集控系统运行维护课后题答案.doc

第1章 计算机控制系统概述1、计算机控制系统主要由哪几部分组成并分别说明各自功能作用？答：计算机控制系统主要由模/数（A/D）转换器、数/模（D/A）转换器、执行器、被控对象、测量变送器及工业计算机组成。2、工业控制机硬件与软件部分分别包括哪些内容？答：工业控制机硬件包括：计算机、过程输入、输出接口、人机接口、外部存储器等。工业控制机软件包括：系统软件和应用软件。系统软件一般由 计算机厂家提供，是专门用来使用和管理计算机的程序，包括操作系统、监控管理程序语言处理程序和故障诊断程序等。应用软件是用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。在计算机控制系统中，每个被控对象或控制任务都有相应的控制程序，以满足相应的控制要求。3、计算机控制系统主要分为哪几种类型？答：计算机控制系统主要分以下6种类型（1）数据采集系统（2）直接数字控制系统（3）计算机监督控制系统（4）分级控制系统（5）集散控制系统（6）现场总线控制系统第2章 集散控制系统导论1、简述集散控制系统的基本概念及其设计思想？答：集散控制系统又称分布式控制系统，它是技术的产物（计算机技术、通信技术、控制技术，图形显示技术），是通过某种通信网络将现场控制站、操作员站、工程师站联系起来，共同完成分级控制、集中管理的综合控制系统。它的基本设计思想是危险分散、控制功能分散、而操作和管理集中。2、集散控制系统的结构及其基本组成？答：如图1所示，结构为三站一线，由过程控制站、操作员站、工程师站及高速数据公路组成图1 集散控制系统的结构组成3、DCS的冗余技术一般采用哪两种方式？试分别讨论每种方式的优缺点？答：DCS的冗余技术一般采用多重化自动备用和简易的手动备用两种方式。多重化自动备用就是对设备或部件进行双重化或三重化设置，当设备或部件万一发生故障时，备用设备或部件自动从备用状态切换到运行状态，以维持生产继续进行。手动备用方式是采用手动操作方式实现对自动控制方式的备用。当自动方式发生故障时，通过切换成手动工作方式，来保持系统的控制功能。4、DCS的冗余措施有哪些？答：DCS的冗余包括通信网络的冗余、操作站的冗余、现场控制站的冗余、电源的冗余、输入/输出模块的冗余等。通常将工作冗余称“热备用”，而将后备冗余称为“冷备用”。除了硬件冗余外，DCS还采用了信息冗余技术，就是在发送信息的末尾增加多余的信息位，以提供检错及纠错的能力，降低通信系统的误码率。5、集散控制系统的基本功能有哪些？答：现场控制站的基本功能：反馈控制、串联控制、顺序控制、前馈控制 操作站的基本功能有：显示、操作、报警、系统组态、报表生成系统维护及自诊断功能8、DCS通信网络常用的传输介质有哪些？答：DCS常见的传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光缆三种第3章 水位控制系统MCGS画面组态及其运行与维护1、简述用MCGS组建新工程的一般过程？答: 主要内容有以下几个方面:1） 工程项目系统分析2） 工程立项搭建框架3） 设计菜单基本体系4） 制作动画显示画面5） 编写控制流程程序6） 完善菜单按钮功能7） 连接设备驱动程序8） 工程完工综合测试3、设备构件动画连接中，定义数据变量时要注意那些问题？答：定义数据变量时要注意：指定数据变量的类型、初始值和数值范围，确定与数据变量存盘相关的参数，如存盘的周期、存盘的时间范围和保存期限等。第4章 INFI-90系统运行及维护1、简述INFI-90系统的结构组成及其网络通信结构？答：INFI-90系统由PCU、EWS、OIS及网络组成，INFI-90系统的网络通信结构可看成是由环行网络和总线形网络两种结构类型构成。其结构组成如下图所示：2、画出INFI-90系统通信网络及各类模件间的连接关系？答：INFI-90系统通信网络及各类模件间的连接关系如下图所示3、写出NIS模件的硬件组态过程？答：（1）、用户组态开关SWlSW4的设置（2）、用户组态跨接器J1一J6的设置4、简述多功能处理器模件MFP02的功能、安装与组态过程？答：（1）MFP02的功能：执行用户控制组态方案、自检错误等（2）MFP02的安装MFP02与其他模件一样，具有相同的外形尺寸，占用一个标准安装槽位。前面板上有两个安装固定螺栓，分别位于面板顶部和下部。面板上有个透明的窗口，可以观察到模件的一组运行状态指示灯，窗口下面有一个停止复位按钮。MFP模件的电路板后端有三个卡片插接式连接器(P1、P2和P3)，其中P1通过电路板用于与控制总线的连接，实现与其他主模件和通信模件间的通信；P2通过电路板用于与子模件扩展总线的连接，实现与IO接口类模件之间的通信；P3通过专用电缆用于与端子单元或端子模件的连接，实现与其他外部设备的接口。（3）MFP02的硬件组态与INFI-90系统的其他硬件一样，IMMFP02在使用前也要进行硬件组态，以设定其地址、性能、波特率、冗余性等功能。MFP02有两个组态用开关(SW3和SW4)和五个跨接器(J1-J5)可用来组态这些相关性能5、简述多功能处理器模件MFP02上红绿状态指示灯所指示模件的四种运行状态？答：四种运行状态分别为：(1)OFF无电源(通电后，当处理器处于初始化状态时，暂时会有这种状态出现)。(2)固定绿色执行状态。 (3)闪烁绿色MFP在执行状态，但有NVRAM检验和错误；MFP在组态方式或错误方式。(4)固定红色MFP诊断检测到硬件故障、组态问题等错误，并停止MFP操作。这时，8个LED发亮，以显示错误代码。6、简述ASI02模件的具体安装步骤？答：ASI02模件和其他模件一样安装在INFI90的模件安装单元(MMU)，占用一个标准槽位。具体安装步骤如下： (1)检查模件安装单元的安装槽位； (2)检查模件安装单元的子扩展总线上主模件与子模件之间的连接搭扣； (3)将从端子单元或端子模件来的连接电缆的终端引入到模件安装单元，以确保连接电缆能安全准确地与子模件搭扣连接； (4)沿模件安装导轨，将模件安装至模件安装单元，直到前面板的上、下两端都完全落人安装框架内； (5)固定好前面板上的固定螺栓，以防止模件滑出。7、简述模拟输出子模件(AS001)的硬件组态？答：ASO01的硬件组态主要是根据其在子扩展总线上的地址来设置地址开关S1和根据对应通道的输出信号类型来设置对应的开关S2S15。一个主模件最多可带64个子模件(地址范围为0 63)。因此子模件的地址也必须是063之间。ASO01的地址开关Sl也是一个8接点的DIP开关，其中接点1是二制的最高有效位，接点8是二进制的最低有效位。第1位和第2位保留未用，设置为0；后6位(38位)用于设置ASI模件在子扩展总线上的地址，其设定范围为063，具体地址的设置方法可参考前面主模件地址的设置进行。开关S2S15分别用来设定通道114的模拟输出方式。电流输出为420mA，电压输出为15V DC。每一通道都可以根据用户的需要来选择设定。8、INFI-90系统工程师站与操作员站的作用？答：INFI-90系统工程师站的作用有：（1）实现对过程控制单元(PCU)组态方案的调整（2）实现对操作员工作站(OIS)的组态（3）实现系统控制方案的下载（4）实现对INFI90模件和OIS的诊断（5）实现对生产过程的监视调整INFI-90系统操作员站的作用有：过程显示、操作、管理、数据存储等。10、INFI-90系统设备维修规范的主要内容？答：主要包含停运前检查、停运后检查及软件检查。停运前检查1）全面检查INFI-90集散控制系统的状况，做好异常情况记录，并列入检修项目。检查各机柜散热风扇的运转状况。 2）检查不间断电源（UPS）电压、各机柜供电电压、直流电源电压及各电源模件的运行状态。3）检查并记录机柜内各模件状态指示灯、直流电源系统保险的工作状态，检查各操作员站、工程师站、通讯网络的运行状况。并使用工程师站的“巡检”功能检查和记录各过程控制单元内部控制模件、I/O模件、总线的运行状态，对重要异常信息（如主模件、通讯模件、总线状态异常，不正常的I/O标签以及INFI90内部通讯标签报警等）作好详细记录。4）在操作员站上检查报警系统，对重要异常信息（如冗余失效、异常切换、重要信号丢失、数据溢出、总线频繁切换等）作好详细记录。停运后的检修（1）一般规定 （2）工作站硬件检修 （3）、主控制器及功能模件检修 （4）、操作员站（OIS）外设的检修 （5）、网络及接口设备的检修 （6）、电源设备检修软件检查（1）、操作系统检查 （2）、应用软件及其完整性检查 （3）、权限设置检查 （4）、数据库检查14、简述INFI-90系统日常维护的主要内容？答： INFI-90模件的日常维护的主要内容有：每日对电源及卡件巡回检查，注意观察模件状态灯，有无故障等。 第5章 XDPS系统运行及维护1、简述XDPS-400 系统的结构组成？答：XDPS分散控制系统有高速实验数据网络（一般为A网、B网）和链接在网上的人机接口站MMI与分散处理单元CPU三大部分组成。此外，XDPS还配置另一路10Mb/S通信速率的采用TCP/IP通信协议的以太网信息通信网络（一般为C网），传输各种文件型的数据以及管理信息，可以很方便地与其他系统连接。2、简述分布式处理单元DPU基本组成及其主要功能？答：分布式处理单元DPU由主处理机DPU、输入输出子系统及电源组成。其主要功能是实现过程监视与任务控制功能。3、试分析XDPS-400系统的通讯网络是如何配置的？答：XDPS的系统网络可以分为实时数据网与信息数据网两部分。 实时数据网用于连接XDPS400系统中分散处理单元DPU、操作员站OPU、工程师站ENG、历史数据站HSU等不同的节点。实时数据网以及通讯接口卡采用1：1冗余配置，运用传输出错检测技术，任何一条网络故障都不会影响通讯，增强了系统的安全性与可靠性。其通讯协议为IEEE8023广播方式，通讯介质为无源同轴电缆、双绞线或光纤，根据通讯介质的不同，通讯速率可达10Mbps或100Mbps。最多可连接250个节点。 XDPS的信息数据网用于连接操作员站OPU、工程师站ENG、历史数据站HSU等节点。其通讯协议为TCPIP，通讯速率也可达10Mbps100Mbps。4、简述XDPS系统过程控制站的硬件结构组成？答：由机柜与控制柜组成：用于安装主控计算机DPU、IO导轨箱与IO卡件、站控制卡、位总线、直流电源组件、交流进线配电箱等，简称控制柜；另一种主要用于安装各类信号调理端子板和用于现场电缆的接线，简称端子柜。6、简述XDPS系统过程控制站通信卡PDEX344的使用注意事项及维护指南？答：（1）、使用注意事项 1)确定好网络配置，根据任务确定站数、通讯速率和通讯距离，注意主从站须工作于同样的通讯方式。 2)对于每块卡件，确定所设置的通讯速率是否与主站相同。确定每个节点站的地址，从1往后排，注意必须在1250范围之内。 主站上PDEX344卡在命令中逻辑站号永远为FFH，而不管实际的跳线设置。在从站上使用时，本站对PDEX344卡的所有操作逻辑站号也为FFH，而主站对该站操作时，逻辑站号为实际跳线的站号。 确定通讯是否采用光隔方式。 （2）、维护指南 PDEX344卡共有2个指示灯，从左到右依次为D1(红灯)、D2(绿灯)，为方便用户维护，将其作用简述于下： 初始化自诊断指示灯，加电时，诊断程序进行检测，以确定处理器的基本功能，如在检测中发现错误，那么指示灯指示出是8344 BEM(BITBUS增强型微控制器)有错还是ERAM有错。 测试步骤如下： 1)指令测试通过，D1、D2均亮。 2)外部ROM测试正确时，D1灯亮，D2熄灭。 3)内部RAM测试完毕时，D1、D2均熄灭。 4)外部RAM测试成功时，D2亮。 全部测试通过，正常时D1和D2中只有D2亮，任何测试步骤如出现故障，8344 BEM便进人暂停循环。8、XDPS的端子板的主要功能作用哪些？答：端子板的主要功能是： (1)、实现信号的转换，例如，将热电阻、热电偶的信号转换为标准的电压信号，将标准的420mA信号转换为标准的15V电压信号；(2)、对输入信号进行调理，包括对信号的整形、滤波和对坏信号的屏蔽等，例如，将干触点的开关量信号转换为方波信号，对输入信号的放大和比较等：(3)、对输出信号进行限幅处理和功率放大等，例如将VCC输出信号进行功率放大等； (4)、对信号进行各种运算，例如，在功放端子板上完成对输入信号(偏差值)的PI运算，并进行功率放大后输出到电液伺服阀。9、简述XDPS系统过程控制站的电源配置情况？答：XDPS系统的供电系统由两部分组成，即XDPS电源配电箱及4种高性能的开关电源模块。10、XDPS系统设备与现场信号是如何进行连接的？答： XDPS设备与现场信号通过端子柜中的端子板的接线端子进行连接。11、简述XDPS系统工程师站的硬件结构组成？答：硬件结构如下图所示12、XDPS系统工程师站的组态软件包括哪些主要内容？其网络是如何设置的？答：工程师站软件主要是DCS工程师维护和管理XDPS的工具软件，这是一套先进实用的图形组态软件。主要包括网络设置、全局点目录组态、DPU组态、MMI过程图生成、报表生成、历史数据和日志记录的组态等。15、XDPS自检的功能有哪些？答：1）.启动XDPS自检功能可实现冗余数据高速公路上节点的运行状态。2）.可实现系统中各分散处理单元中I/O站工作状态。3）.可实现分散处理单元中I/O站下各输入输出卡件上各通道的状态监测与对应全局点的监测。16、XDPS系统操作员站的主要功能？答：XDPS系统操作员站的主要功能有：（1）模拟流程和总貌显示（2）过程状态显示（3）历史数据显示（4）统计结果显示（5）特殊数据记录（6）趋势状态显示17、简述XDPS-400系统网络技术规范？答：（1）、实时数据网 1）实时数据网络采用1：1冗余的总线式结构。1:1冗余通信接卡口，设计了传输出错检测技术，任何一条网路出错都不会影响通信，增强了系统的安全性与可靠性。 2）通信协议IEEE802.3广播方式。 3）通信速率10Mbs/100Mbs。 4）通信介质无源同轴电联或光纤。 5）支持250个节点。 6）节点间距离180m，加重复器节点距离10km。7）系统自定义64000个全局实时点。（2）、信息数据网络XDPS的信息数据网络为单网配置，连接操作员OPU，工程师站ENG、历史数据站HSU等节点。（3）、I/O网络1）1:1冗余的Bitbus工业控制网络。2）DPU、I/O站借口卡冗余配置。3）命令/响应方式，主从结构。4）通信速率375k2Mbps，EIARS485规范。5）通信接口光电隔离。6）通信介质，双绞屏蔽电缆。7）节点可达250个。8）分布式测控，最大分布距离1.2km。9）支持远程I/O。18、简述XDPS系统功能处理器（DPU）技术规范？答：XDPS系统功能处理器（DPU）技术规范有以下几个方面：(1)、高性能32位微处理器。(2)、可选单DPU或1:1冗余配置。冗余DPU能在1个周期内实现无忧切换。(3)、冗余的系统网络通信卡与冗余的实时数据网相连接。(4)、冗余的DPU通信卡与冗余的I/O网络连接。(5)、读写永久存贮器：FLASH存贮器（Disk On Chip简称DOC），存贮系统文件和组态数据支持控制策略的上装和下装。(6)、100种可预定义控制算法便于组态和使用。 (7)、999可执行页，每页可有999个算法模块。 (8)、页执行周期0.0510s可选。 (9)、支持用户定义算法。 (1)0、支持模拟、数字I/O及事件顺序记录。(11)、远程I/O能力，最长距离可达1200m。(12)、虚拟化的DPU软件可应用于独立控制器、SCADA、RTU。19、XDPS系统电源接地要求的主要内容？答：（1）、一个接地站组可定义为半径为15m之内的区域范围，这个区域范围是指由站组接地点到每个站的最大电缆长度。对于较小的系统，整个系统可以为1个站组，站组接地点即为系统接地铜板。（2）、DPU机柜的接地。XPDS的DPU机柜内有二种接地，即机柜接地点CG（Cabinet Ground）和逻辑接地PG（Digital Power Ground）。各个站的CG可以按星星连接或串行连接方式会接到站组接地点。各机柜与机房的金属槽钢必须绝缘。（3）、接地电阻。系统的接地铜板到大地的接地电阻一般应20，且接地网的接地电阻10m多芯铜质电缆），每个站组的接地点分别汇接到XPDS系统接地铜板（20 m多芯铜质电缆），从接地铜板接至厂用接地网（或DCS专用接地网）的DCS系统接地桩（90m多芯铜质电缆,两端应焊接）20、XDPS系统常见故障有哪些？答：(1)工程师站(操作员站、历史站)出现死机 (2)工程师站出现操作速度缓慢现象(3)历史数据收集自行终止。(4)出现脱网现象(5)检修后，SCS系统恢复时发生被控制设备误动现象。23、XDPS-400系统日常维护的主要内容有哪些？答：(l)、每天检查设备运行状况，清理台面和机体上的浮灰，并测试各软件功能运行情况。(2)、通过系统自检检杳各硬件在线运行情况。(3)、检查主机箱风扇运行情况，发现问题及时更换处理。(4)、光驱和软驱工作正常，若出现问题及时处理。(5)、定期检查DPU工作情况。第6章 TDC3000系统运行及维护1、简述TDC3000系统的结构组成及各部分的功能作用？答：主要由局部控制网络、万能控制网络、据高速通道及其设备组成。局部控制网络主要完成用户需要的各种功能，如系统的监视、操作、工程管理和维护.万能控制网络实现数据采集与控制功能的过程网络。据高速通道及其设备通过高速通道接口（HG）与局部控制网络 (LCN) 相连。 2、LCN上可以使用的操作站类型有哪几种？试述其各自功能作用？答：LCN上可以使用的操作站有3种类型：通用操作站（Universal Station，US），带Unix的通用操作站（Universal Station X，UXS）和全方位用户站（Global User Station，GUS）。3、TDC3000系统操作员站上用于过程操作的典型画面有哪些？答：用于过程操作的典型画面有：流程图画面 SCHEM控制组画面 GROUP点细目画面 DETAIL单元趋势画面 UNIT TREND区域趋势画面 AREA TREND单元报警画面 UNIT ALARM区域报警画面 AREA ALARM总貌画面 OVERVIEW4、简述TDC3000系统中历史模件（HM）与网络接口模件（NIM）的主要功能？答：历史模件（HM）的主要功能：提供大量存储在硬盘上的数据，在HM中可存储和访问的数据类型有：历史报警；操作站信息；系统状态变化；系统错误信息；系统维护指南；提供报表与趋势所需的连续过程的历史数据；所有类型的系统文件等等。网络接口模件（NIM）的主要功能有：简称NIM ：是LCN网络与万能控制网络（简称UCN）的接口，主要完成两种网络间的通讯和数据转换的功能。 6、简述TDC3000系统的启动顺序？答：先启动HM，然后启动一台US（UXS、GUS），然后启动NIM，然后启动APM（HPM），然后启动其他US（UXS、GUS）和AM（APP）等其他节点。若HM异常或不先启动HM，可以通过快速启动盘首先启动挂有驱动器的US（UXS、GUS），再按上述步骤一一启动其他节点。7、从快速启动盘启动一台GUS的方法？答：从快速启动盘启动一台US的方法打开US卡件箱的交流电源。打开该US的节点电源，等待直到该节点的LCN地址显示正确。将快速启动盘插入ZIP驱动器按一下操作员键盘上的LOAD键，此时CRT上出现：“N，1，2，3，4，X？”询问启动文件从哪里存取？输入“”后按ENTER键等待一会后CRT上出现“OPR， UNP，X？”询问该US装载何种属性？输入O（OPR）为操作员属性或U（UNP）为万能属性，然后ENTER。等待一段时间，直到操作台状态显示画面中相应的US状态为OK则该US启动完毕。8、简述NIM及APM的启动方法？答：NIM启动方法打开NIM的节点电源。进入UCN的状态显示画面。选择需要装载的NIM节点号。选择LOAD/DUMP后选择MANUAL LO