集散控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)題

1、集散控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)題v 1. 什么是集散控制系統(tǒng)？ 答：將微處理器作為核心的集中分散控制系統(tǒng)。利用控制技術(shù)（Control）、計算機技術(shù)（Computer）、通信技術(shù)（Communication）和陰極射線管（CRT）顯示技術(shù)4C技術(shù)，對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的新型控制系統(tǒng)。主要特點：集中管理、分散控制。v 2. 簡述DCS的發(fā)展階段及每個階段的主要特點。第一階段（初創(chuàng)期）（19751980年） DCS的雛形，三大組成部分：過程控制裝置，操作管理裝置，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)?；咎攸c：集中管理、分散控制；融入4C技術(shù)，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)為初級局域網(wǎng)。比較注重控制功能的實現(xiàn)，設(shè)計重點是現(xiàn)場控制

2、站，直接控制功能成熟可靠，人機界面功能相對較弱。各個廠家的系統(tǒng)均由專有產(chǎn)品構(gòu)成。第二階段（成熟期）（19801985年）特點：引入局域網(wǎng)作為系統(tǒng)骨干，使得系統(tǒng)的規(guī)模容量進一步增加，并且有擴充的余地。在功能上也逐步完善，除回路控制以外，增加了與順序控制、邏輯控制相結(jié)合。 加強管理站功能，可實現(xiàn)優(yōu)化控制和生產(chǎn)管理功能。人機界面功能也有顯著的改善，通過CRT的顯示能得到更多的生產(chǎn)和系統(tǒng)控制信息。系統(tǒng)的開放性仍然很差。第三階段（擴展期）（1985年以后）主要特征：開放系統(tǒng)特點：增加了上層網(wǎng)絡(luò)，將生產(chǎn)的管理功能納入系統(tǒng)中。形成直接控制、監(jiān)督控制和協(xié)調(diào)優(yōu)化、上層管理的現(xiàn)代DCS的標準體系結(jié)構(gòu)。各種DCS的

3、差異體現(xiàn)在不同行業(yè)應(yīng)用的控制方法和高層管理功能上。 另外組態(tài)實現(xiàn)標準化，支持IEC 61131-3所定義的五種編程語言。系統(tǒng)的開放性有很大的提高，構(gòu)成系統(tǒng)的產(chǎn)品不再專有化?，F(xiàn)場總線技術(shù)也開始應(yīng)用到系統(tǒng)中。第四階段（新一代DCS）（90年代后期）管控一體化特點： 引入企業(yè)信息網(wǎng)，更加注重信息化和集成化；以實現(xiàn)管控一體化，采用C/S的結(jié)構(gòu)，可以直接連到Internet；FCS進一步分散化；I/O處理單元小型化、智能化、低成本；平臺的開放型與應(yīng)用的專業(yè)化。v 3. OSI通信參考模型和TCP/IP模型相同與不同點相同：它們都是基于獨立的協(xié)議棧的概念。而且，層的功能也大體相似。傳輸層及傳輸層以上的層都

4、為希望通信的進程提供端到端的、與網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的傳輸服務(wù)。不同點：OSI模型有3個主要概念：（1）服務(wù)；（2）接口；（3）協(xié)議?？赡躉SI模型的最大貢獻就是使這3個概念之間的區(qū)別明確化了；TCP/IP參考模型最初沒有明確區(qū)分服務(wù)、接口和協(xié)議，例如，互聯(lián)網(wǎng)層提供的真正服務(wù)只是發(fā)送IP分組（SEND IP PACKET）和接收IP分組（RECEIVE IP PACKET）。因此，OSI模型中的協(xié)議比TCPIP參考模型的協(xié)議具有更好的隱藏性，在技術(shù)發(fā)生變化時能相對比較容易地替換掉。最初把協(xié)議分層的主要目的之一就是能做這樣的替換。 OSI參考模型產(chǎn)生在協(xié)議發(fā)明之前。這意味著該模型沒有偏向于任何特定的協(xié)議，因

5、此非常通用。不利的方面是設(shè)計者在協(xié)議方面沒有太多的經(jīng)驗，因此不知道該把哪些功能放到哪一層最好；TCPIP卻正好相反。首先出現(xiàn)的是協(xié)議，模型實際上是對已有協(xié)議的描述。不會出現(xiàn)協(xié)議不能匹配模型的情況。唯一的問題是該模型不適合于任何其它協(xié)議棧。 OSI模型有7層，而TCP/IP模型只有4層。OSI模型在網(wǎng)絡(luò)層支持無連接和面向連接的通信，但在傳輸層僅有面向連接的通信；TCPIP模型在網(wǎng)絡(luò)層僅有一種通信模式（無連接），但在傳輸層支持兩種模式，給了用戶選的機會。v 5. 工程師站的主要功能有哪些？答：工程師站主要功能包括：1）系統(tǒng)維護功能。系統(tǒng)維護是對系統(tǒng)做定期檢查和維護。2）系統(tǒng)管理功能。主要用來管理系

6、統(tǒng)文件：一是將組態(tài)文件自動加上信息，生成規(guī)定格式的文件，便于保存、檢索和傳送；二是對這些文件進行復(fù)制、對照、列表、初始化或重新建立等。3）系統(tǒng)組態(tài)功能。系統(tǒng)組態(tài)功能用來生成和變更操作員站和現(xiàn)場控制站的功能。4）系統(tǒng)測試功能。系統(tǒng)測試功能用來檢查組態(tài)后系統(tǒng)的工作情況，包括對反饋控制回路的測試核對順序控制狀態(tài)的測試。v 6. 控制系統(tǒng)組態(tài)應(yīng)包括的內(nèi)容有哪些？硬件組態(tài)：控制器、輸入（輸出）卡件、安全柵、繼電器、端子排、空開、信號線、電纜線3 k: A. V' a7 z: x軟件組態(tài)：系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、變量定義、控制策略組態(tài)、靜態(tài)畫面、動態(tài)鏈接、實時趨勢、歷史趨勢、PID參數(shù)整定、通訊組態(tài)1系統(tǒng)組

7、態(tài) 主要是硬件的分配 根據(jù)系統(tǒng)的大小 完成系統(tǒng)的構(gòu)成 多由廠家完成& Z4 Q, p; J8 a2應(yīng)用組態(tài) 系統(tǒng)點的分配 控制回路的組態(tài) 畫面的組態(tài) 歷史報警的組態(tài)等待等v 7. DCS的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特點有哪些？(1) 傳輸速率具有快速的實時響應(yīng)能力。一般辦公室自動化計算機局部網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時間為2s6s，而它要求的時間為0.01s0.5s。(2) 誤碼率具有極高的可靠性。須連續(xù)、準確運行。(3) 開放性適應(yīng)于惡劣環(huán)境下工作。能抗電源干擾、雷擊干擾、電磁干擾和接地電位差干擾。(4) 互操作性分層結(jié)構(gòu)。例如分為現(xiàn)場總線、車間級網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和工廠級網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等不同層次。v 8.為提高現(xiàn)場控制站可靠性

8、應(yīng)考慮哪些問題？答：現(xiàn)場控制站是直接與生產(chǎn)過程相聯(lián)系的單元，自然對它提出了很高的可靠性要求。DCS的固有可靠性是在設(shè)計系統(tǒng)式就產(chǎn)生的，設(shè)計時將系統(tǒng)的可靠性指標分解到各個單元。 系統(tǒng)元器件。構(gòu)成DCS的最小單位是元器件，任何一個元器件的故障都可能影響系統(tǒng)完成規(guī)定的功能，因此在元器件級采取以下主要措施，以確保元器件的高可靠性：選用CMOS電路與專用集成電路，提高可靠性；對各個模塊全部進行高溫老化和高低溫沖擊試驗，用以發(fā)現(xiàn)印制電路板與焊接的缺陷，保證無故障平均工作時間達數(shù)十萬小時。 系統(tǒng)單元級的可靠性設(shè)計。為了保證整個系統(tǒng)的可靠性，必須提高系統(tǒng)各組單元的在內(nèi)的可靠性和系統(tǒng)抵抗外部故障因素的能力。 系

9、統(tǒng)的冗余措施。冗余即是在系統(tǒng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)配備了并聯(lián)的備份模件，采用在線并聯(lián)或離線熱備份方式工作。 系統(tǒng)故障隔離措施。系統(tǒng)在設(shè)計中充分考慮了危險分散及危險隔離原則。系統(tǒng)迅速排除故障措施。DCS本身是可修復(fù)性系統(tǒng)，又放在工業(yè)現(xiàn)場，且長期不停機運行，因此故障是難免的，就要求設(shè)計的DCS盡量減 少平均故障修復(fù)時間，以保證系統(tǒng)故障影響最小。v 9. 試述集散控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和各層主要功能?；緲?gòu)成：分散過程控制裝置部分；集中操作和管理系統(tǒng)部分；通信系統(tǒng)部分集散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征：遞階控制 結(jié)構(gòu)；分散控制 結(jié)構(gòu)；冗余控制 結(jié)構(gòu)1、 現(xiàn)場控制級的功能，部分或完全完成過程控制級的功能：采集過程數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；輸出過程操作命令；進行直接數(shù)字控制；完成與過程裝置控制級的數(shù)據(jù)通信；對現(xiàn)場控制級的設(shè)備進行檢測和診斷。2、 過程裝置控制級的功能：采集過程數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理；數(shù)據(jù)的監(jiān)視和存儲；實施連續(xù)、批量或順序控制的運算和輸出控制作用；數(shù)據(jù)和設(shè)備的自診斷；數(shù)據(jù)通信。3、 車間操作管理級的功能：數(shù)據(jù)顯示與記錄；過程操作（含組態(tài)操作