集散控制系統(tǒng)原理及應(yīng)用

1、題型：填空51*1'解答；綜合；計(jì)算復(fù)習(xí)范圍：1 集散控制系統(tǒng)有什么優(yōu)點(diǎn)為什么集散控制系統(tǒng)要分散控制，集中管理答：集散控制系統(tǒng)，與模擬電動(dòng)儀表比較，它具有連接方便采用軟連接方法時(shí)控制策略更改容易顯示方式靈活顯示內(nèi)容多樣數(shù)據(jù)儲(chǔ)存量大等優(yōu)點(diǎn)；與計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)比較，它具有操作監(jiān)督方便危險(xiǎn)分散功能分散等優(yōu)點(diǎn)。分散控制為了分散危險(xiǎn)，集中管理為了便于操作管理。2 開(kāi)放系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是什么集散控制系統(tǒng)為什么是開(kāi)放系統(tǒng)答：開(kāi)放系統(tǒng)是以規(guī)范化與實(shí)際存在的接口標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)而建立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及相關(guān)的通信系統(tǒng)，這些標(biāo)準(zhǔn)可為各種應(yīng)用系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)提供軟件的可移植性系統(tǒng)的互操作性信息資源管理的靈活性和更

2、大的用戶(hù)可選擇性。集散控制系統(tǒng)的開(kāi)放性表現(xiàn)在下列方面：。1可移植性；。2可操作性；。3可適應(yīng)性；。4可用性；3 集散控制系統(tǒng)的發(fā)展方向是什么信息化和集成化與集散控制系統(tǒng)的關(guān)系是怎樣的答：向上整合企業(yè)信息網(wǎng)，管控一體化；向下集成現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，全數(shù)字化控制解決控制系統(tǒng)的“孤島”現(xiàn)象。4現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)與集散控制系統(tǒng)之間是如何統(tǒng)一在分散控制集中管理的特點(diǎn)的5目前，無(wú)線連接是否能夠替代現(xiàn)場(chǎng)總線還存在什么問(wèn)題答：不能。6 網(wǎng)絡(luò)化指什么答：網(wǎng)絡(luò)化分為工業(yè)以太網(wǎng)和儀表網(wǎng)絡(luò)化。儀表網(wǎng)絡(luò)化是實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵，網(wǎng)絡(luò)化儀表除具有常規(guī)儀表各種功能外，還帶有通信功能，可以通過(guò)通信線路直接實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)通信，

3、儀表網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)不受時(shí)間和地域限制，安裝簡(jiǎn)單方便，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠。7 功能安全指什么答：按照IEC61508定義的功能安全為：與受控設(shè)備（EUC或受控設(shè)備的控制系統(tǒng)（或過(guò)程）有關(guān)的整體安全的組成部分，它決定于電氣/電子/可編程設(shè)備（E/E/PE）安全相關(guān)系統(tǒng)其他技術(shù)安全相關(guān)系統(tǒng)和外部風(fēng)險(xiǎn)降低設(shè)施功能的正確執(zhí)行。8 試述集散控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成和各層的主要功能答：集散控制系統(tǒng)都由三大基本部分組成：即分散過(guò)程控制裝置部分集中操作管理系統(tǒng)部分通信系統(tǒng)部分?，F(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)：實(shí)時(shí)采集過(guò)程數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)字信號(hào)；輸出過(guò)程操縱命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程的操縱和控制；進(jìn)行直接數(shù)字控制；完成與過(guò)程裝置控制級(jí)的數(shù)據(jù)通

4、信；對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和診斷。過(guò)程裝置控制級(jí)：實(shí)時(shí)采集過(guò)程數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理；數(shù)據(jù)的監(jiān)視和存儲(chǔ)；實(shí)施連續(xù)、離散、批量、順序和混合控制的運(yùn)算，并輸出控制作用；數(shù)據(jù)和設(shè)備的自診斷，數(shù)據(jù)通信。車(chē)間操作管理級(jí)：數(shù)據(jù)顯示和記錄；過(guò)程操作；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和壓縮歸檔；系統(tǒng)組態(tài)、維護(hù)和優(yōu)化運(yùn)算；數(shù)據(jù)通信；報(bào)表打印和操作畫(huà)面硬拷貝。全廠優(yōu)化調(diào)度管理級(jí)：優(yōu)化控制；協(xié)調(diào)和調(diào)度各車(chē)間生產(chǎn)計(jì)劃和各有關(guān)部門(mén)的關(guān)系；主要數(shù)據(jù)顯示、存儲(chǔ)和打印；數(shù)據(jù)通信。9、什么是遞階控制系統(tǒng)它主要有哪些結(jié)構(gòu)說(shuō)明他們的特點(diǎn)。答：遞階控制系統(tǒng)是金字塔結(jié)構(gòu)，同一級(jí)的各決策子系統(tǒng)可同時(shí)對(duì)其下級(jí)系統(tǒng)施加作用，同時(shí)又受到上級(jí)的干預(yù)，子系統(tǒng)可通過(guò)上

5、級(jí)相互交換信息。主要包括分層結(jié)構(gòu)：按系統(tǒng)中決策的復(fù)雜性分級(jí)；多級(jí)結(jié)構(gòu)：為減少同一級(jí)的各子系統(tǒng)之間的信息的交換和決策的沖突，在分散的各決策子系統(tǒng)上添加一級(jí)協(xié)調(diào)級(jí)，用于下級(jí)決策的協(xié)調(diào)和信息的交換；多重結(jié)構(gòu)：是指用一組模型從不同角度對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行描述的多級(jí)結(jié)構(gòu)。10、為什么說(shuō)集散控制系統(tǒng)是遞階控制系統(tǒng)答：集散控制系統(tǒng)是金字塔結(jié)構(gòu)，同一級(jí)的各決策子系統(tǒng)可同時(shí)對(duì)其下級(jí)系統(tǒng)施加作用，同時(shí)又受到上級(jí)的干預(yù)，子系統(tǒng)可通過(guò)上級(jí)相互交換信息。所以說(shuō)集散控制系統(tǒng)是遞階控制系統(tǒng)。11、分散控制系統(tǒng)主要是什么分散集散控制系統(tǒng)為什么是分散控制系統(tǒng)答：分散控制系統(tǒng)主要表現(xiàn)為下列幾個(gè)方面：組織人事的分散；地域的分散；功能的分散；

6、3負(fù)荷的分散。大多數(shù)集散控制系統(tǒng)采用復(fù)合型分散控制結(jié)構(gòu)，它是水平和垂直型的結(jié)合，各子系統(tǒng)各自管理的同時(shí)，形成上下階層關(guān)系。各子系統(tǒng)有較復(fù)雜的獨(dú)立性，上位系統(tǒng)的故障不影響下位子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換和各自的功能。12、冗余化結(jié)構(gòu)有什么有點(diǎn)和缺點(diǎn)集散控制系統(tǒng)中常采用哪些冗余方式答：集散控制系統(tǒng)的冗余方式主要有：C1同步運(yùn)轉(zhuǎn)方式；待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方式；后退運(yùn)轉(zhuǎn)方式；多級(jí)操作方式。13、常用的集散控制系統(tǒng)有哪些結(jié)構(gòu)類(lèi)型不同制造商的集散控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別嗎答：集散控制系統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類(lèi)型如下：。i模件化控制站+與MAP1容的寬帶、載帶局域網(wǎng)+言息綜合管理系統(tǒng)；。2分散過(guò)程控制裝置+局域網(wǎng)+信息管理系統(tǒng)；。3分散

7、過(guò)程控制站+高速數(shù)據(jù)公路+數(shù)據(jù)站+上位機(jī)；O可編程控制器（PLQ+通信系統(tǒng)+B作管理站；單（多）回路控制器+通信系統(tǒng)+操作管理站。不管采用哪種類(lèi)型，集散控制系統(tǒng)都有三大基本部分。14、以某一集散控制系統(tǒng)為例，說(shuō)明集散控制系統(tǒng)的構(gòu)成。答：ExperionPKS系統(tǒng)包括：分散過(guò)程控制裝置：包括C200和C300混合控制器，輸入輸出子系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備；操作和管理裝置：包括服務(wù)器、操作占、數(shù)字視頻管理站DVM、應(yīng)用控制環(huán)境ACE、eSERVE；R通信系統(tǒng)：包括第0層（現(xiàn)場(chǎng)總線層）、第一層、第二層、第三層、DMZ1、第四層、容錯(cuò)以太網(wǎng)、ControlNet現(xiàn)場(chǎng)總線；ExperionPKS系統(tǒng)軟件等構(gòu)成

8、。15現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)構(gòu)成與傳統(tǒng)集散控制系統(tǒng)構(gòu)成的主要區(qū)別是什么答：。分散控制、集中管理：集散控制系統(tǒng)分散尚不夠徹底，分散到設(shè)備或者裝置級(jí)，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)將基礎(chǔ)控制分散到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)；C2數(shù)字傳輸技術(shù)：現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)采用數(shù)字傳輸技術(shù)代替模擬傳輸技術(shù)；。3通信傳輸?shù)牟顒e：集散控制系統(tǒng)傳輸?shù)男盘?hào)是420mA莫擬信號(hào)，采用HAR帥議儀表的傳輸采用混合傳輸，即420mA莫擬信號(hào)加數(shù)字信號(hào)，而現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸?shù)男盘?hào)是數(shù)字信號(hào)。16常用分散過(guò)程控制裝置的主要構(gòu)成有哪幾類(lèi)其構(gòu)成特點(diǎn)是什么答：分散過(guò)程控制裝置的構(gòu)成有以下幾類(lèi)：整體式結(jié)構(gòu)的構(gòu)成：整體式分散過(guò)程控制裝置的構(gòu)成采用回路控制器為主的形式，常采用盤(pán)裝儀表方式

9、，各儀表之間為分散結(jié)構(gòu)，各自獨(dú)立操作；分離式結(jié)構(gòu)的構(gòu)成：分離式分散過(guò)程裝置的構(gòu)成采用垂直分層的形式，常用語(yǔ)大規(guī)模的應(yīng)用。它的操作接口在上層操作管理級(jí)；冗余系統(tǒng)的構(gòu)成：整體分散過(guò)程控制裝置自身帶操作器；C4現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的構(gòu)成：現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)中，分散過(guò)程控制裝置由控制器現(xiàn)場(chǎng)總線和現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表組成。采用分離式的結(jié)構(gòu)，由現(xiàn)場(chǎng)總線主設(shè)備經(jīng)一根現(xiàn)場(chǎng)總線對(duì)掛接到該現(xiàn)場(chǎng)總線的設(shè)備進(jìn)行調(diào)度和管理，完成現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的控制功能。17集散控制系統(tǒng)的操作管理裝置的主要構(gòu)成有哪些其構(gòu)成特點(diǎn)是什么答：。集散控制系統(tǒng)的操作站vb;集散控制系統(tǒng)的工程師站；。3集散控制系統(tǒng)的操作管理站。18試述可靠性的定義。廣義可靠性和狹義

10、可靠性的主要區(qū)別是什么答；可靠性指機(jī)器零件或系統(tǒng)。在規(guī)定工作條件下，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)具有正常工作性能的能力。狹義的可靠性指一次性使用的機(jī)器零件或系統(tǒng)的使用壽命。廣義的可靠性是指可修復(fù)的機(jī)器零件或系統(tǒng)，在使用中不發(fā)生故障，一旦發(fā)生故障又易修復(fù)，使之具有經(jīng)常使用的性能，廣義可靠性包含可維修性。集散控制系統(tǒng)的可靠性指廣義的可靠性。19衡量可靠性的指標(biāo)主要有哪些假設(shè)單機(jī)系統(tǒng)的有效讀為%，用這樣的系統(tǒng)組成冗余的雙機(jī)系統(tǒng)，其有效度可達(dá)到多少答；0）可靠度、O2平均無(wú)故障時(shí)間MTBF0到發(fā)生故障的平均時(shí)間MTTFC4）故障率20集散控制系統(tǒng)是可修復(fù)系統(tǒng)么可修復(fù)系統(tǒng)是指什么可修復(fù)通常，集散控制系統(tǒng)的MTBF可達(dá)多

11、大的數(shù)量級(jí)答；是硬件和軟件可修復(fù)21提高可靠性的途徑有哪些在硬件和軟件方面各有什么措施答；O有效地利用以前的經(jīng)驗(yàn)。2盡可能減少零件件數(shù)，尤其是故障率高的零件數(shù)。采用標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。0檢查、調(diào)試和互換容易實(shí)現(xiàn)。零件的互換性好。采用可靠性特殊設(shè)計(jì)方法，例如可靠度分配技術(shù)冗余設(shè)計(jì)技術(shù)漂移設(shè)計(jì)技術(shù)極安全設(shè)計(jì)技術(shù)可靠性預(yù)測(cè)等。22集散控制系統(tǒng)中，通常對(duì)哪些部件系統(tǒng)要采用冗余結(jié)構(gòu)23什么是易操作性它包含哪些內(nèi)容答；集散控制系統(tǒng)的易操作性包括操作透明度易操作性容錯(cuò)技術(shù)安全性。集散控制系統(tǒng)易操作性是一個(gè)使用性能指標(biāo)，它與集散控制的整體性能有密切關(guān)系。24容錯(cuò)技術(shù)和冗余技術(shù)有什么不同容錯(cuò)以太網(wǎng)和冗余以太網(wǎng)在應(yīng)用時(shí)

12、各有什么特點(diǎn)答；。0這里討論的容錯(cuò)技術(shù)與為提高系統(tǒng)可靠性采用的容錯(cuò)技術(shù)稍有區(qū)別。后者主要指系統(tǒng)中某部分故障時(shí)，系統(tǒng)仍能夠正常運(yùn)行或降級(jí)運(yùn)行。前者則指系統(tǒng)運(yùn)行中由于誤操作時(shí)，系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。C2冗余技術(shù)是高級(jí)的可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)。冗余設(shè)計(jì)并不是簡(jiǎn)單地從故障設(shè)備切換到冗余設(shè)備，它需要硬件軟件和通信等部件的相互協(xié)調(diào)才能實(shí)現(xiàn)。25集散控制系統(tǒng)的安全措施指什么答；。用戶(hù)識(shí)別和確認(rèn)通信網(wǎng)絡(luò)的安全性功能安全。26可組態(tài)性是什么為什么在集散控制系統(tǒng)中用功能模塊或算法實(shí)現(xiàn)控制策略的組態(tài)要完成一個(gè)單回路控系統(tǒng)的組態(tài)至少要使用哪幾類(lèi)功能模塊畫(huà)出組態(tài)框圖。答；集散控制系統(tǒng)的可組態(tài)性是使用性能指標(biāo)。27如何評(píng)價(jià)集散控制系

13、統(tǒng)的可組態(tài)性對(duì)過(guò)程控制畫(huà)面組態(tài)有什么要求答；它與集散控制系統(tǒng)本身具有的組態(tài)軟件高級(jí)控制算法的特點(diǎn)采用的共享數(shù)據(jù)庫(kù)性能系統(tǒng)程序應(yīng)用程序和運(yùn)算速度等有關(guān)，也與組態(tài)人員的操作技能有關(guān)。對(duì)以給定的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所選集散控制系統(tǒng)能否實(shí)施這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；當(dāng)控制方式控制方案變化時(shí)，該系統(tǒng)能否按照需要的方式過(guò)渡，這些都是可組態(tài)性應(yīng)考慮的問(wèn)題。28什么是集散控制系統(tǒng)的可擴(kuò)展性主要表現(xiàn)在哪里答：0集散控制系統(tǒng)分散過(guò)程控制裝置的機(jī)柜或機(jī)架內(nèi)有足夠空間增加輸入輸出卡件。這些卡件是同一系統(tǒng)產(chǎn)品。此外，CPU應(yīng)有能力對(duì)增加的卡件和相應(yīng)的控制算法進(jìn)行處理。集散控制系統(tǒng)的許多設(shè)備通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)系，在生產(chǎn)發(fā)展需要時(shí)應(yīng)能方便

14、地增加設(shè)備或刪除設(shè)備。集散控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)可隨生產(chǎn)的發(fā)展或聯(lián)網(wǎng)的要求而擴(kuò)展延伸。集散控制系統(tǒng)是全開(kāi)放結(jié)構(gòu)，它允許符合開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的其他廠商集散控制系統(tǒng)與其通信，也允許其他本身連接到其他廠商的集散系統(tǒng)中。這里，包括現(xiàn)場(chǎng)總線上掛接的現(xiàn)場(chǎng)智能儀表。29對(duì)集散控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性應(yīng)從哪些方面考慮答：CD通信速率C2媒體存取控制減小無(wú)效通信量實(shí)時(shí)控制的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和多任務(wù)應(yīng)用軟件。30集散控制系統(tǒng)選型實(shí)主要考慮哪些性能指標(biāo)答：O可靠性易操作性可組態(tài)性C4可擴(kuò)展性實(shí)時(shí)性環(huán)境適應(yīng)性開(kāi)放性經(jīng)濟(jì)性。31可靠度指機(jī)器零件或系統(tǒng)從開(kāi)始工作起，在規(guī)定的使用條件下的工作周期內(nèi)，達(dá)到所41集散控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)【畫(huà)法基本設(shè)計(jì)方案】規(guī)定的性能，即無(wú)故障正常狀態(tài)的概率，用R(t)表示。32、平均無(wú)故障時(shí)間MTBF指可以邊修理邊使用的機(jī)器、零件或系統(tǒng)，相鄰故障期間正常工作時(shí)間的平均值33、到發(fā)生故障的平均時(shí)間MTTF指不能修理的機(jī)器、零件或系統(tǒng)，到發(fā)生故障為止的工作時(shí)間的平均值。他是不可修理產(chǎn)品的平均壽命34故障率指瞬時(shí)故障率，它指能工作到某個(gè)時(shí)間的機(jī)器零件或系統(tǒng)，在連續(xù)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的比例。