計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（PLC、DCS）基本原理 2 1P1當(dāng)可編程序控制器用一個中心單元不能滿足所要求的控制任務(wù)時，就要對系統(tǒng)進(jìn) 行擴(kuò)展。通訊接口就是用于連接中心單元與擴(kuò)展單元、擴(kuò)展單元與擴(kuò)展單元的模板。 ()正確答案：當(dāng)可編程序控制器用一個中心單元不能滿足所要求的控制任務(wù)時，就要對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。擴(kuò)展接口就是用于連接中心單元與擴(kuò)展單元、擴(kuò)展單元與擴(kuò)展單元的模板。P2PLC經(jīng)過自診斷、與編程器等的通信、輸人采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新這五個階段的工作過程，稱為一個掃描周期。 ()P3集散控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是徹底分散控制，集中管理。 ()正確答案：集散控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是相對分散控制，集中管理。X1集散

2、控制系統(tǒng)是利用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行(A)。 A分散控制 B計(jì)算機(jī)控制 C分布式控制 D程序控制X2CENTUMCS 3000R3系統(tǒng)中，(C)是具有工程組態(tài)功能的PC機(jī)，如可以進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)或在線維護(hù)。 A現(xiàn)場控制站FCS B人機(jī)接口站HIS C工程師站ENG D實(shí)時控制總線Vnet 卡件知識 4 1P1SUPCONJX-300XPDCS的主控卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡既可冗余工作，也可單卡工作。()X1SUPCONJX-300XPDCS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡的p地址范圍是(C)。A2-31B0-31C0-15D1-29X2在DCS系統(tǒng)供電中，卡件的本身的工作電壓是(A)。A+5伏B+24伏C+255伏 D+1

3、2VX3JX-300XPDCS信息管理網(wǎng)和過程控制網(wǎng)中，通訊最大距離是(C)。Al kmB5kmC10km D15 kmX4在進(jìn)行報(bào)表制作時，每張報(bào)表最多只能對(B)事件進(jìn)行定義。A32個B64個C128個 D256個信號報(bào)警聯(lián)鎖系統(tǒng)邏輯控制知識 8 4P1在配有信號聯(lián)鎖系統(tǒng)的工藝生產(chǎn)過程，當(dāng)某些工藝變量(如壓力、溫度、流量、液位等)出現(xiàn)偏差或生產(chǎn)過程不穩(wěn)定或儀表發(fā)生故障等情況時，以燈光和聲響引起操作者的注意，或自動停車或自動操縱事故閥門，使生產(chǎn)過程自動處于安全狀態(tài)，這是確保產(chǎn)品質(zhì)量及設(shè)備和人身安全所必需的。 ()正確答案：在配有信號聯(lián)鎖系統(tǒng)的工藝生產(chǎn)過程，當(dāng)某些工藝變量(如壓力、溫度、流量、

4、液位等) 越限或運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生異常情況時，以燈光和聲響引起操作者的注意，或自動停車或自動操縱事故閥門，使生產(chǎn)過程自動處于安全狀態(tài)，這是確保產(chǎn)品質(zhì)量及設(shè)備和人身安全所必需的。P2信號報(bào)警和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中用以表示某個自動信號報(bào)警與聯(lián)鎖保護(hù)的工作狀態(tài)的信息的信號是指令信號。 ()正確答案：信號報(bào)警和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中用以表示某個自動信號報(bào)警與聯(lián)鎖保護(hù)的工作狀態(tài)的信息的信號是保護(hù)作用信號。P3自動信號報(bào)警與聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)信元件，它們起到檢測信息、傳遞信息、輸出信息的作用。 ()正確答案：自動信號報(bào)警與聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)信元件，它們起到參數(shù)檢測、發(fā)布指令的作用。這些元件的通斷狀態(tài)也就是系統(tǒng)的輸入信號。P4自動

5、信號報(bào)警與聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的邏輯元件，它們根據(jù)被測變量數(shù)值進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并向執(zhí)行元件發(fā)布指令信號。 ()正確答案：自動信號報(bào)警與聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的邏輯元件，它們根據(jù)輸入信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并向執(zhí)行元件發(fā)出控制信號。X1信號報(bào)警和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)由發(fā)信元件、執(zhí)行和(C)組成。A輸入元件 B執(zhí)行元件 C邏輯元件 D控制元件X2信號報(bào)警和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中用以表示被監(jiān)督對象的工作狀態(tài)的信號是(A)。A位置信號 B指令信號 C保護(hù)作用信號 D控制信號X3信號報(bào)警和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中用以表示某個自動信號報(bào)警與聯(lián)鎖保護(hù)的工作狀態(tài)的信息的信號是(C)。A位置信號 B指令信號 C保護(hù)作用信號 D控制信號X4在自動信號報(bào)警與聯(lián)鎖保護(hù)

6、系統(tǒng)，聯(lián)鎖的內(nèi)容之一是工藝聯(lián)鎖。由于工藝系統(tǒng)某變量(C)，而引起聯(lián)鎖動作，簡稱“工藝聯(lián)鎖”。A波動較大 B偏差較大 C超越限制 D控制緩慢X5在自動信號報(bào)警與聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，聯(lián)鎖的內(nèi)容之一是程序聯(lián)鎖。它能按一定的程序或(D)對工藝設(shè)備進(jìn)行自動操縱。A速度 B大小 C危險(xiǎn)程度 D時間次序X6聯(lián)鎖保護(hù)實(shí)質(zhì)上是一種自動操縱保護(hù)系統(tǒng)，它有四個方面的內(nèi)容，其中由于工藝系統(tǒng)某個變量超限(處于事故狀態(tài))，而引起聯(lián)鎖動作的是(D)。A泵類開停車聯(lián)鎖 B程序聯(lián)鎖 C機(jī)組聯(lián)鎖 D工藝聯(lián)鎖X7聯(lián)鎖保護(hù)實(shí)質(zhì)上是一種自動操縱保護(hù)系統(tǒng)，它有四個方面的內(nèi)容，其中運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備本身或機(jī)組之間聯(lián)鎖的是(C)。A泵類開停車聯(lián)鎖 B程序聯(lián)

7、鎖 C機(jī)組聯(lián)鎖 D工藝聯(lián)鎖X8信號報(bào)警與聯(lián)鎖保護(hù)裝置就其構(gòu)成，觸點(diǎn)的種類可分為觸點(diǎn)式、無觸點(diǎn)式和(D)。A繼電器 B晶體管 C集成電路 D觸點(diǎn)與無觸點(diǎn)同用的混合式 其它集散控制系統(tǒng)應(yīng)用試題（A卷）題 號一二三四五六七八九十十一十二總 分得 分一、填空（40分）：1. 集散控制系統(tǒng)通常由 、 、 、 和 五個主要部分組成。2. 控制部分是集散系統(tǒng)的核心，其功能包括 、 、 和 控制。3. 常用的通信介質(zhì)主要有 、 和 。4. 國產(chǎn)SUPCON JX-300X的三層通信網(wǎng)絡(luò)是指 、 和 。5. 集散控制系統(tǒng)又成為分散控制系統(tǒng)，英文簡稱 ；現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)簡稱為 。6. JX-300X集散控制系統(tǒng)控

8、制站卡件有 、 和 。7. 集散控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般分為 、 、 和 四個部分。8. TDC3000系統(tǒng)早期技術(shù)比較成熟的現(xiàn)場控制站是 。9.冗余的兩種方式是指 和 。10.寫出五種常用的數(shù)字濾波算法 、 、 、 和 。11.從生產(chǎn)角度，集散控制系統(tǒng)大致分為 、 、 和 級。12.TDC-3000萬能控制網(wǎng)UCN屬于過程控制層，實(shí)時控制網(wǎng)絡(luò)包括 、 和 。13.集散控制系統(tǒng)的驗(yàn)收分工廠驗(yàn)收和 兩個階段。二、名詞解釋（20分）：1、集散控制系統(tǒng)：2、組態(tài)：3、數(shù)字濾波：4、現(xiàn)場總線：5、實(shí)時：三、簡答（40分）：1. 與常規(guī)模擬儀表相比，集散控制系統(tǒng)具有哪些優(yōu)點(diǎn)？2. 過程接口單元分為幾類？各適用

9、于什么場合？3. 增強(qiáng)型操作站（EOS）是有哪幾部分構(gòu)成的？其功能是什么？4、集散控制系統(tǒng)選擇的一般原則應(yīng)考慮哪些方面？試卷標(biāo)準(zhǔn)答案一、填空：（每空1.5分,共40分）1、過程控制單元、過程接口單元、CRT顯示操作站、管理計(jì)算機(jī)、高速數(shù)據(jù)通道2、連續(xù)控制、邏輯控制、順序控制、批量控制3、雙絞線、同軸電纜、光纜4、信息管理網(wǎng)、過程控制網(wǎng)絡(luò)、SBUS總線5、DCS、FCS6、主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、系統(tǒng)I/O卡件7、方案論證、方案設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、系統(tǒng)文件設(shè)計(jì)8、多功能控制站MC9、工作冗余、后備冗余10、程序判斷法、中位值法、算術(shù)平均濾波法、遞推平均濾波法、加權(quán)平均濾波法、一階慣性濾波法、復(fù)合濾波法

10、等（選5種）11、過程控制級、控制管理級、生產(chǎn)管理級、經(jīng)營管理級12、過程管理站、先進(jìn)過程管理站、邏輯管理站13、現(xiàn)場驗(yàn)收二、簡答（每題15分）1、集散控制系統(tǒng)（DCS）是以微處理器為基礎(chǔ)的分散性綜合控制系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)、通信、CRT顯示和控制技術(shù)發(fā)展起來的產(chǎn)物。（3分）常規(guī)模擬調(diào)節(jié)儀表組成的過程控制系統(tǒng)存在有許多局限性，例如：難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的高級控制規(guī)律和參數(shù)的集中顯示操作、難以實(shí)現(xiàn)多變量相關(guān)對象的控制。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和工藝過程的復(fù)雜，相應(yīng)的儀表屏增大，給操作人員的監(jiān)視記錄帶來極大的不便。（5分）而直接數(shù)字控制系統(tǒng)DDC雖然用一臺計(jì)算機(jī)可以控制幾十個甚至幾百個回路，但會導(dǎo)致危險(xiǎn)集中，降低了系

11、統(tǒng)的安全運(yùn)行性。（3分）集散控制系統(tǒng)吸收了模擬儀表和計(jì)算機(jī)集中控制的優(yōu)點(diǎn)，采用危險(xiǎn)分散、控制分散、而操作和管理集中的基本設(shè)計(jì)思想以及分層、分級和合作自治的結(jié)構(gòu)形式，因此，集散控制系統(tǒng)不僅具有極高的可靠性、多功能性。而且人機(jī)聯(lián)系便利，能夠完成各類數(shù)據(jù)的采集與處理，實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的高級控制。（4分）2、過程接口單元PIU根據(jù)接收信息的電平高低和本質(zhì)安全要求的不同，分3類：（1）高電平接口單元（HL-PIU）：主要用于采集現(xiàn)場的4-20mA或1-5V的高電平信號。也具有數(shù)字輸入/輸出能力。掃描速率400點(diǎn)/秒，因而適合于要求掃描速率高的場合和需要DDC控制的系統(tǒng)。對于要求本質(zhì)安全防爆的系統(tǒng)應(yīng)在現(xiàn)場儀表

12、和PIU之間增加安保器、安全柵，防止高能量竄入危險(xiǎn)現(xiàn)場。（5分）（2）低電平接口單元（LL-PIU）：主要用于采集熱電偶、熱電阻等mv級信號。只接收模擬和數(shù)字輸入。mv級低電平經(jīng)程控放大、A/D轉(zhuǎn)換、零偏校正、增益最佳化和報(bào)警限測試對熱電偶信號進(jìn)行冷端補(bǔ)償和斷偶檢查。掃描速率160點(diǎn)/秒。（5分）（3）低能量過程接口單元（LE-PIU）：只要用于本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)，為遠(yuǎn)程多路傳輸?shù)母唠娖交虻碗娖侥M輸入提供終端和數(shù)據(jù)處理。僅具有模擬和數(shù)字輸入功能。現(xiàn)場傳感器安裝在遠(yuǎn)離PIU的金屬多路切換箱中，并設(shè)置有齊納安保器，狗成本安系統(tǒng)。掃描速率16點(diǎn)/秒。5分）3、增強(qiáng)型操作站：由硬件和硬件兩部分組成。硬

13、件包括CRT監(jiān)視器、鍵盤、軟盤驅(qū)動器和電子組件箱四部分組成。軟件主要由系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)磁盤組成。為了操作的安全可靠，一般由2-3臺EOS組成一個操作中心。（5分）增強(qiáng)型操作站是TDC-3000BASIC系統(tǒng)中最重要、最常用的人機(jī)接口，通過它對整個生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和管理。它的主要功能是對測點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、報(bào)警和打??；對高速數(shù)據(jù)通道（HW）設(shè)備進(jìn)行組態(tài)和加載；對SOPL程序的生成和加載以及對系統(tǒng)的診斷和報(bào)告。增強(qiáng)型操作站可以支持63臺設(shè)備，由1500點(diǎn)細(xì)目顯示、99頁用戶流程畫面、100點(diǎn)趨勢記錄、20個報(bào)表、150個程序運(yùn)算功能和32個批量過程管理。（10分）4、集散系統(tǒng)的選擇一般考慮以下原則：（

14、1）系統(tǒng)功能與生產(chǎn)過程要求（2）先進(jìn)性與成熟性兼顧（3）系統(tǒng)生命周期與技術(shù)更新的權(quán)衡（4）一次投資及多次投資的綜合考慮（5）系統(tǒng)的性能與技術(shù)管理水平的匹配（5條原則答出10分，每條適當(dāng)論述加1分）、邏輯控制、順序控制、批量控制3、雙絞線、同軸電纜、光纜4、信息管理網(wǎng)、過程控制網(wǎng)絡(luò)、SBUS總線5、DCS、FCS6、主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、系統(tǒng)I/O卡件7、方案論證、方案設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、系統(tǒng)文件設(shè)計(jì)8、多功能控制站MC9、工作冗余、后備冗余10、程序判斷法、中位值法、算術(shù)平均濾波法、遞推平均濾波法、加權(quán)平均濾波法、一階慣性濾波法、復(fù)合濾波法等（選5種）11、過程控制級、控制管理級、生產(chǎn)管理級、經(jīng)營

15、管理級12、過程管理站、先進(jìn)過程管理站、邏輯管理站13、現(xiàn)場驗(yàn)收二、簡答（每題15分）1、集散控制系統(tǒng)（DCS）是以微處理器為基礎(chǔ)的分散性綜合控制系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)、通信、CRT顯示和控制技術(shù)發(fā)展起來的產(chǎn)物。（3分）常規(guī)模擬調(diào)節(jié)儀表組成的過程控制系統(tǒng)存在有許多局限性，例如：難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的高級控制規(guī)律和參數(shù)的集中顯示操作、難以實(shí)現(xiàn)多變量相關(guān)對象的控制。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和工藝過程的復(fù)雜，相應(yīng)的儀表屏增大，給操作人員的監(jiān)視記錄帶來極大的不便。（5分）而直接數(shù)字控制系統(tǒng)DDC雖然用一臺計(jì)算機(jī)可以控制幾十個甚至幾百個回路，但會導(dǎo)致危險(xiǎn)集中，降低了系統(tǒng)的安全運(yùn)行性。（3分）集散控制系統(tǒng)吸收了模擬儀表和計(jì)算機(jī)

16、集中控制的優(yōu)點(diǎn)，采用危險(xiǎn)分散、控制分散、而操作和管理集中的基本設(shè)計(jì)思想以及分層、分級和合作自治的結(jié)構(gòu)形式，因此，集散控制系統(tǒng)不僅具有極高的可靠性、多功能性。而且人機(jī)聯(lián)系便利，能夠完成各類數(shù)據(jù)的采集與處理，實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的高級控制。（4分）2、過程接口單元PIU根據(jù)接收信息的電平高低和本質(zhì)安全要求的不同，分3類：（1）高電平接口單元（HL-PIU）：主要用于采集現(xiàn)場的4-20mA或1-5V的高電平信號。也具有數(shù)字輸入/輸出能力。掃描速率400點(diǎn)/秒，因而適合于要求掃描速率高的場合和需要DDC控制的系統(tǒng)。對于要求本質(zhì)安全防爆的系統(tǒng)應(yīng)在現(xiàn)場儀表和PIU之間增加安保器、安全柵，防止高能量竄入危險(xiǎn)現(xiàn)場。（

17、5分）（2）低電平接口單元（LL-PIU）：主要用于采集熱電偶、熱電阻等mv級信號。只接收模擬和數(shù)字輸入。mv級低電平經(jīng)程控放大、A/D轉(zhuǎn)換、零偏校正、增益最佳化和報(bào)警限測試對熱電偶信號進(jìn)行冷端補(bǔ)償和斷偶檢查。掃描速率160點(diǎn)/秒。（5分）（3）低能量過程接口單元（LE-PIU）：只要用于本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)，為遠(yuǎn)程多路傳輸?shù)母唠娖交虻碗娖侥M輸入提供終端和數(shù)據(jù)處理。僅具有模擬和數(shù)字輸入功能?，F(xiàn)場傳感器安裝在遠(yuǎn)離PIU的金屬多路切換箱中，并設(shè)置有齊納安保器，狗成本安系統(tǒng)。掃描速率16點(diǎn)/秒。5分）3、增強(qiáng)型操作站：由硬件和硬件兩部分組成。硬件包括CRT監(jiān)視器、鍵盤、軟盤驅(qū)動器和電子組件箱四部分組成。軟件主要由系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)磁盤組成。為了操作的安全可靠，一般由2-3臺EOS組成一個操作中心。（5分）增強(qiáng)型操作站是TDC-3000BASIC系統(tǒng)中最重要、最常用的人機(jī)接口，通過它對整個生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和管理。它的主要功能是對測點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、報(bào)警和打?。粚Ω咚贁?shù)據(jù)通道（HW）設(shè)備進(jìn)行組態(tài)和加載；對SOPL程序的生成和加載以及對系統(tǒng)的診斷和報(bào)告。增強(qiáng)型操作站可以支持63臺設(shè)備，由1500點(diǎn)細(xì)目顯示、99頁用戶流程畫面、100點(diǎn)趨勢記錄、20個報(bào)表、150個程序運(yùn)算功能和32個批量過程管理。（10分）4、集散系統(tǒng)的選擇一般考慮以下原則：（1）系統(tǒng)功能與生產(chǎn)過程要求（