti=5Ti=10Ti=inf 积分调节作用：是使系统消除稳态误差，提高无差度。因为有误差，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti ，Ti 越小，积分作用就越强。反之Ti 大则积分作用弱。加入积分调节可使系统稳定性下降，动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合，组成PI 调节器或PID 调节器。 Time (sec) A m p l i t u d e Td=0.5Td=1Td=10Td=0 微分调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作 % 100) (1 ?∞=y y σ)()(∞-=∞y r e 31y y =η1 3 1 y y y -=ψp π β2=

仪表DCS集散控制系统介绍

仪表DCS集散控制系统介绍集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。集散控制系统一般有以下四部分组成：现场控制级:又称数据采集装置，主要是将过程非控变量进行数据采集和预处理，而且对实时数据进一步加工处理，供CRT操作站显示和打印，从而实现开环监视，并将采集到的数据传输到监控计算机。输出装置在有上位机的情况下，能以开关量或者模拟量信号的方式，向终端元件输出计算机控制命令。这一个级别直接面对现场，跟现场过程相连。比如阀门、电机、各类传感器、变送器、执行机构等等。它们都是工业现场的基础设备、同样也是DCS的基础。在DCS系统中，这一级别的功能就是服从上位机发来的命令，同时向上位机反馈执行的情况。拿军队来举例的话，可以形容为最底层的士兵。它们只要能准确地服从命令，并且准确地向上级汇报情况即完成使命。至于它与上位机交流，就是通过模拟信号或者现场总

线的数字信号。由于模拟信号在传递的过程或多或少存在一些失真或者受到干扰，所以目前流行的是通过现场总线来进行DCS信号的传递。过程控制级:又称现场控制单元或基本控制器，是DCS系统中的核心部分。生产工艺的调节都是靠它来实现。比如阀门的开闭调节、顺序控制、连续控制等等。上面说到现场控制级是“士兵”，那么给它发号施令的就是过程控制级了。它接受现场控制级传来的信号，按照工艺要求进行控制规律运算，然后将结果作为控制信号发给现场控制级的设备。所以，过程控制级要具备聪明的大脑，能将“士兵”反馈的军情进行分析，然后做出命令，以使“士兵”能打赢“战争”。这个级别不是最高的，相当于军队里的“中尉”。它也一样必须将现场的情况反馈给更高级别的“上校”也就是下面讲的过程管理级。过程管理级:DCS的人机接口装置，普遍配有高分辨率、大屏幕的色彩CRT、操作者键盘、打印机、大容量存储器等。操作员通过操作站选择各种操作和监视生产情况、这个级别是操作人员跟DCS交换信息的平台。是DCS 的核心显示、操作跟管理装置。操作人员通过操作站来监视和控制生产过程，可以通过屏幕了解到生产运行情况，了解每个过程变量的数字跟状态。这一级别在军队中算是很高的“上校”了。它所掌握的“大权”可以根据需要随时进行手动自动切换、修改设定值，调整控制信号、操纵现场设备，以实现对生产过程的控制。

集散控制系统复习题

集散控制系统是以微处理器为基础的集中分散型控制系统。集散控制系统的主要特点是集中管理和分散控制。 2. 集散控制系统基本构成由分散过程控制装置、操作管理装置和通信系统组成。3. 分级递阶控制系统结构分为多层结构、多级结构和多重结构组成 4. 开放系统的标志是可移植性、可操作性、可适宜性和可用性。 5. 常用的冗余方式有同步运转方式、待机运转方式、后退运转方式和多级操作方式。6. 现场总线可分为执行器传感器现场总线、设备现场总线和全服务现场总线。 7. 现场总线的特点是开放性、智能化、互操作性、环境适应性、分散控制。 8. 保证互操作性的措施有标准化、OPC技术、设备描述技术等。 9. 集散控制系统的性能评估指标有可靠性、易操作性、可组态性、可扩展性、实时性、环境适应性、开放性和经济性等。 10. 集散控制系统的可靠性指标有可靠度、平均无故障时间MTBF、到发生故障的平均时间MTTF、故障率等。 11. 集散控制系统可靠性设计三准则是系统运行不易发生故障的设计、系统运行不受故障影响的设计、能迅速排除故障的设计。 12. 集散控制系统的组态包括系统组态、控制组态、画面组态。 13. 功能模块按功能分类，通常可分为输入、输出类功能模块、控制算法类功能模块、运算类功能模块、信号发生器类功能模块、转换类功能模块、信号选择和状态类功能模块等类。 14. 趋势画面包括实时趋势和历史趋势两类。 15. 媒体存取控制指节点在向通信媒体存信息或从通信媒体取信息时的控制规则。 16. 香农（Shannon）定理规定采样频率应采样频率应不小于原系统最高频率的两倍。 17. 软件滤波采用计算方法，常用软件滤波有一阶低通滤波、一阶高通滤波、递推平均（加权）滤波、程序判别滤波等。

集散控制系统复习题

1.】 2.微处理器，集中管理和分散控制集散控制系统是以为基础的集中分散型控制系统。集散控制系统的主要特点是和。 3.分散过程控制装置、操作管理装置和通信系统集散控制系统基本构成由、、、组成。 4.多层结构、多级结构和多重结构分级递阶控制系统结构分为、、组成 5.可移植性、可操作性、可适宜性和可用性开放系统的标志是、、和。 6.) 7.同步运转方式、待机运转方式、后退运转方式和多级操作方式常用的冗余方式有、、和。 8.执行器传感器现场总线、设备现场总线和全服务现场总线现场总线可分为、和。 9.开放性、智能化、互操作性、环境适应性、分散控制现场总线的特点是、、和。 10.标准化、OPC技术、设备描述技术保证互操作性的措施有、和等。 11.： 12.可靠性、易操作性、可组态性、可扩展性、实时性、环境适应性、开放性和经济性集散控制系统的性能评估指标有、、、、和等。 13.可靠度、平均无故障时间MTBF、到发生故障的平均时间MTTF、故障率集散控制系统的可靠性指标有、、等。 14.系统运行不易发生故障的设计、系统运行不受故障影响的设计、能迅速排除故障的设计集散控制系统可靠性设计三准则是、和。 15.系统组态、控制组态、画面组态集散控制系统的组态包括、和。 16.| 17.输入、输出类功能模块、控制算法类功能模块、运算类功能模块、信号发生器类功能模块、转换类功能模块、信号选择和状态类功能模块功能模块按功能分类，通常可分为、、、和等类。 18.实时趋势和历史趋势趋势画面包括和两类。 19.媒体存取控制指节点在向通信媒体存信息或从通信媒体取信息时的控制规则媒体存取控制指在向通信媒体信息或从通信媒体信息时的控制规则。 20.采样频率应不小于原系统最高频率的两倍香农（Shannon）定理规定采样频率应。 21.*

计算机控制系统试题及答案

计算机控制系统试卷一答案一、简答题（每小题5分，共50分） 1、画出典型计算机控制系统的基本框图。答：典型计算机控制系统的基本框图如下： 2、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？答 (1) 周期采样指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。 (2) 同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。 (3) 非同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步采样。 (4) 多速采样如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。 (5) 随机采样若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。 3、简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。答：(1)比例调节器：比例调节器对偏差是即时反应的，偏差一旦出现，调节器立即产生控制作用，使输出量朝着减小偏差的方向变化，控制作用的强弱取决于比例系数K P。比例调节器虽然简单快速，但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。加大比例系数K P可以减小静差，但是K P过大时，会使系统的动态质量变坏，引起输出量振荡，甚至导致闭环系统不稳定。 (2)积分调节器：为了消除在比例调节中的残余静差，可在比例调节的基础上加入积分调节。积分调节具有累积成分，只要偏差e不为零，它将通过累积作用影响控制量u，从而减小偏差，直到偏差为零。积分时间常数T I大，则积分作用弱，反之强。增大T I将减慢消除静差的过程，但可减小超调，提高稳定性。引入积分调节的代价是降低系统的快速性。 (3)微分调节器：为加快控制过程，有必要在偏差出现或变化的瞬间，按偏差变化的趋向进行控制，使偏差消灭在萌芽状态，这就是微分调节的原理。微分作用的加入将有助于减小超调，克服振荡，使系统趋于稳定。 4、线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？答：线性离散控制系统稳定的充要条件是：闭环系统特征方程的所有根的模｜z i｜<1，即闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。 5、为什么会出现比例和微分饱和现象？答：当给定值发生很大跃变时，在PID增量控制算法中的比例部分和微分部分计算出的控制增

集散控制系统原理及应用1上课讲义

集散控制系统原理及应用1

题型：填空 51*1′；解答；综合；计算复习范围： 1、集散控制系统有什么优点？为什么集散控制系统要分散控制，集中管理？答：集散控制系统，与模拟电动仪表比较，它具有连接方便、采用软连接方法时控制策略更改容易、显示方式灵活、显示内容多样、数据储存量大等优点；与计算机集中控制系统比较，它具有操作监督方便、危险分散、功能分散等优点。分散控制为了分散危险，集中管理为了便于操作管理。 2、开放系统的主要特点是什么？集散控制系统为什么是开放系统？答：开放系统是以规范化与实际存在的接口标准为依据而建立的计算机系统、网络系统及相关的通信系统，这些标准可为各种应用系统的标准平台提供软件的可移植性、系统的互操作性、信息资源管理的灵活性和更大的用户可选择性。集散控制系统的开放性表现在下列方面：○1可移植性；○2可操作性；○3可适应性；○4可用性； 3、集散控制系统的发展方向是什么？信息化和集成化与集散控制系统的关系是怎样的？答：向上整合企业信息网，管控一体化；向下集成现场总线控制系统，全数字化控制、解决控制系统的“孤岛”现象。 4、现场总线控制系统与集散控制系统之间是如何统一在分散控制、集中管理的特点的？ 5、目前，无线连接是否能够替代现场总线？还存在什么问题？答：不能。 6、网络化指什么？答：网络化分为工业以太网和仪表网络化。仪表网络化是实现工业控制网络的关键，网络化仪表除具有常规仪表各种功能外，还带有通信功能，可以通过通信线路直接实现与计算机联网通信，仪表网络化系统不受时间和地域限制，安装简单方便，数据传输稳定可靠。 7、功能安全指什么？答：按照IEC61508定义的功能安全为：与受控设备（EUC）或受控设备的控制系统（或过程）有关的整体安全的组成部分，它决定于电气/电子/可编程设备（E/E/PE）安全相关系统、其他技术安全相关系统和外部风险降低设施功能的正确执行。 8、试述集散控制系统的基本构成和各层的主要功能答：集散控制系统都由三大基本部分组成：即分散过程控制装置部分、集中操作管理系统部分、通信系统部分。现场控制级：实时采集过程数据，将数

DCS系统试题及答案

DCS 系统一、填空（共23题）： 1、一个最基本的DCS应包括四个大的组成部分：控制站、操作员站、工程师站、网络。 2、DCS的软件构成包括控制层软件、监控软件、组态软件。 3、过程检测和控制流程图用文字符号中，TRC-210、LIC-101、PT-104分别表示温度记录控制功能、液位指示控制器和压力变送器功能。 4、趋势画面包括实时趋势和历史趋势两类。 5、集散控制系统的组态包括硬件组态和软件组态。 6、我厂使用的DCS系统有横河CS3000、浙大中控ECS-100。 7、集散控制系统是以微处理器为基础的集中分散型控制系统，集散控制系统的主要特点是集中管理和分散控制。 8、接地按其作用可分为保护性接地和功能性接地两大类。 9、模拟量信号包括模拟输入和模拟输出信号。 10、集散型控制系统的回路控制功能由控制站完成。 11、在DCS中，控制算法的编程是在工程师站上完成的，工作人员对现场设备的监视是在操作员站上完成的。 12、浙大中控ECS-100系统中FW243X是主控制卡。 13、操作站的基本功能包括显示、操作、报警、系统组态、系统维护、报告生成。 14、LIAH表示液位指示高报警。 15、PSHH表示压力高高联锁。 16、数字量信号包括数字量输入和数字量输出。 17、横河CS3000系统硬件中，卡件AAI143为模拟量输入卡，AAI543为模拟量输出卡。 18、横河CS3000系统硬件中，端子SARM15A为数字量输入卡，SMRT为热电阻输入卡。 19、浙大中控ECS-100系统中，机笼与机笼之间采用DB9线连接，卡件与端子之间采用DB25线连接。 20、浙大中控ECS-100系统中，模拟量输入卡为FW351，模拟量输出端子为TB372。 21、DCS由哪四部份组成：I/O板、控制器、操作站、通讯网络。 22、DCS系统中DI表示数字量输入、DO表示数字量输出、AI表示模拟量输入、AO表示模拟量输出。 23、自动调节系统一般是由被调对象、测量变送、调节器、调节阀四个主要环节组成。二选择题（共22题）： 1、串级调节系统中，副调节器通常选用( B )调节规律。 A、PI B、PID C、PD D、P 2、系统工位号AIC2001表示（ A ）。 A、序号2001的含氧量指示控制 B、序号2001的电流指示控制 C、序号2001的报警指示控制 D、序号2001的位置指示控制 3、联锁系统采用的电磁阀采用（ A ）。 A、通电状态工作 B、断电状态工作 C、任意 D、根据条件 4、DCS 系统在检修或停电后重新上电前，要确认系统连接正常，且接地良好，接地端对地电阻不超过（B ）Ω。 A、1 B、4 C、10 D、30 5、信号回路接地与屏蔽接地（ B ）接地极。 A、应分别安装 B、可共用一个单独的 C、可与电气系统共用 D、A.B.C 6、在DCS中PV，代表的含义是（ A ）。 A、实际值 B、设定值 C、输出信号 D、A.B.C 7、在DCS中SV，代表的含义是（B）。 A、实际值 B、设定值 C、输出信号 D、A.B.C 8、下列不正确的说法是（ D ）。 A、调节器是控制系统的核心部件 B、调节器是根据设定值和测量值的偏差进行PID运算的 C、数字调节器可以接收4－20ｍA电流输入信号 D、调节器设有自动和手动控制功能 9、DCS系统其核心结构可归纳为“三点一线”结构，其中一线指计算机网络，三点分别指（B）。 A、现场控制站、操作员站、数据处理站 B、现场控制站、操作员站、工程师站 C、现场控制站、数据处理站、工程师站 D、数据处理站、操作员站、工程师站 10、DCS开关量位号的数据类型（D）。 A、SFLOAT B、FLOAT C、INT D、BOOL 11、信号回路接地与屏蔽接地（ B ）接地极。 A、应分别安装 B、可共用一个单独的 C、可与电气系统共用 D、A.B.C 12、在DCS中MV，代表的含义是（ C ）。 A、实际值 B、设定值 C、输出信号 D、A.B.C 13、浙大中控报表事件中代码 getcurmin() mod 5=0表示（ B ）打印一次。 A、5秒钟 B、5分钟 C、1小时 D、5小时

集散控制系统(DCS)复习题及答案

集散控制系统（DCS）复习题及答案一填空 1，集散型控制系统采用危险分散、控制分散，而操作和管理集中的基本设计思想，形成“分散控制、集中管理”的结构形式，适应现代化的生产和管理要求。 2，集散型控制系统是计算机(Computer) 、通信(Communication )、CRT 显示和控制(Control ) 技术( 简称四C 技术) 发展的产物。 3，集散型控制系统的回路控制功能由现场控制站完成。 4，集散型控制系统中所有的现场控制站、操作员站均通过数字通信网络实现连接。 5，集散型控制系统中PCU指过程控制单元，PIU指过程接口单元，DH指高速数据通路，OS指操作员站，MC指管理计算机。 6，试列举三个典型的DCS系统和利时公司MACSII系统，西门子PCS7系统，霍尼韦尔TDC3000系统。7，集散型控制系统发展历程的第二代指1980年到1985年。 8，集散型控制系统按功能分层的层次结构从下至上依次分为直接控制层、操作监控层、生产管理层和决策管理层。其中，数据采集是直接控制层的任务，市场和用户分析是决策管理层的任务。 9，一个最基本的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。 10，DCS的软件构成包括控制层软件，监控软件，组态软件。 11，DCS有一系列特点和优点，主要表现在以下六个方面：分散性和集中性、自治性和协调性、灵活性和扩展性、先进性和继承性、可靠性和适应性、友好性和新颖性。 12，在DCS中，控制算法的编程是在工程师站上完成的，工作人员对现场设备的监视是在操作员站上完成的。 13，DCS的数据库在服务器中。 14，通常，控制系统设计人员是通过控制算法组态工具，将存储在控制器中的各种基本控制算法，按照生产工艺要求的控制方案顺序连接起来，并填进相应的参数后下装给控制器，这种连接起来的控制方案称之为用户控制程序，在IEC 61131-3标准中统称为POU S是指程序组织单元(Program Organization Units)。 15，把连续取N个采样值看成一个队列。队列的长度固定为N。每次采样到一个新数据放入队尾,并扔掉原来队首的一次数据(先进先出原则)。把队列中的N个数据进行算术平均运算，这种滤波方法被称作：递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)。 16，列举5种数字滤波方法：算数平均滤波法，递推平均滤波法，中位值滤波法，限幅滤波法，一阶滞后滤波法。 17，现场的开关量信号存在抖动成分，抖动时间一般为4ms～15ms。 19，DCS系统，PLC生产商所应遵循的国际标准是IEC61131，其中，硬件是在第二部分定义，软件是在第三部分定义。 20，IEC 61131-3引入了程序组织单元POU的概念，POU有三类：函数(functions)、功能块(function-blocks)和程序(program)。 21，DCS 数据库管理和处理的数据分为配置数据和动态数据两类。 22，基带传输中可用各种不同的方法来表示二进制数0和1，这被称作数字编码。 23，如图所示数据表示方法，其中平衡、不归零、单极性编码的是C ；非平衡、归零、单极性编码的是 F 。 24，常用的通信传输介质有双绞线，同轴电缆，光缆。 25，列举三种常见的工业现场总线Profibus总线，Modbus总线，CAN总线。 26，系统的可靠性指标通常用概率来定义，常用的有可靠度R(t)、失效率λ(t)、平均故障间隔时间(MTBF)、平均故障修复时间(MTTR)、利用率等。 27，可靠度是一个定量的指标，它是通过抽样统计确定的。

集散控制系统原理及应用复习进程

集散控制系统原理及应用

集散控制系统原理及应用题型：填空 51*1′；解答；综合；计算复习范围： 1、集散控制系统有什么优点？为什么集散控制系统要分散控制，集中管理？答：集散控制系统，与模拟电动仪表比较，它具有连接方便、采用软连接方法时控制策略更改容易、显示方式灵活、显示内容多样、数据储存量大等优点；与计算机集中控制系统比较，它具有操作监督方便、危险分散、功能分散等优点。分散控制为了分散危险，集中管理为了便于操作管理。 2、开放系统的主要特点是什么？集散控制系统为什么是开放系统？答：开放系统是以规范化与实际存在的接口标准为依据而建立的计算机系统、网络系统及相关的通信系统，这些标准可为各种应用系统的标准平台提供软件的可移植性、系统的互操作性、信息资源管理的灵活性和更大的用户可选择性。集散控制系统的开放性表现在下列方面：○1可移植性；○2可操作性；○3可适应性；○4可用性； 3、集散控制系统的发展方向是什么？信息化和集成化与集散控制系统的关系是怎样的？答：向上整合企业信息网，管控一体化；向下集成现场总线控制系统，全数字化控制、解决控制系统的“孤岛”现象。 4、现场总线控制系统与集散控制系统之间是如何统一在分散控制、集中管理的特点的？ 5、目前，无线连接是否能够替代现场总线？还存在什么问题？答：不能。 6、网络化指什么？答：网络化分为工业以太网和仪表网络化。仪表网络化是实现工业控制网络的关键，网络化仪表除具有常规仪表各种功能外，还带有通信功能，可以通过通信线路直接实现与计算机联网通信，仪表网络化系统不受时间和地域限制，安装简单方便，数据传输稳定可靠。 7、功能安全指什么？答：按照IEC61508定义的功能安全为：与受控设备（EUC）或受控设备的控制系统（或过程）有关的整体安全的组成部分，它决定于电气/电子/可编程设备（E/E/PE）安全相关系统、其他技术安全相关系统和外部风险降低设施功能的正确执行。 8、试述集散控制系统的基本构成和各层的主要功能答：集散控制系统都由三大基本部分组成：即分散过程控制装置部分、集中操作管理系统部分、通信系统部分。现场控制级：实时采集过程数据，将数据转换为现场总线数字信号；输出过程操纵命令，实现对过程的操纵和控制；进行直接数字控制；完成与过程装置控制级的数据通信；对现场控制级设备进行监控和诊断。过程装置控制级：实时采集过程数据，进行数据转换和处理；数据的监视和存储；实施连续、离散、批量、顺序和混合控制的运

DCS集散控制系统学习教程

幻灯片1 第二章集散控制系统（D C S）幻灯片2 2.1D C S的形成、发展和特点 2.1.1D C S的概念集散控制系统（D i s t r i b u t e d C o n t r o l S y s t e m）亦称分布式控制系统（简称D C S），是结合多种先进技术而形成的，对生产过程进行集中监测、操作、管理和分散控制的一种控制技术，是随着现代大型工业生产自动化的不断发展和过程控制要求的日益复杂应运而生的一种综合控制系统，是完成过程控制、过程管理的现代化设备。幻灯片3 国外称集散控制系统是4C技术的产物。这4C就是指控制技术（C o n t r o l）、计算机技术（C o m p u t e r）、通信技术（C o m m u n i c a t i o n）、和C R T（C a t h o d e R a y T u b e）技术。 D C S既不同于分散的仪表控制，又不同于集中式计算机控制系统，是4C技术相互渗透发展而产生的。幻灯片4 2.1.2D C S的发展情况过程控制设备的发展历史，大概有以下几个阶段：30年代——机械式仪表现场操作；40年代——大型气动式仪表控制室操作；50年代——气动单元组合仪表控制室操作；60年代——电动单元组合仪表；70年代——集散控制系统。即经过了就地分散控制――模拟仪表集中控制――计算机集中控制――计算机分散控制（D C S）几个阶段。集散控制系统从诞生之日起，已经历了三代，目前的第四代正在发展之中。幻灯片5 ●D C S开创期：1975～1980年 ●代表产品：H o n e y w e l l，T D C2000 ●F O X B O R O，S p e c t r u m ●B a i l y，N-90 ●恒河，C E N T U M 这些第一代的集散控制系统以微处理器为基础的过程控制单元，实现多种控制功能算法，并实现分散控制；采用带显示器的操作站，与过程控制单元分离，实现集中监视、集中操作、信息综合管理；采用较先进的冗余通信系统、用同轴电缆作为传输媒质，实现控制单元与操作站的通信，已具有D C S的基本特点（即分散控制，集中管理），是D C S的雏形。幻灯片6 ●D C S成长过渡期：1980～1985年 ●代表产品：未变 ●第二代的主要特点是在原来产品的基础上进行改进，进一步提高可靠性并扩展和增强了功能。 ●其特点是采用模块化、标准化设计，数据通信向标准化迁移，板级模块化，单元结构化，使之具有更强适应性和可扩充性；新开发的多功能过程控制站、增强型操作站采用了16位C P U及高分辨率C R T技术；通信系统已采用局域网络（从主从式的星形变为总线网络或环网通信），使系统通信围扩大，同时数据传输速率也大大提高；控制功能更加完善，它能实现过程控制、数据采集、顺序控制和批量控制功能。其基本结构由六部分组成，即局域网络、多功能现场控制站、增强型操作站、主计算机、网络连接器和系统管理站等。幻灯片7

集散控制系统与现场总线精彩试题习题及问题详解

本答案仅供参考。第1章绪论 1.1 什么是过程计算机控制系统？它由哪几部分组成？通过具体示例说明。答：它是指由被控对象、测量变送装置、计算机和执行装置构成，以实现生产过程闭环控制的系统，它综合了计算机过程控制和生产工艺过程。例如温度控制系统。 1.2 计算机控制工业生产过程有哪些种类型？答：计算机控制工业生产过程一般有五种类型：操作指导控制系统；直接数字控制系统；监督控制系统；集散控制系统；现场总线控制系统。 1.3 计算机控制系统的硬件一般有哪几大主要组成部分？各部分是怎样互相联系的？其中过程通道有几种基本类型？它们在系统中起什么作用？答：计算机控制系统的硬件一般包括：主机、外部设备、过程输入输出设备。两个过程通道，一个是输入通道，另一个为输出过程通道。输入过程通道包括：A/D通道----把模拟信号转换成数字信号后再输入； DI通道-----直接输入开关量信号或数字量信号。输出过程通道包括：D/A通道----把数字信号转换成模拟信号后再输出； DO通道-----直接输出开关量信号或数字量信号。 1.4 直接数字控制系统的硬件由哪几部分组成？

答：直接数字控制系统的硬件主要有计算机（主机）、过程输入输出通道、操作台和计算机辅助设备组成。如下图所示。 1.5 数字PID 控制算法有几种形式？各有什么特点？答：数字PID 控制算法有位置式、增量式、速度式三种形式。PID 位置式根据偏差计算阀门的位置，PID 增量式根据偏差计算阀门的变化；PID 速度式根据偏差变化程度计算阀门的变化。 1.6 试推导计算机控制系统PI 控制算法的位置式、增量式和速度式。答：模拟PI 控制算法为 ])(1)([)(0?+=t I p dt t e T t e k t u 其中，p k ----比例增益 I T ----积分时间常数在采样周期相当短暂时，用矩形法近似代替积分项∑?=≈k i t i Te dt t e 00)()(，其中T 为采样周期，k 为采样序号。 PI 位置式算法为： x k i I p u i e k k e k k u ++=∑=0)()()(