分布式控制考試復(fù)習(xí)資料

1、第一次作業(yè)1. 大學(xué)的國(guó)際聲譽(yù)對(duì)本校學(xué)生有什么影響？2. 宏大的工程規(guī)模為工程科技人員的成長(zhǎng)提供了什么機(jī)會(huì)？答：機(jī)遇和影響主要是三個(gè)方面的。首先是工作崗位。宏大的工程規(guī)模為工程科技人員提供了大量的就業(yè)機(jī)會(huì)。其次是工程科技人員的理論和實(shí)踐相結(jié)合完成工程項(xiàng)目，其技術(shù)能力得到巨大的提升。最后是參與了大規(guī)模的工程項(xiàng)目之后其能力收到社會(huì)肯定，將有更多的發(fā)展機(jī)會(huì)。3. 我國(guó)的工程科技人力資源對(duì)國(guó)家發(fā)展有什么作用？答：現(xiàn)代社會(huì)是科技的社會(huì)，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。我國(guó)正處于發(fā)展上升的使其，有非常多的工程項(xiàng)目需要建設(shè)。國(guó)內(nèi)豐富的工程科技人力資源對(duì)于國(guó)家發(fā)展將起到全面推動(dòng)的作用。4. 中國(guó)大工程建設(shè)需要什么樣的人

2、才？答：中國(guó)大工程建設(shè)需要的人才是多種多樣的。首先是項(xiàng)目規(guī)劃和設(shè)計(jì)的人才，然后是工程建設(shè)人才，包括建筑人才，電氣設(shè)計(jì)及建造人才，自動(dòng)化人才等。最后是運(yùn)營(yíng)維護(hù)人才。5. 中國(guó)工程科技人才的培養(yǎng)模式有哪些？答：中國(guó)的工程技術(shù)人才培養(yǎng)的傳統(tǒng)模式分為專業(yè)技術(shù)型和研究導(dǎo)向型兩類。6. 中國(guó)未來(lái)發(fā)展迫切需要哪些類型工程人才？答：中國(guó)未來(lái)發(fā)展還迫切需要三類工程人才：技術(shù)集成創(chuàng)新人才、產(chǎn)品創(chuàng)意人才、工程經(jīng)營(yíng)管理人才。7. 創(chuàng)新型工程科技人才成才模式的綜合性包括哪些方面？答：創(chuàng)新型工程科技人才的培養(yǎng)不能僅僅通過(guò)理論學(xué)習(xí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其成長(zhǎng)成才需要通過(guò)綜合性的培養(yǎng)。主要包括以下幾個(gè)方面：1）理論學(xué)習(xí)；2）技術(shù)實(shí)踐；3）

3、多專業(yè)知識(shí)交叉；4）創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)；5）創(chuàng)業(yè)與市場(chǎng)能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練。第二次作業(yè)1. 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的基本條件有哪些？2. 試說(shuō)明遠(yuǎn)程控制的基本思路？3. 遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)、實(shí)驗(yàn)控制級(jí)和遠(yuǎn)程控制級(jí)包括哪些要素？答：遠(yuǎn)程控制級(jí)要素：a遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通過(guò)Internet與實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)工作站連接；b遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通過(guò)Internet與教師計(jì)算機(jī)工作站連接；c遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可以控制實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)工作站完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可以進(jìn)行可視化顯示、控制打印、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。4. 教學(xué)成果獎(jiǎng)所設(shè)計(jì)的知識(shí)領(lǐng)域和應(yīng)用行業(yè)有哪些？答：檢測(cè)與傳感技術(shù)：過(guò)程控制變量、運(yùn)動(dòng)控制變量電力電子技術(shù)：器件、電路、控制運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)：交、直流調(diào)速，開(kāi)閉

4、環(huán)控制現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)：P-bus、CAN-bus，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，從底層到頂層實(shí)現(xiàn)互聯(lián)、互通、互操作可編程邏輯控制技術(shù)：順序控制、邏輯控制、數(shù)?？刂凭W(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)：以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)Web數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等。造紙：電力拖動(dòng)系統(tǒng)（同步技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)）建材：水泥廠自動(dòng)化系統(tǒng)（窯、磨、配料）第三次作業(yè)1. 研究高壓電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)的目的及意義有哪些？答：三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)電流會(huì)達(dá)到額定電流的57倍。當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量相對(duì)較大時(shí)，該起動(dòng)電流將引起電網(wǎng)電壓的急劇下降，其結(jié)果會(huì)破壞同電網(wǎng)其他設(shè)備的正產(chǎn)運(yùn)行，甚至引起電網(wǎng)失去穩(wěn)定，造成更大的事故。電機(jī)直接全壓起動(dòng)時(shí)的大電流在電機(jī)定子

5、線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條上產(chǎn)生很大的沖擊力，會(huì)破壞繞組絕緣和造成鼠籠條斷裂，引起電機(jī)故障，大電流還會(huì)產(chǎn)生大量焦耳熱，損傷繞組絕緣，減少電機(jī)壽命。減少高壓電機(jī)起動(dòng)時(shí)造成的危害就是研究高壓電機(jī)軟起動(dòng)的目的所在。對(duì)于大功率高壓電動(dòng)機(jī)而言，軟起動(dòng)比直接起動(dòng)具有如下優(yōu)勢(shì)： 1）減少起動(dòng)過(guò)程引起的電網(wǎng)電壓下降，使之不影響共網(wǎng)其它電氣設(shè)備的正常運(yùn)行； 2）減小電動(dòng)機(jī)的沖擊電流，避免電動(dòng)機(jī)局部過(guò)熱，危害電動(dòng)機(jī)壽命； 3）減小硬起動(dòng)帶來(lái)的機(jī)械沖力，減緩傳動(dòng)機(jī)械（軸、嚙合齒輪等）的磨損； 4）減少電磁干擾，避免沖擊電流以電磁波的形式干擾電氣儀表的正常運(yùn)行。 研究高壓電機(jī)軟

6、起動(dòng)還能替代國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品，加上上述原因，對(duì)高壓電機(jī)軟啟動(dòng)的研究就具有十分重要的意義。2. 電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)的科學(xué)問(wèn)題包含哪幾方面？答：1）限流軟起動(dòng)；2）軟起動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償；3）軟起動(dòng)過(guò)程中的諧波抑制。3. 電力電子電抗器與機(jī)械式電抗器在結(jié)構(gòu)及原理上有什么區(qū)別？答：機(jī)械式電抗器采用的是單線圈的，通過(guò)機(jī)械調(diào)匝改變電抗器的繞組匝數(shù)來(lái)改變其電抗值。電力電子電抗器有一次、兩次兩個(gè)繞組，一次采用單繞組或多繞組結(jié)構(gòu)，二次采用分布式繞組或多繞組結(jié)構(gòu)，采用阻抗變換器控制阻抗。4. 電磁調(diào)壓軟起動(dòng)與電磁調(diào)壓補(bǔ)償軟起動(dòng)方案有何不同？答：區(qū)別在于前者不進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，后者在起動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。5. 電動(dòng)機(jī)在起

7、動(dòng)或運(yùn)行的過(guò)程中為什么需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償？答：對(duì)于大功率高壓電機(jī)來(lái)說(shuō)，在起動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)消耗大量無(wú)功功率，致使電機(jī)的功率因數(shù)較低，并且總電流增大將導(dǎo)致設(shè)備及線路的損耗增加，影響電壓質(zhì)量，如果不及時(shí)控制，會(huì)對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行合理補(bǔ)償和控制，不但能提高配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率，還能降低配電系統(tǒng)的損耗，起到節(jié)能的作用。所以要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。第四次作業(yè)1、 分布式網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有哪些？答：總線型、環(huán)型、星型及它們的混合型。2、 總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和控制策略是什么？答：總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指采用單根傳輸線作為總線，所有工作站都共用一條總線。優(yōu)點(diǎn)：電纜長(zhǎng)度短、布線容易、便于擴(kuò)充；缺點(diǎn)：總線

8、中任一處發(fā)生故障，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)就會(huì)癱瘓，且故障診斷困難。控制策略：分布式控制策略。3、 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和控制策略是什么？答：環(huán)形拓?fù)?，入網(wǎng)設(shè)備通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)器接入網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)出的數(shù)據(jù)只能被另一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器接收并轉(zhuǎn)發(fā)，所有的轉(zhuǎn)發(fā)器及其物理線路構(gòu)成的環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各節(jié)點(diǎn)通過(guò)通信線路組成閉合回路，環(huán)中數(shù)據(jù)只能單向傳輸。優(yōu)點(diǎn)：信息在網(wǎng)絡(luò)中沿固定方向流動(dòng)，兩個(gè)結(jié)合點(diǎn)間有唯一的通路，大大簡(jiǎn)化了路徑選擇的控制，當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，可以自動(dòng)旁路，可靠性高。缺點(diǎn)：由于信息是串行穿過(guò)多個(gè)節(jié)點(diǎn)環(huán)路接口，當(dāng)節(jié)點(diǎn)過(guò)多時(shí)影響傳輸效率，使網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng)。由于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成閉環(huán)，故擴(kuò)充起來(lái)不太方便。4、 星型網(wǎng)

9、絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是什么？答：星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都由一條單獨(dú)的通信線路與中心結(jié)點(diǎn)連接。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)、便于管理，連接點(diǎn)的故障容易監(jiān)測(cè)和排除。缺點(diǎn)：中心節(jié)點(diǎn)是全網(wǎng)絡(luò)的可靠瓶頸，中心節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的癱瘓?？刂撇呗裕盒切屯?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種以中央結(jié)點(diǎn)為中心，把若干外圍節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)的輻射式互聯(lián)結(jié)構(gòu)，各節(jié)點(diǎn)與中央結(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式連接，中央結(jié)點(diǎn)執(zhí)行集中式通信控制策略，因此中央結(jié)點(diǎn)相當(dāng)復(fù)雜，負(fù)擔(dān)也重。5、 試畫出兩級(jí)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)通信方式結(jié)構(gòu)圖，并說(shuō)明其應(yīng)用特點(diǎn)？6、 試畫出兩級(jí)星型網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)通信方式結(jié)構(gòu)圖，并說(shuō)明其應(yīng)用特點(diǎn)？第五次作業(yè)1、 “分布式控制理論與技術(shù)”發(fā)展過(guò)程經(jīng)歷了哪幾個(gè)階段？

10、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(tái)設(shè)備控制 ；第三階段：現(xiàn)代控制理論，串級(jí)、比值、均勻和前饋控制；第四階段： 預(yù)測(cè)控制、自適應(yīng)、模糊控制等多參數(shù)控制。2、 元器件、PLC、計(jì)算機(jī)的發(fā)展對(duì)“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(jí)手段；導(dǎo)致了古典控制理論的產(chǎn)生；控制方式為單入/單出和單臺(tái)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(jí)、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

11、現(xiàn)了后來(lái)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(cè)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)。yK調(diào)節(jié)器算法調(diào)節(jié)閥被控對(duì)象eK-A/DD/A+ CPU系統(tǒng)輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對(duì)象模擬調(diào)節(jié)儀表測(cè)量變送儀表設(shè)定值+e-輸出 檢測(cè)變送單元3、 模擬系統(tǒng)與數(shù)字系統(tǒng)有何區(qū)別？模擬系統(tǒng)：其中調(diào)節(jié)器多為氣動(dòng)或電動(dòng)模擬單元組合儀表。算法由硬件來(lái)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)控制系統(tǒng)），會(huì)使得數(shù)字系統(tǒng)較模擬系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)：4、 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)（

12、SCC）實(shí)際是兩級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，上一級(jí)為，下一級(jí)為。對(duì)生產(chǎn)過(guò)程采集的數(shù)據(jù)經(jīng)、送的同時(shí)也送。根據(jù)采集的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算后獲得最佳設(shè)定值傳送給。對(duì)設(shè)定值和測(cè)量值進(jìn)行比較，將比較后的結(jié)果經(jīng)、送出，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)而言，要求具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，存儲(chǔ)容量大；則需要實(shí)時(shí)性好，可靠性高，環(huán)境適應(yīng)性好。5、 集散控制（DCS）與現(xiàn)場(chǎng)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):DCS結(jié)構(gòu)圖特點(diǎn)：（1）從上到下的樹(shù)狀拓?fù)浯笙到y(tǒng)，其中通信（Communication）是關(guān)鍵。（2）模擬信號(hào)，A/DD/A、帶微處理器的混合。（3）DCS是信息管理站、監(jiān)控（工程師站）、控制站、

13、現(xiàn)場(chǎng)級(jí)（現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控站）的4級(jí)結(jié)構(gòu)。（4）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。FCS系統(tǒng):FCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖特點(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(kāi)放的取代單向的、封閉的。（5）局域網(wǎng)，再可與internet相通。（6）改變傳統(tǒng)的信號(hào)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)。6、 什么是現(xiàn)場(chǎng)總線？答：現(xiàn)場(chǎng)總線是應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在微機(jī)化測(cè)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(kāi)放式、數(shù)字式、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。7、 什么是信息孤島？答：采用一對(duì)一連線，用電壓或電流的模擬信號(hào)進(jìn)行測(cè)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(dòng)化系統(tǒng)成為信息孤島。第六次作業(yè)1、 PROFIBUS總線有（PROFIBUS-DP）、（PROFIBUS-FMS）、（PROFIBUS-PA）三個(gè)版本。其中，（PROFIBUS-DP）應(yīng)用于加工自動(dòng)化、（PROFIBUS-PA）應(yīng)用于過(guò)程自動(dòng)化、（PROFIBUS-FMS）應(yīng)用于樓宇