集散控制系統(tǒng)原理及應用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)題型：填空 51*1；解答；綜合；計算復習范圍：集散控制系統(tǒng)有什么優(yōu)點？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)，與模擬電動儀表比較，它具有連接方便、采用軟連接方法時控制策略更改容易、顯示方式靈活、顯示內(nèi)容多樣、數(shù)據(jù)儲存量大等優(yōu)點；與計算機集中控制系統(tǒng)比較，它具有操作監(jiān)督方便、危險分散、功能分散等優(yōu)點。分散控制為了分散危險，集中管理為了便于操作管理。開放系統(tǒng)的主要特點是什么？集散控制系統(tǒng)為什么是開放系統(tǒng)？答：開放系統(tǒng)是以規(guī)范化與實際存在的接口標準為依據(jù)而

2、建立的計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)及相關的通信系統(tǒng)，這些標準可為各種應用系統(tǒng)的標準平臺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大的用戶可選擇性。集散控制系統(tǒng)的開放性表現(xiàn)在下列方面： eq oac(,1)可移植性； eq oac(,2)可操作性； eq oac(,3)可適應性； eq oac(,4)可用性；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?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)與集散控制系統(tǒng)之間是如何統(tǒng)一在分散控制、集中管理的特點的？目前，無線連接是否能夠替代現(xiàn)場

3、總線？還存在什么問題？答：不能。網(wǎng)絡化指什么？答：網(wǎng)絡化分為工業(yè)以太網(wǎng)和儀表網(wǎng)絡化。儀表網(wǎng)絡化是實現(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡的關鍵，網(wǎng)絡化儀表除具有常規(guī)儀表各種功能外，還帶有通信功能，可以通過通信線路直接實現(xiàn)與計算機聯(lián)網(wǎng)通信，儀表網(wǎng)絡化系統(tǒng)不受時間和地域限制，安裝簡單方便，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠。功能安全指什么？答：按照IEC61508定義的功能安全為：與受控設備（EUC）或受控設備的控制系統(tǒng)（或過程）有關的整體安全的組成部分，它決定于電氣/電子/可編程設備（E/E/PE）安全相關系統(tǒng)、其他技術(shù)安全相關系統(tǒng)和外部風險降低設施功能的正確執(zhí)行。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

4、分組成：即分散過程控制裝置部分、集中操作管理系統(tǒng)部分、通信系統(tǒng)部分?，F(xiàn)場控制級：實時采集過程數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場總線數(shù)字信號；輸出過程操縱命令，實現(xiàn)對過程的操縱和控制；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)場控制級設備進行監(jiān)控和診斷。過程裝置控制級：實時采集過程數(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)、離散、批量、順序和混合控制的運算，并輸出控制作用；數(shù)據(jù)和設備的自診斷，數(shù)據(jù)通信。車間操作管理級：數(shù)據(jù)顯示和記錄；過程操作；數(shù)據(jù)存儲和壓縮歸檔；系統(tǒng)組態(tài)、維護和優(yōu)化運算；數(shù)據(jù)通信；報表打印和操作畫面硬拷貝。全廠優(yōu)化調(diào)度管理級：優(yōu)化控制；協(xié)調(diào)和調(diào)度各車間生產(chǎn)計劃和各有關

5、部門的關系；主要數(shù)據(jù)顯示、存儲和打?。粩?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)？說明他們的特點。答：遞階控制系統(tǒng)是金字塔結(jié)構(gòu)，同一級的各決策子系統(tǒng)可同時對其下級系統(tǒng)施加作用，同時又受到上級的干預，子系統(tǒng)可通過上級相互交換信息。主要包括分層結(jié)構(gòu)：按系統(tǒng)中決策的復雜性分級；多級結(jié)構(gòu)：為減少同一級的各子系統(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)上添加一級協(xié)調(diào)級，用于下級決策的協(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系統(tǒng)進行描述的多級結(jié)構(gòu)。為什么說集散控制系統(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)，同一級的各決策子系統(tǒng)可同時對其下級系統(tǒng)施加作用，同時又受到上級

6、的干預，子系統(tǒng)可通過上級相互交換信息。所以說集散控制系統(tǒng)是遞階控制系統(tǒng)。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)為下列幾個方面： eq oac(,1)組織人事的分散； eq oac(,2)地域的分散； eq oac(,3)功能的分散； eq oac(,4)負荷的分散。大多數(shù)集散控制系統(tǒng)采用復合型分散控制結(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，形成上下階層關系。各子系統(tǒng)有較復雜的獨立性，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。冗余化結(jié)構(gòu)有什么有點和缺點？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：

7、 eq oac(,1)同步運轉(zhuǎn)方式； eq oac(,2)待機運轉(zhuǎn)方式； eq oac(,3)后退運轉(zhuǎn)方式； eq oac(,4)多級操作方式。常用的集散控制系統(tǒng)有哪些結(jié)構(gòu)類型？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)類型如下： eq oac(,1)模件化控制站+與MAP兼容的寬帶、載帶局域網(wǎng)+信息綜合管理系統(tǒng)； eq oac(,2)分散過程控制裝置+局域網(wǎng)+信息管理系統(tǒng)； eq oac(,3)分散過程控制站+高速數(shù)據(jù)公路+數(shù)據(jù)站+上位機； eq oac(,4)可編程控制器（PLC）+通信系統(tǒng)+操作管理站； eq oac(,5)單（多）回路控制器+通信系統(tǒng)+操作

8、管理站。不管采用哪種類型，集散控制系統(tǒng)都有三大基本部分。以某一集散控制系統(tǒng)為例，說明集散控制系統(tǒng)的構(gòu)成。答：Experion PKS系統(tǒng)包括：分散過程控制裝置：包括C200和C300混合控制器，輸入輸出子系統(tǒng)、現(xiàn)場總線設備；操作和管理裝置：包括服務器、操作占、數(shù)字視頻管理站DVM、應用控制環(huán)境ACE、eSERVER；通信系統(tǒng)：包括第0層（現(xiàn)場總線層）、第一層、第二層、第三層、DMZ層、第四層、容錯以太網(wǎng)、ControlNet現(xiàn)場總線；Experion PKS系統(tǒng)軟件等構(gòu)成?，F(xiàn)場總線控制系統(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： eq oac(,1)分散控制、集中管理：集散控制系統(tǒng)分散

9、尚不夠徹底，分散到設備或者裝置級，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)將基礎控制分散到現(xiàn)場級； eq oac(,2)數(shù)字傳輸技術(shù)：現(xiàn)場總線控制技術(shù)采用數(shù)字傳輸技術(shù)代替模擬傳輸技術(shù)； eq oac(,3)通信傳輸?shù)牟顒e：集散控制系統(tǒng)傳輸?shù)男盘柺?20mA模擬信號，采用HART協(xié)議儀表的傳輸采用混合傳輸，即420mA模擬信號加數(shù)字信號，而現(xiàn)場總線傳輸?shù)男盘柺菙?shù)字信號。常用分散過程控制裝置的主要構(gòu)成有哪幾類？其構(gòu)成特點是什么？答：分散過程控制裝置的構(gòu)成有以下幾類： eq oac(,1)整體式結(jié)構(gòu)的構(gòu)成：整體式分散過程控制裝置的構(gòu)成采用回路控制器為主的形式，常采用盤裝儀表方式，各儀表之間為分散結(jié)構(gòu)，各自獨立操作； eq

10、oac(,2)分離式結(jié)構(gòu)的構(gòu)成：分離式分散過程裝置的構(gòu)成采用垂直分層的形式，常用語大規(guī)模的應用。它的操作接口在上層操作管理級； eq oac(,3)冗余系統(tǒng)的構(gòu)成：整體分散過程控制裝置自身帶操作器； eq oac(,4)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的構(gòu)成：現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中，分散過程控制裝置由控制器、現(xiàn)場總線和現(xiàn)場總線智能儀表組成。采用分離式的結(jié)構(gòu)，由現(xiàn)場總線主設備經(jīng)一根現(xiàn)場總線對掛接到該現(xiàn)場總線的設備進行調(diào)度和管理，完成現(xiàn)場級的控制功能。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)成特點是什么？答： eq oac(,1)集散控制系統(tǒng)的操作站vb； eq oac(,2)集散控制系統(tǒng)的工程師站； eq

11、oac(,3)集散控制系統(tǒng)的操作管理站。18、試述可靠性的定義。廣義可靠性和狹義可靠性的主要區(qū)別是什么？ 答；可靠性指機器、零件或系統(tǒng)。在規(guī)定工作條件下，在規(guī)定時間內(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器、零件或系統(tǒng)的使用壽命。廣義的可靠性是指可修復的機器、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，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、衡量可靠性的指標主要有哪些？假設單機系統(tǒng)的有效讀為99.9%，用這樣的系統(tǒng)組成冗余的雙機系統(tǒng)，其有效度可達到多少？ 答； eq oac(,1)可靠度、 eq oac(,2)平均無故障

12、時間MTBF、 eq oac(,3)到發(fā)生故障的平均時間MTTF eq oac(,4) 故障率20、集散控制系統(tǒng)是可修復系統(tǒng)么？可修復系統(tǒng)是指什么可修復？通常，集散控制系統(tǒng)的MTBF可達多大的數(shù)量級？ 答； eq oac(,1)是 eq oac(,2)硬件和軟件可修復 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； eq oac(,1) 有效地利用以前的經(jīng)驗。 eq oac(,2) 盡可能減少零件件數(shù)，尤其是故障率高的零件數(shù)。 eq oac(,3)采用標準化的產(chǎn)品。 eq oac(,4)檢查、調(diào)試和互換容易實現(xiàn)。 eq oac(,5)零件的互換性好。 eq oac(,6)采

13、用可靠性特殊設計方法，例如可靠度分配技術(shù)、冗余設計技術(shù)、漂移設計技術(shù)、極安全設計技術(shù)、可靠性預測等。22、集散控制系統(tǒng)中，通常對哪些部件、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、容錯技術(shù)、安全性。集散控制系統(tǒng)易操作性是一個使用性能指標，它與集散控制的整體性能有密切關系。24、容錯技術(shù)和冗余技術(shù)有什么不同？容錯以太網(wǎng)和冗余以太網(wǎng)在應用時各有什么特點？ 答；。 eq oac(,1)這里討論的容錯技術(shù)與為提高系統(tǒng)可靠性采用的容錯技術(shù)稍有區(qū)別。后者主要指系統(tǒng)中某部分故障時，系統(tǒng)仍能夠正常運行或降級運行。前者則指系統(tǒng)運行中由于誤操作

14、時，系統(tǒng)仍能正常運行。 eq oac(,2)冗余技術(shù)是高級的可靠性設計技術(shù)。冗余設計并不是簡單地從故障設備切換到冗余設備，它需要硬件、軟件和通信等部件的相互協(xié)調(diào)才能實現(xiàn)。25、集散控制系統(tǒng)的安全措施指什么？ 答； eq oac(,1)用戶識別和確認 eq oac(,2)通信網(wǎng)絡的安全性 eq oac(,3)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現(xiàn)控制策略的組態(tài)？要完成一個單回路控系統(tǒng)的組態(tài)至少要使用哪幾類功能模塊？畫出組態(tài)框圖。 答；集散控制系統(tǒng)的可組態(tài)性是使用性能指標。27、如何評價集散控制系統(tǒng)的可組態(tài)性？對過程控制畫面組態(tài)有什么要求？ 答；它與集散控制系統(tǒng)

15、本身具有的組態(tài)軟件、高級控制算法的特點、采用的共享數(shù)據(jù)庫性能、系統(tǒng)程序、應用程序和運算速度等有關，也與組態(tài)人員的操作技能有關。對以給定的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所選集散控制系統(tǒng)能否實施這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；當控制方式、控制方案變化時，該系統(tǒng)能否按照需要的方式過渡，這些都是可組態(tài)性應考慮的問題。28、什么是集散控制系統(tǒng)的可擴展性？主要表現(xiàn)在哪里？ 答： eq oac(,1)集散控制系統(tǒng)分散過程控制裝置的機柜或機架內(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應有能力對增加的卡件和相應的控制算法進行處理。 eq oac(,2)集散控制系統(tǒng)的許多設備通過通信網(wǎng)絡進行聯(lián)系，在生產(chǎn)發(fā)展需要時應能方便

16、地增加設備或刪除設備。 eq oac(,3)集散控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡可隨生產(chǎn)的發(fā)展或聯(lián)網(wǎng)的要求而擴展延伸。 eq oac(,4)集散控制系統(tǒng)是全開放結(jié)構(gòu)，它允許符合開放系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡協(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)場總線上掛接的現(xiàn)場智能儀表。29、對集散控制系統(tǒng)的實時性應從哪些方面考慮？ 答： eq oac(,1.)通信速率 eq oac(,2)媒體存取控制 eq oac(,3)減小無效通信量 eq oac(,4)實時控制的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和多任務 應用軟件。30、集散控制系統(tǒng)選型時主要考慮哪些性能指標？ 答： eq oac(,1)可靠性 eq oa

17、c(,2)易操作性 eq oac(,3)可組態(tài)性 eq oac(,4)可擴展性 eq oac(,5)實時性 eq oac(,5)環(huán)境適應性 eq oac(,6)開放性 eq oac(,7)經(jīng)濟性。31、可靠度指機器、零件或系統(tǒng)從開始工作起，在規(guī)定的使用條件下的工作周期內(nèi)，達到所規(guī)定的性能，即無故障正常狀態(tài)的概率，用R（t）表示。32、平均無故障時間MTBF 指可以邊修理邊使用的機器、零件或系統(tǒng)，相鄰故障期間正常工作時間的平均值33、到發(fā)生故障的平均時間MTTF指不能修理的機器、零件或系統(tǒng)，到發(fā)生故障為止的工作時間的平均值。他是不可修理產(chǎn)品的平均壽命34、故障率指瞬時故障率，它指能工作到某個時間的機器、零件或系統(tǒng)，在連續(xù)單位時間