一、填空题（20分，每空1分）
1、离散的PID的两种基本算法形式是_______________和___________。
2、世界上第一台DCS系统是美国HONEYWELL公司推出的，型号为TDC2000。
3、数据通信中的三种传输介质是双绞线，同轴电缆和光缆。
4、HS2000系统有三层网络组成，它们是管理协调网络、系统网络和控制网络。
5、DCS发展是以4C技术为基础，4C指计算机技术(computer)，通信技术(communication)，图形显示技术(CRT) 和控制技术(control)。7、常用的通信网络协议有：开放系统互连参考模型OSI、IEEE802标准局域网标准、MAP制造业自动化通信协议、PROWAY过程数据高速公路。
8、HS2000 系统是我国信息产业部六部所设计研发的的产品，它的两个主要优点是________低和汉字化。
9、DCS中对通信网络的存取控制技术包括：轮询(Poll)，令牌传送和带有碰撞检测的载波监听多重访问(CSMA/CD）。
10、影响信道极限传输能力的三个因素是频带宽度，信道比和信号调制方式。
11、通信的目的是传输信息，而常见的四种信息是模拟数据的模拟信号传送、模拟数据的数字信号传送、数字数据的模拟信号传送和数字数据的数字信号传送。
12、在PID连续算法的离散过程中，对微分采用向后差分法，对积分采用矩形法进行近似计算。
13、计算机网络的定义是将地理位置不同，而且具有独立功能的多个计算机系统，经通信设备和线路连接，由功能完善的网络软件实现网络资源共享。
二、简答题（25分，每题5分）
1 、解释名词： SCC， DDC， DCS， FCS， DCS ，RAM ， ROM
答：SCC：Supervisory Computer Control 计算机监督控制
DDC：Direct Digital Control 直接数字控制DCS：Distributed Control System 集散控制系统
CIMS：Computer Integrated Manufactured System 计算机集成制造系统
FCS：Fieldbus Control System 现场总线控制系统
CIPS：Computer Integrated Process System 计算机集成过程系统
2、 TDC3000系统的三种通讯网络分别是什么？答：TDC3000系统从结构上看主要由三种通信网络组成，它们是局域控制网络LCN、通用控制网络UCN、高速数据公路HW，其特点是每种网络上都挂有不同功能的模件，实现控制系统的分散控制、集中管理。
3、 HS2000系统的辅助组件和主控组件的区别是什么？
答：HS2000系统的I/O组件分为两种，一种为主控组件；另一种为辅助组件，二者唯一区别：主控组件内包括主控制器CPU模板，而辅助组件内只包括I/O功能模板，不包括主控制器CPU模板。
4 、写出几种常用的现场总线？
答：基金会现场总线（FF）、控制局域网络（CAN）、局域操作网络（LonWorks）、过程现场总线（Profibus）和HART协议等。
5 、简述集散型控制系统的设计思想是什么？
答：集散控制系统的设计思想是：危险分散、控制功能分散，而操作和管理集中。 6、何谓DCS 的“三站一线”结构。
答：DCS 的三站指：工程师站、操作员站、现场控制站；一线指：网络。DCS 就是通过网络将工程师站、操作员站、现场控制站联系起来，实现控制功能分散、危险分散，参数显示和管理集中等复杂控制。
7、 DCS 的网络存取控制技术有哪些？
答：在DCS 中，常用的存取访问控制技术有：轮询(Poll)、令牌传送(Token Passing)、带有碰撞检测的载波监听多重访问(CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)。
8、计算机过程控制的基本类型有哪些？ 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。 9、HS2000系统的三层网络分别是什么？
答：HS2000系统由三层网络组成，即管理协调网络、系统网络、控制网络。
10、对于连续操作和不连续操作的CL 程序分别在通用站或通用工作站中的哪里执行和驻留。 （见62页、64页）
5 试述Smith 预估补偿控制系统的设计思想是什么？
答：Smith 预估补偿控制系统的设计思想：在控制系统设计时，为了提高系统的控制质量，应尽量减少处于闭合回路中的时滞，克服大时间滞后对控制系统的影响。
三、模型与控制算法 （30分）
1、试推导计算机控制系统的PD 、PI 、PID 控制器算法的位置形式。（10分）
（1）模拟PD 控制算法为])
()([)(dt
t de T t e k t u D
p +=其中，p k ----比例增益,D T ----微分时间常数. 在采样周期相当短暂时，用后向差分法近似代替微分项T
k e k e dt t de )
1()()(--≈
，其中T 为采样周期，k 为采样序号。PD 位置式算法为：x D p u k e k e k k e k k u +--+=))1()(()()(
（2）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 0
)()(，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
)()()(
2、已知数据传输中发送端的码元序列为01101101B ，试求接收端码元序列分别为01101100B 和
01100011B 时的差错码元序列。
答：当接收端的码元序列为01101100B 时的差错码元序列为
B R
C E 000000010110110001101101=⊕=⊕=
当接收端的码元序列为01100011B 时的差错码元序列为
B R
C E 000011100110001101101101=⊕=⊕=
3、已知数据传送的信噪比为10，频带宽度为3kHz ，试求（1）无噪声信道上理论极限传输能力；（2）噪声信道上理论极限传输能力；（3）双绞线噪声信道实际传输能力。
答：由题意，信噪比为
10=N
S
，频带宽度为kHz H 3=。 无噪声信道上理论极限传输能
力为
v H R 2log 2=
2log 103223???=
k 6= bit/s
噪声信道上理论极限传输能力为
)1(log 2N
S H R +
= )101(log 10323+??= k 38.10= bit/s
双绞线噪声信道实际传输能力为 9600 bit/s
5、试分别画出数字量：（1）65H 和（2）BAH 的不归零、归零及差分曼彻斯特编码的信号波形图。 四、系统组态与设备选择 （25分）
下图是夹套容器工作液温度控制系统的流程图。
1说明设备1和2，TIC100，TC101的名称和功能。（10分）
2 说明系统控制功能。（5分）
3 按下列条件编写CL 程序段。（10分） （1）手动设定TC101的输出为100%，等待
TIC100过程变量达到200℃
（2）把TC101切换到自动方式，取设定值为300℃，等待TC101偏差DV =0.5%，恒温保持5分钟。
TIC100
65H 转换为二进制是：01100101B
BAH 转换为二进制是：10111010B
1．设定TIC101方式=MAN；
2．设定TIC101的输出=100%；
3．等待温度测量值TIC100=200℉；
4．设定TIC101方式=AUTO；
5．设定TIC101的给定值=300℉；
6．等待30分钟；
7．设定TIC101方式=CASC；
答：夹套容器顺序控制的CL
图1 SET TIC101。MODE=MAN
SET TIC101。OP=100%
WAIT TIC100。PV=200℉
SET TIC101。MODE=AUTO
图2 SET TIC101。SP=300℉
WAIT 30min
SET TIC101。MODE=CASC
END
五、系统组态与设备选择
已知加热炉部分流程图如图1所示。
1说明图1中TC，FC，AR，RC的名称和功能。（10分）2 说明图1流程图中各种控制功能。（10分）
3．简述图2相对于图1有哪些方面的改进（10分）