一、填空题（每空2分，共30分）
1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赛控制。
2集散控制系统基本构成由现场过程控制装置、操作管理装置、通信系统组成。其中分散过程控制装置是DCS的核心，操作管理装置是人—机接口。
3分级递阶控制系统结构分为多层结构、多级结构、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、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、互操作性和分散控制。
8保证互操作性的措施有标准化、OPC技术和设备描述技术等。
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、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和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、控制组态和画面组态。
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、转换类功能模块、信号发生器类功能模块和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、一阶高通滤波和递推平均（加权）滤波、程序判别滤波。
18用计算机控制装置实现比值控制时，不计算仪表比值系数，不进行仪表系数的转换，也没有K大于1等问题。
19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、流量计算器和液位指示控制器、压力变送器功能。
20集散控制系统的操作方式分为仪表盘操作方式和显示屏操作方式。
21组态软件由系统开发环境和系统运行环境两大部分组成
22集散控制系统对人机交互系统的要求是实时性、易操作性、灵活性、可靠性和安全性等。
23集散控制系统的组态包括硬件组态和软件组态。
24从逻辑功能看，计算机网络分为资源子网和软件组态。
25常用的通信传输媒体有双绞线、同轴电缆和光纤。
26集散控制系统的控制网络具有实时性好、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特点。
27集散控制系统的特点：系统结构上分级递阶控制，控制上分散控制，信息管理上信息
管理与集成；系统各组成部分之间自适和协调。总体而言，DCS的特点（基本思想）是
集中管理，分散控制，其体系特征是层次化
28操作站包括操作员站和工程师站。
29按从低到高的层次，DCS系统分为现场控制级、过程控制级、过程管理级、经营管理
级。其中过程控制级是DCS的基础。
30现场总线是应用于现场智能设备间的一种通信总线，主用与过控的有HART、基金会
总线、profibus PA等，主用与机械工业自动化的有Device Net、Modbus、controlNet、CAN、profibus DP等。
31控制管理级主要有服务器、操作站、工程师站、管理和外部设备组成。
32分散过程控制包括现场控制级和过程控制级，典型的现场控制设备是各类传感器变送
器和执行器、监测开关。过程控制级主要设备：单（多）回路控制器、多功能控制器、
可编程逻辑控制器和数据采集装置。
33 PKS是霍尼威尔公司的，第一代是TDCS2000，PKS的分散控制装置是C200和C300控
制器
34 DCS的工程师站用于完成DCS的控制组态、系统组态、维护组态等工作。
35 美国FOXboro公司的第三代DCS是I/A S，和时利的是MACS，ABB的是Industrial。
36输入输出卡件是分散过程控制装置的控制器与模拟器之间的桥梁，它将由模拟登记表
输入的模拟信号转换为数字信号后送到控制器，也将控制器输出的数字信号转换为模拟
信号后送到现场的模拟执行器
37在DCS施工设计中，仪表回路图用于控制算法组态，DCS监控数据表用于，工艺流程图用于操作监视画面组态，而DCS I/O表用于设备组态
三、简述题（每小题6分，共30分）
1、什么是集散控制系统，其基本设计思想是什么？
答：以为微处理器为基础的集中分散型控制系统，是一类分散控制、集中管理的计算机控制系统。其设计基本思想是危险分散、控制分散和管理集中。
3、集散控制系统的优点
答：与模拟电动仪表系统比较，它具有连接方便、采用软连接方法使控制策略更容易更改容易、显示方式灵活、显示内容多样、数据存储量大等优点；与计算机集中控制比较，它具有操作监督方便、危险分散、功能分散等优点。
4、分散过程控制装置的功能及特点
答：是集散控制系统与成产过程的接口，简称过程界面。
主要特点：独立性和可靠性强、分散控制，控制见监视分离、环境适应性强、实时性强
5、集中操作和管理系统的功能和特点
答：是人机界面，它集中各分散过程控制装置的信息，通过监视和操作，把操作命令下达各分散过程控制装置。
特点：信息量大、具有很好的易操作性、容错性好，具有良好的人机界面。
6、在集散控制中，分散控制结构表现在哪些方面？
答：功能的分散，组织人事分散，地域分散，负荷的分散
7、整体式分散过程控制装置的特点
答：操作和控制功能合一，以回路控制器的形式为主，比如单/多回路控制器，可编程控制器等，常用于中小规模的应用。
8、分离式分散过程控制装置的特点
答：分离式分散过程控制装置通常由多回路控制器和多回路操作器组成，二者是分离的，操作一般通过操作站的显示屏来进行。可进行降级控制操作，常用于大规模应用。
9、集散系统的组态包括哪些？
答：集散系统的组态包括系统组态、画面组态和控制组态。
系统组态完成组成系统的各设备间的连接。
画面组态完成操作站的各种画面、画面间连接。
控制组态完成各控制器、过程控制装置的控制结构连接、参数设置等
10、操作站的功能有哪些？
答：操作站的基本功能主要表现为显示、操作、报警、组态、系统维护和报告生成等六个方面。
11、现场控制站有哪些基本功能？
答：DCS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等功能。
12、计算机控制系统输入输出通道各有什么作用？
答：输入通道的作用：将被控对象的各种测、控变量按要求的方式送入计算机，以便运算和处理。被控对象所提供的信息是纷繁复杂的，其种类、性质及大小等各不相同，因此需要通过某种装置将生产过程中的各种被测变量转换成计算机能够接受的信号。输出通道的作用：将计算机运算处理后的各种数字控制信号变换成适合于对生产过程或装置进行控制的信号。
4：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。
模拟量数据处理过程有以下几个步骤：
1：采样过程用周期为Ts的脉冲信号对输入模拟信号y进行采样，得到时间离散的模拟信号y*。（2分）
采样频率不应小于原系统最高频率的2倍。（提及采样频率相关内容+1分）
2：保持过程采用保持器使离散信号y*(t)按照一定的方式保持到下一采样时刻，得到保持信号y’(t)。（2分）
保持器有零阶、一阶、三角保持器。（提及保持器类型+1分）
3：模数转换过程将保持信号y’(t)进行量化，转换成具有一定转换精度的数字信号yD的过程。（2分）
常用转换方法有双积分法、电压逐次比较法定。（提及相关内容+1）
4：运算过程数字信号yD按一定控制规律进行运算，输出相应的数字信号uD。（2分）
5：采样和保持过程 对运算得到的数字进行采样，得到离散输出信号u*，再经保持器得到数字的输出信号u ’。 （2分）
6：数模转换过程 把数字信号转换成相对应的模拟信号。（1分）
7：信号滤波过程 （1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。
控制变量：加热媒介输入流量F 被控变量：原料输出的温度T （4分）
画出控制框图：（5分）
分析： 1. 温度传感器测量通过热交换器后的原料出口温度T 。
2. 温度测量值T 与设定值Rs 比较后得到误差值，Gc(s)通过对该误差值进行PID 运算后得到比例开关控制量U 对电磁阀进行比例控制，达到控制加热媒介输入流量的目的。
（6分）
3：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。
M=20-4=16， N=12，q=M/2N =16/4096
（4分）
K1=(500-200)/(20-4)=300/16, K2=200 y'=350 （4分）
yD=(y ’-K2)/(K1q)=2048 （5分）
模数转换输出2048表示成二进制数是：1000 0000 0000 （2分）
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。
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。
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
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=
*1.集散控制系统是计算机、通信、CRT显示和控制技术（简称4C技术）发展起来的产物。它采用危险分散、控制分散，而操作和管理集中的基本设计思想，以及分层、分级和合作自治的结构形式，适应现代峨工业生产和管理要求。 *2. 集散控制系统通常由过程控制单元、过程接口单元、CRT显示操作站、管理计算机以及高速数据通道等五个主要部分组成。 *3. 集散控制系统四层结构模式（倒三角形的）：连续控制、批量控制、监测开关控制（在最下层）；过程控制级；控制管理级；生产管理级；经营管理级。 *4.DCS的基本功能：1）输入数据处理；2）输出处理；通过组态，数字输出可有三种不同形式：a、瞬时输出式；b、延时输出式；c、锁定输出式。3）控制功能；4）人-机接口功能；5）通信功能；6）自诊断功能；7）冗余技术。 *5.DCS的现状及发展形势：1）开放化2）小型化3）智能化4）基于现场总线的PLC；5）新一代智能变送器6）管控一体综合集成系统CIMS。 *6.通信介质主要有：双绞线、同轴电缆和光缆三种。 *7网络结构通常有：星形、环形、总线型、树形、组合型等五种网络结构。 *8.通信控制方式有广播式（又分为：自由竞争式、通行标志式、时间分槽式）、存储转发式等。 *9.组态步骤：（1）画出控制系统框图；（2）确定各槽路的有关特性：a要执行的标准算法；bX、Y输入所对应的存储块号及槽路之间的相互关系；c、显示特性；d、选择PV跟踪和预置功能；e、报警类型和高、低极限；f、控制作用及其他的控制要求。（3）填写组态字；（4）输出组态字。 10.集散系统从结构总体上看，都有三大部分：现场控制站、操作站和通信系统部分。现场控制站一般由各类多回路控制器、多功能控制器及数据采集站等组成，是集散控制系统与生产过程的接口界面。系统操作站是系统人机接口，是系统的操作、管理界面。通信系统是集散系统各单元的连接网络。 *11.多功能控制站MC由控制器文件夹（CCFA）、点卡文件夹（PCFA）、端子板和连接电缆等组成。 12. 点卡文件夹（PCFA）的主要功能是把来自端子板的模拟、数字或计数信号转换成适用于控制器文件夹内部总线的信号电平，也把来自控制器的信号转换成模拟或数字信号进行输出，同时还支持9-16号控制SLOT的输出。 *13.变量代码的字符部分：AI：模拟量输入；DI：数字量输入；DO：数字量输出；LB：逻辑块；CI：计数输入；FL：旗标变量；TM：计数器；LP：控制。 *14.SOPL顺控程序结构：主要包括定义和执行两大部分。（1）定义部分：用SOPL语句指出用户定义的变量名称和常数。（2）执行部分：执行SOPL语句，以产规定的控制作用。执行部分一般有三种形式的顺序：正常顺序（主顺序），子顺序和非正常顺序。为了生产需要，一般8个顺序SLOT构成一个单元，若干个单元完成一个批量生产，生产一种产品。通常主程序被排到单元的第一个顺序SLOT中去。 *15.MC无中断自动控制系统UAC的工作原理：在正常情况下，每个主控制器的监视定时器（WDT）都发出一个正常的信号给备用控制器指挥旗器，因而系统不发生切换动作。当某一主MC发生故障时，WDT停工，故障被RMCD的控制卡识别，并发送到CPU。CPU发出警告指令，通过译码卡接通汇线板上相应的报警端子。CPU发出·一选通脉冲，让故障主MC的测点数据经控制卡转移到RMC的存储器CMOS卡上，同时驱动开关上相应的继电器动作，使该
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
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
过程控制复习题 一、填空题 1．过程控制系统由测量元件与变送器、控制器（调节器）、执行器（调节阀）和被控对象（过程）等环节组成。 2. 按系统的结构特点，过程控制系统可分为反馈控制系统、前馈控制系统、前馈—反馈控制系统(复合控制系统) 3．按给定信号的特点，过程控制系统可分为定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统等。 4.过程控制系统的性能可从稳定性、快速性、准确度三个方面来说明。评价控制性能好坏的质量指标，通常采用的两种质量指标：系统过渡过程的性能指标（时域控制性能指标）和偏差积分性能指标（积分性能指标），积分指标是采用偏差与时间的某种积分关系作为衡量系统质量的准则。 5．过渡过程的性能指标是用阶跃信号作用下控制系统的输出响应曲线表示，它包括余差（静态偏差）、衰减比n、最大偏差A与超调量、回复时间（过渡时间）t、峰值时间tp和振荡周期 T等。对于随动控制系统，常用超调量这个指标来衡量被控参数偏离给定值的程度。 6.衰减比n是衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标。n＜l表示系统是不稳定的，振幅愈来愈大；n＝1表示为等幅振荡；n＝4表示系统为4：1的衰减振荡。 7．建立被控过程数学模型的方法有：解析法（机理演绎法、机理分析法）、实验辩识法（系统辨识与参数估计法）和混合法 8. 按结构形式不同，自动化仪表可分为基地式仪表、单元组合式仪表、组件组装式仪表，其中单元组合式仪表是将整套仪表划分成能独立实现一定功能的若干单元，各单元之间采用统一信号进行联系。其中QDZ-Ⅲ型仪表采用的标准信号是20~100kPa。 9．按能源形式不同，自动化仪表可分：液动仪表、气动仪表、电动仪表及混合仪表，其中气动仪表的特点是性能稳定、可靠性高、具有本质安全防爆性能、不受电磁干扰、结构简单、维护方便。 10. 检测仪表是指检测元件（敏感元件或传感器）、变送器及显示装置的统称。 11．DDZ-Ⅲ型仪表采用的标准信号是1-5V或4-20mA，QDZ-Ⅲ型仪表采用的标准信号是 20~100kPa。 12. Cu50热电阻是指在0℃时铜电阻有阻值为50欧 13．热电偶测温的关键是要使冷端温度恒定。IEC对已经被国际公认的7种热电偶制定了国际标准，称为标准热电偶，其中最常用的有 S 、 B 、 K 三种。 14. DDZ-Ⅲ型差压变送器是以力矩平衡原理工作的，其的作用是将被测压力、流量等过程参数变换成4~20mADC输出信号，以便实现集中检测或自动控制。 15．热电阻Pt100是指在0℃时铂电阻为100欧 16. 变送器的发展趋势：微型化、数字化、智能化和虚拟化。 17．调节器的作用是将测量信号与给定值比较产生偏差信号，然后按一定的运算规律产生输出信号，推动执行器，实现对生产过程的自动控制。 18. 执行器的作用是接受调节器的控制信号，改变操纵变量（控制变量），使生产过程按预定要求正常进行。执行器一般安装在生产现场直接与介质接触
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。
集散控制系统期末复习大纲 绪论 1．集散控制系统的基本构成P2 2．集散控制系统是技术、技术、技术、技术、技术相结合的产物，是一种操作显示集中，控制功能分散，采用分级分层体系结构，局部网络通信的计算机综合控制系统。Ｐ1 3．1975年12月，公司推出了名为的第一套集散控制系统。P2 4. 通过现场仪表直接与生产过程相连接，采集过程变量信息，并进行转换和运算等处理，产生控制信号以驱动现场的执行机构，实现对生产过程的控制的是：P2 A：操作站B：工程师站C：现场控制站D：监控计算机 第一章 1．计算机控制系统的工作可归纳为、、等3个步骤P7 2．计算机控制系统由和两大部分组成。P7 3．实时的该念不能脱离具体的过程，一个在线的系统一定是一个实时系统，一个实时控制系统也必定是在线系统。（）P7 4．简述计算机控制系统的组成，并画出系统框图。P7 5. 绘制计算机闭环控制系统结构图。P7 6．将从被控对象采集的模拟量或数字量信号转换位计算机能够接受的数字量的是：P8 A：过程输入接口B：过程输出接口C：人机接口D：外部存储器 7. 计算机控制系统输入／输出通道各有什么作用? P8 8．计算机控制系统中，模拟信号的采集必须通过通道。P13 9．什么叫积分分离？什么叫微分先行？P20 第二章 5．集散控制系统的体系结构自下而上分别是、、和。P23 2．请简述DCS的层次结构？ 答：DCS是一种层次结构形式，一般分为：工厂总体管理级，过程管理级，过程控制级，现场控制级。 6. 下面属于过程控制级主要功能的是：P25 A：采集过程数据B：监视操作C：组态D：输出操作指令 9．下面属于过程管理级主要设备的是：P25 A：变送器B：过程控制站C：操作站D：现场总线接口 13.简述集散控制系统的体系结构中过程控制级的主要功能。P25 10．为保证现场控制站的可靠性，其交流电源与直流电源通常采取方式。P27
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)()()(
一、理论知识点复习 1世界上第一套集散控制系统是什么时间、什么公司推出的，其型号是什么？ 答：1975年美国Honeywell公司推出TDC-2000集散控制系统 2什么是集散控制系统？英文简称是什么？设计思想是什么？分为哪四个级别？ 答：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。 设计思想：集中管理，分散控制。 集散控制系统设备分：现场控制级、过程控制级、过程管理级、经营管理级 3什么是现场总线？与传统控制系统比较有哪些优点？现场总线设备有哪些？举例说明。答：现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的计算机局域网络，现场总线标准实质上是一个定义了硬件接口和通信协议的通信标准。典型的现场总线：过程现场总线Profibus 基金会现场总线控制网络（Control Net）总线控制器局域网络（CAN) 总线设备网络（Device Net）总线LonWorks 总线HART总线Modbus总线 CC-Link总线。 现场总线设备按其功能可分为：变送器类设备：温度、压力、差压变送器。执行器类设备：气动、电动执行器。转换类设备：现场总线电流转换器、电流现场总线。接口类设备：PCI、指计算机与现场总线之间的接口设备。电源类设备：为现场总线供电的电源。附件类设备：连接器、安全栅、终端器、中继器等。
4计算机网络的拓扑结构主要有哪几个？常用的通信介质主要有哪几个？ 拓扑结构主要是：星型、环型、总线型、树型和菊花链型。 通信介质主要有：双绞线、同轴电缆和光缆三种 5 PROFIBUS现场总线的组态软件是什么？有哪三种协议类型？各有何用途？ 美国Wonderware公司的INTOUCH PROFIBUS-DP：传输速率最高为12Mbit/s，主要用于现场级和装置级的自动化。 PROFIBUS-PA：传输速率为31.25kbit/s，主要用于现场级过程自动化，具有本质安全和总线供电特性。 PROFIBUS-FMS：主要用于车间级或厂级监控，构成控制和管理一体化系统，进行系统信息集成。 6列举至少三种国内DCS厂家品牌，说明JX-300X DCS控制站的主要组成部分及各部分的功能。 浙大中控JX300 ECS100 上海新华(GE收购) XDPS 北京和利时MACS 本组成包括控制站（CS）、操作站（OS）、工程师站（ES）和通信网络 7什么是串级控制系统？画出简易控制框图。 两只调节器串联起来工作，其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值的系统
集散控制系统复习题 一、填空题 1.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.TPS和PKS是Honeywell公司的集散控制系统产品，Delta V是Emerson公司的集散控制系统产品，I/A S是Invensys公司的集散控制系统产品。国产集散控制系统的产品有浙大中控的SUPCON、新华公司的XDPF、国电智深的EDPF等。 3.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、通信系统组成。 4.分级递接控制系统结构分为多层结构、多级结构、多重结构。P16 5.开放系统的标志是可移植性、可操作性、可适宜性和可用性。 6.集散控制系统的分散控制结构表现为组织人事的分散、地域的分散、功能的分散和负荷的分散。P18 7.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。 8.现场总线是在过程自动化和制造自动化中，实现智能化现场设备与高层设备之间互联的、全数字、串行、双向传输的、多分枝结构的通信系统。 9.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三类。 10.现总线的特点是开放性、智能化、互操作性、环境适应性和分散控制等。 11.采用现场总线控制系统的主要因素是节省硬件数量和投资、节省安装费用与维护费用、多变量检测和运输、缩短安装时间和投运时间、等。P21 12.现场总线控制系统与传统集散控制系统的相同点包括分散控制集中管理和综合自动化组成部分等；主要差别包括通信和传输的差别和数字传输技术等。 13.影响现场总线实时性的主要因素有现场总线数据传输速率和主战应用程序的大小与复杂程度；主要解决措施包括减少网络通信的吞吐量，保证一旦有通信要求就能够立即实现通信、提高有效通信量、减少通信冲突的发生，保证通信的实时性、采用全双工通信模式和交换式以太网、采用塌缩的通信模型和通信协议、选用合适的现场总线仪表，减少通信量、采用发布方/预约接收方的通信结构、设置优先级、采用虚拟局域网和引入质量服务等。P23 14.提高集散控制系统可靠性的主要措施有采用全数字通信技术、标准化功能模块与标准化的功能模块应用进程、系统测试技术的标准化、故障自诊断，状态传递，故障时输出设置、冗余和容错技术、智能诊断和管理技术、故障隔离技术等。P23 15.保证互操作性的措施有标准化、OPC技术和设备描述技术等。P24 16.分散过程装置有两大类。 17.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、可拓展性、实时性、环境适应性、开放性和经济性等。 18.集散控制系统的可靠性指标有可靠度、平均无故障时间(MTBF)、到发生故障平均时间(MTTF)和故障率等。 19.系统由两个相同部件组成，一个部件工作，另一个部件备用，组成冷后备冗余系统。设单个部件的MTBF是100000h，则该冷后备冗余系统是表决系统。 20.可维修性的三要素是机器，零件或系统是否被设计的很容易维修、进行维修的技术人员的维修和判断技能和维修所需的备品备件供应情况。衡量可维修性的指标有维修度、平均修复时间、修复率和有效度等。P84 21.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