分布式控制理論—應(yīng)對考試

1、問題總結(jié)： 1、方案一：環(huán)型+星型 方案二：星型+星型 方案三：環(huán)型+環(huán)型（主干環(huán)型+支線星型）試總結(jié)方案一至三的優(yōu)缺點(diǎn)及適應(yīng)環(huán)境？ 2、“分布式控制理論與技術(shù)”發(fā)展過程經(jīng)歷了哪幾個(gè)階段？每個(gè)階段有何特點(diǎn)？ 答：四個(gè)階段。 第一階段：人工控制、手工操作、憑經(jīng)驗(yàn)控制； 第二階段： 古典控制理論的產(chǎn)生，為單入/單出和單臺設(shè)備控制 ； 第三階段：現(xiàn)代控制理論，串級、比值、均勻和前饋控制； 第四階段： 預(yù)測控制、自適應(yīng)、模糊控制等多參數(shù)控制。 3、 元器件、PLG計(jì)算機(jī)的發(fā)展對“分布式控制理論與技術(shù)”有何促進(jìn)作用？ 答：電子管元件出現(xiàn)，為控制提供了初級手段， 古典控制理論的產(chǎn)生； 控制方式為單入/單出

2、 和單臺設(shè)備控制；晶體管的出現(xiàn) ；由古典控制理論到現(xiàn)代控制理論；控制結(jié)構(gòu)改為串級、比 值、均勻和前饋控制；隨著這些元器件的出現(xiàn)和發(fā)展出現(xiàn)大規(guī)模集成電路。器件，電路和控 制理論綜合應(yīng)用于實(shí)踐，出現(xiàn)了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，PLC的應(yīng)用出現(xiàn)了后來的 DCS PC特別是大 型IPC的應(yīng)用出現(xiàn)了 FCS是控制從一條生產(chǎn)線， 一個(gè)工廠到整個(gè)廠區(qū)， 控制理論相應(yīng)也采用 預(yù)測控制、自適應(yīng)、模糊控制等多參數(shù)控制；智能變送、智能調(diào)節(jié)。 4、模擬系統(tǒng)與數(shù)字系統(tǒng)有何區(qū)別？ 答： 元 模擬系統(tǒng)：其中調(diào)節(jié)器多為氣動或電動模擬單元組合儀表。算法由硬件來實(shí)現(xiàn)。 數(shù)字系統(tǒng)：用數(shù)字調(diào)節(jié)器代替模擬調(diào)節(jié)器特別是計(jì)算機(jī)應(yīng)用于控制系統(tǒng)中（計(jì)算機(jī)

3、控制系 統(tǒng)），會使得數(shù)字系統(tǒng)較模擬系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)： 丄一機(jī)多用*由于計(jì)算機(jī)迄第速度快，而被控對象變化一般都tt較 * st慢.可用一臺計(jì)舜機(jī)控制事個(gè)回路節(jié)宵諫備費(fèi)用匸 2, 控制算法靈活，如PHK 大林算法、屋優(yōu)控制等$ 3. 可菲性離乂由于計(jì)JS機(jī)掠制埠法是用軟件實(shí)現(xiàn)的，因此比用贋件 組成的模擬情節(jié)畧具有wwati可琳性且系統(tǒng)維護(hù)簡單/ 乩可改變調(diào)節(jié)品質(zhì)，提高產(chǎn)品的產(chǎn)最和質(zhì)量w 氐安金牛產(chǎn)、改理工人供動條*仁 5、監(jiān)測與監(jiān)控的內(nèi)涵是什么？各自用在什么情況？ 答：監(jiān)測：是利用傳感器對現(xiàn)場信號進(jìn)行采集，然后再進(jìn)行線性化、濾波、放大、整形等處 理，再送往計(jì)算機(jī)中進(jìn)行存取、分類、打印、報(bào)警、顯示等。

4、應(yīng)用于開環(huán)控制系統(tǒng)中。 監(jiān)控：在監(jiān)測的基礎(chǔ)上，再在控制器中添加一定的算法，即將輸出信號與給定信號比較后進(jìn) 行PID控制等，充分保證系統(tǒng)的穩(wěn)、準(zhǔn)、快特性，然后才將信號輸送給執(zhí)行器作用于被控對 象。 6、常規(guī)儀表與計(jì)算機(jī)混合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？ 特點(diǎn)：采集后的信號進(jìn)行的運(yùn)算和處理由計(jì)算機(jī)軟件來完成，整個(gè)系統(tǒng)軟件與硬件相結(jié)合比 單純的由模擬器件組成的模擬系統(tǒng)更穩(wěn)定，可靠性更高。同時(shí)可調(diào)節(jié)品質(zhì)，提高生產(chǎn)的產(chǎn)量 和質(zhì)量。 7、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是硬件控制還是軟件控制？ 答：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由工業(yè)控制機(jī)和生產(chǎn)過程兩大部分組成。工業(yè)控制機(jī)硬件指計(jì)算 機(jī)本身及外圍設(shè)備。硬件包括計(jì)算機(jī)、過程輸入輸出接口、人機(jī)接口、 外部

5、存儲器等。 軟件系統(tǒng)是能完成各種功能計(jì)算機(jī)程序的總和，通常包括系統(tǒng)軟件跟應(yīng)用軟件。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如上。 8、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組態(tài)單回路控制的流程? 答：單回路系統(tǒng)的組態(tài)舉例流量控制系統(tǒng)圖 垃性仇 9、DCS的發(fā)展有那幾個(gè)結(jié)合？ 答：(1)與PLC技術(shù)相融合 傳統(tǒng)的DCS是由回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展而來，在回路調(diào)節(jié)與模擬量控制等方面具有一定優(yōu)勢 (2) 與現(xiàn)場總線技術(shù)相結(jié)合 依據(jù)IEC61158規(guī)范和現(xiàn)場總線基金會 FF(Fieldbus Foundation)的定義：現(xiàn)場總線是一種服 務(wù)于生產(chǎn)現(xiàn)場、能夠在微機(jī)化測量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 (3) 與智能控制技術(shù)

6、相結(jié)合 專家系統(tǒng)、模糊邏輯和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等 10、現(xiàn)場總線的In ternet 體系有哪幾層？每層作用是什么？ 答： 甚于現(xiàn)場總錢的Intranet體系 體系結(jié)初 址1躍場感統(tǒng)的徉髯可脊為：現(xiàn)場感城檢隔屁現(xiàn)場銳壇悝制層*呢場總線青 理層和觀場總純?nèi)氏⒛?具體功fi如卜= (1)觀圾總找皙團(tuán)刁 采用現(xiàn)塌總級功能模烘結(jié)地.完賤檢劇* AZD H換、敷字逹破逞Mh計(jì)熬溫既山力 1H.忤茴補(bǔ)佇竽功能.可進(jìn)竹栩總遙計(jì)；能牯鹽器時(shí)怯繪掛測仗袁的沾、420tnA塔 號以肚券電儕、病電HH汗號遊打爺寧輕禪并輔!浪住曲能位耗；用干傳庶妙、傳囪苯就與現(xiàn)趨 總粗錚制層栩連 (2J鞏場總邊柱制層 通迥控U軟件完成

7、時(shí)過程的衿神運(yùn)和聲的宴時(shí)1&測，氓臀-檔禪分質(zhì)*片定雜逹飯控 * jft洋癡m袖遷轉(zhuǎn)頂壯設(shè)足直起序等，以段生庫件輸功慮翠黑|仁唯產(chǎn)計(jì) 知?jiǎng)?wù)種憂化處與L (3)堺場赫和灑理層 垢理場總純產(chǎn)電駅的密時(shí)適用話視蟲戰(zhàn)到Web赧務(wù)器. C班場總氓烷氐祖 略悴視討稈佶也悴理通曲網(wǎng)堆阻為一體，甑悄典寧箕現(xiàn)護(hù)體優(yōu)化-采甲肝枚操柞： 衆(zhòng)用基f陶門可啟乘&匹聯(lián)杯牌的余ft*?化刑右佯鑽結(jié)甌屮 11、現(xiàn)場總線僅僅是一對線嗎？為什么？ 答：不是，因?yàn)?，現(xiàn)場總線是應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場，在微機(jī)化測量設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn) 數(shù)字通信的系統(tǒng)，又稱為開放式、數(shù)字式、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。它還包含測量、通訊 和控制終端設(shè)備。 1

8、2、請解釋現(xiàn)場總線含義？ 答：現(xiàn)場總線是應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場，在微機(jī)化測量設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的系 統(tǒng)，又稱為開放式、數(shù)字式、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。 13、請解釋信息孤島的含義？ 答：采用一對一連線，用電壓或電流的模擬信號進(jìn)行測量控制，或采用自封閉式的集散系統(tǒng)， 難以實(shí)現(xiàn)設(shè)備以及系統(tǒng)與外界之間的信息交換，致使自動化系統(tǒng)成為信息孤島。 14、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)有何功能？ 答：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)又稱計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)(SCC實(shí)際是兩級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，上一級為S CC,下一級為DDC。對生產(chǎn)過程采集的數(shù)據(jù)經(jīng)AI、DI送DDC的同時(shí)也送SCC。 SCC根據(jù)采集的數(shù)據(jù)， 經(jīng)過計(jì)算后獲得最佳設(shè)定值傳送給DD

9、C。DDC對設(shè)定值和測量 值進(jìn)行比較，將比較后的結(jié)果經(jīng)AO、DO送出，對生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。對計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng) 而言，要求SCC具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，存儲容量大；DDC則需要實(shí)時(shí)性好，可靠性 高，環(huán)境適應(yīng)性好。 see DDC 輸出 弊時(shí)一 AC). 1)0) 生 嚴(yán) 機(jī) 過 機(jī) 輸A *1劊 (aipdi 1 6 計(jì)槨機(jī)監(jiān)何系統(tǒng) 15、集散控制(DCS與現(xiàn)場總線控制各有什么特點(diǎn)？試畫出兩種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。 答：DCS系統(tǒng): ft rT 程” DCS吉構(gòu)圖 其中通信( Communication ）是關(guān)鍵。 特點(diǎn)：(1)從上到下的樹狀拓?fù)浯笙到y(tǒng)， 模擬信號，A/D D/A、帶微處理器的混合。 DC

10、S是信息管理站、監(jiān)控(工程師站)、控制站、現(xiàn)場級(現(xiàn)場測控站)的4級結(jié)構(gòu)。 缺點(diǎn)，是成本高，各公司產(chǎn)品不能互換，不能互操作，大DCS系統(tǒng)是各家不同的。 系統(tǒng)： (2) (3) (4) FCS 號, 411. 特點(diǎn)：(1)全數(shù)字化、智能、多功能取代模擬式單功能儀器、儀表、控制裝置 (2) 在總線上PID與儀器、儀表、控制裝置都是平等的。 (3) 多變量、多節(jié)點(diǎn)、串行、數(shù)字通信系統(tǒng)取代單變量、單點(diǎn)、并行、模擬系統(tǒng)。 (4 )是互聯(lián)的、雙向的、開放的取代單向的、封閉的。 (5)局域網(wǎng)，再可與 in ternet相通。 (16 )改變傳統(tǒng)的信號標(biāo)準(zhǔn)、通信標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)入企業(yè)管理網(wǎng)。 16、什么是單工通

11、信？什么是雙工通信? 答：所謂單工通信，是指消息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?。例如遙控、遙測，就是單工通信 方式單工通信信道是單向信道，發(fā)送端和接收端的身份是固定的，發(fā)送端只能發(fā)送信息， 不能接收信息；接收端只能接收信息，不能發(fā)送信息。 雙工通信，包括全雙工通信和半雙工通信。 半雙工：數(shù)據(jù)沿雙向交替?zhèn)魉?同一時(shí)刻只能單項(xiàng)傳送，并且應(yīng)答公用一條信道) 遇發(fā)送 17、什么是主站？什么是從站？ 答：筆記P16,主站：控制系統(tǒng)中能發(fā)送命令的叫主站，只能向操作站如PLC發(fā)送參數(shù)和數(shù) 據(jù)的叫從站。 18填空 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線型、星型、環(huán)型、樹型_ 常用的通信方式有半雙工、全雙工。 局域網(wǎng)常用信息交換方式報(bào)文

12、交換、線路交換。筆記P24 19、以太網(wǎng)協(xié)議時(shí)什么？與 TCP/IP協(xié)議怎么對接？ 答：傳統(tǒng)以太網(wǎng)使用 CSMA/CD協(xié)議，而高速以太網(wǎng)則使用 IEEE802.3協(xié)議。 20用以太網(wǎng)交換機(jī)擴(kuò)展局域網(wǎng)化成方框圖？ 答：筆記P21 7T翌陽 電子由1吋 21、用以太網(wǎng)交換機(jī)擴(kuò)展局域網(wǎng)有哪幾種連接幾種方式？ 答：有兩種方式；樹型和星型，如 20中即為星型。 22、PROFIBUS專輸技術(shù)有哪幾種？分別說明； 答：三種： PROFIBUS-DP用于分布式控制系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)傳輸，采用優(yōu)化的高速、廉價(jià)的通信連接， 適 合于控制系統(tǒng)和設(shè)備級分散 I/O間的通信。（分布式外設(shè)）可取代（010mA 420mA

13、020mA 05VDC并行信號線）。 PROFIBUS-FMS:用于紡織、樓宇自動化、電氣傳動、PLC傳感器與執(zhí)行器、低壓電器設(shè)備 等一般自動化控制?？赏瓿芍械葌鬏斔俣鹊难h(huán)和非循環(huán)通信任務(wù)，為解決車間級（生產(chǎn)線） 通信任務(wù)提供大量的通信服務(wù)。 PROFIBUS-PA用于過程自動化（如溫度、壓力、流量成分.）,采用標(biāo)準(zhǔn)的本質(zhì)安全傳輸 技術(shù)。可用于對安全性要求高的場合以及由總分布供電的站點(diǎn)。 23、串并通信的區(qū)別是什么？ 答： s frittI u.： j i H mmaa-,鉤的魏 st 孵 iuhmmh 飾込 城排few片【詣吐緬世如總胖n isitjw i “加麗野 緒#!0和射馳同Bff

14、if魅 齢跚肺辨用btjfiiansiauMMsft常 竝誠耳忸 -stt.飾曬械at釀用桃tft*財(cái)氐羽呷刪汕手戢卿咸砌謚訐計(jì)糊噴酣侖 瓶踴旳as儲d飆鮮 feSUIK. WfiBAmftS. 24、FCS的傳輸技術(shù)在應(yīng)用于過程自動化時(shí)要求數(shù)據(jù)和電源的傳輸在不同的電纜上進(jìn)行嗎？ 答：不是，過程自動化過程中只能使用 PROFIBUS-PA總線，該傳輸采用同步協(xié)議，實(shí)現(xiàn)無流 連續(xù)傳輸，現(xiàn)場設(shè)備通過總線供電。 25、多級分布式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？ 一般一用于那些場合？ 答：基于IPC+PLCH現(xiàn)場總線的分布式控制系統(tǒng) 特點(diǎn)：通過直接利用PLC的CPU上內(nèi)置的現(xiàn)場總線接口或通過在PLC背板總線上安裝現(xiàn)場

15、總 線通訊接口模塊來擴(kuò)展出現(xiàn)場總線；掛接各種支持該現(xiàn)場總線的傳感器、執(zhí)行器、驅(qū)動裝置、 智能儀表等，PLC負(fù)責(zé)完成協(xié)調(diào)功能和更高層次的控制算法 26、PROFIBUS使用什么存取協(xié)議？通過模型第幾層實(shí)現(xiàn)？ 答： PROFIBUS DP , FUS. PA）使用單一的總錢存取協(xié)徴*通過解I善考 樸型的簫2屍實(shí)現(xiàn)* 圭-圭之間采用令牌傳綸、圭-從之同采周敦惋傳輔. 主迅帝戸的諄極咿牌壞 27、填空: 分段耦合器可以將 PROFIBUS-PA專輸技術(shù)的總線段與 PROFIBUS-DP總線段相連接?？墒?IEC1158-2信號與 RS485/光纖信號相適配。 PROFIBUS總線提供3種傳輸技術(shù)，其中

16、DP/FMS的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹型而 PA的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?結(jié)構(gòu)為總線型。 28、基于PLC的分布式結(jié)構(gòu)與基于IPC的分布式結(jié)構(gòu)各有什么不同？ 答：從器件角度：基于 PLC的分布式結(jié)構(gòu)是一種模塊式的結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要靈活組態(tài)，進(jìn)行光 電隔離，可靠性高。而基于IPC的分布式結(jié)構(gòu)式插卡式結(jié)構(gòu)，可靠性低，易死機(jī)。 從分布式總線角度： 29、用戶所有的組態(tài)配置過程都是在組態(tài)環(huán)境中進(jìn)行的。 30、模糊控制算法和模糊 PID控制算法屬于傳統(tǒng)控制算法嗎? 口 PIDS制箕逹 P1D諧D5宴質(zhì)就肚糧 擔(dān)輸人的慣雀值，檢比例、懼竹、澈井的函戢關(guān)晾， 答：不是。傳統(tǒng)的控制算法如避育運(yùn)真.樣珥運(yùn)耳堵羅用以輸出擁制將碼帶所以傳統(tǒng)

17、的控制 算法必須已知被控對象，且被控對象必須能建立精確的數(shù)學(xué)模型，常用于線性定常系統(tǒng)中。 PID控制器不能在線整定參數(shù)；并且，常規(guī)PID控制器對于非線性、時(shí)變的系統(tǒng)和模型不 清楚的系統(tǒng)就不能很好的控制。傳統(tǒng)的控制算法均不能實(shí)現(xiàn)在線參數(shù)自整定。 而模糊控制算法：是通過計(jì)算機(jī)完成人們用自然語言所描述的控制活動，主要是對復(fù)雜的和 模型不清楚的系統(tǒng)都能進(jìn)行簡單而有效的控制，所以其不需要知道對象的數(shù)學(xué)模型，具有系 統(tǒng)響應(yīng)快，超調(diào)小，過渡過程時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，這是其區(qū)別于傳統(tǒng)控制算法的特點(diǎn)。 模糊PID控制算法：是將傳統(tǒng)PID控制算法與模糊控制算法相結(jié)合， 組成兼有著兩者優(yōu)點(diǎn)的模 糊PID（Fuzzy-PID

18、）控制算法，可以實(shí)現(xiàn)在線參數(shù)自整定對非線性、 時(shí)變的系統(tǒng)和模型不清楚 的系統(tǒng)更好地滿足系統(tǒng)對穩(wěn)、準(zhǔn)、快的設(shè)計(jì)要求。 附錄：題目大全 1、方案一：環(huán)型+星型 方案二：星型+星型 方案三：環(huán)型+環(huán)型（主干環(huán)型+支線星型）試總結(jié)方案一至三的優(yōu)缺點(diǎn)及適應(yīng)環(huán)境？ 2、“分布式控制理論與技術(shù)”發(fā)展過程經(jīng)歷了哪幾個(gè)階段？每個(gè)階段有何特點(diǎn)？ 答：四個(gè)階段。 3、 元器件、PLG計(jì)算機(jī)的發(fā)展對“分布式控制理論與技術(shù)”有何促進(jìn)作用？ 4、模擬系統(tǒng)與數(shù)字系統(tǒng)有何區(qū)別？ 5、監(jiān)測與監(jiān)控的內(nèi)涵是什么？各自用在什么情況？ 象。 6、常規(guī)儀表與計(jì)算機(jī)混合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？ 7、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是硬件控制還是軟件控制？ 8、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組態(tài)單回路控制的流程？ 9、DCS勺發(fā)展有那幾個(gè)結(jié)合？ 10、現(xiàn)場總線的In ternet體系有哪幾層？每層作用是什么？ 11、現(xiàn)場總線僅僅是一對線嗎？為什么？ 12、請解釋現(xiàn)場總線含義？ 1