集散控制系统复习资料

1、试题库一、填空1. 1975 年，世界上第一套集散控制系统由 美国霍尼韦尔 公司首先向市场推出，其型号是 TDC2000 。2. 操作站的基本功能包括 显示 、 操作 、 报警 、 系统组态 、 系统维护 和 报告 生成 。3. OSI 参考模型的七层分别是 物理层 、 链路层 、 网络层 、 传送层 、 会话层 、 表示层 、 应用层 。4. TDC3000 系统中，一条 LCN网最多可连 40 个模块，通过扩大器可连 645 个模块。5. CS3000 系统主要由 操作站 、 现场控制站 、 工程师站 、 通信总线 和 通信网关 等部分组成。6 .MACS 现场控制站由 控制机笼 、 主控

2、制器 、 电源模块 、 智能 I/O 模块 、 端子模块 、 通信网络 、 控制机柜 等部分组成。7. 现场总线是一种 数字式 、 双向传输 、 多分支机构 和 计算机局域网络 的底层控制网络。8. 典型的现场总线有 FF 现场总线 、 Profibus 现场总线 、 ControlNet 现场总线 、 CAN 现场总线 、 HART 现场总线9. 现场总线的基本设备有 现场总线变送器 、 温度变送器 、 电流- 现场总线转换器 和 现场 总线 -电流变换器 等。10. PROFIBUS 现场总线的组态软件是 STEP7 。11. 计算机控制系统由 工业控制机 和 生产过程 两大部分组成。12

3、. 计算机控制系统按参与控制的计算机不同，可分为 工业控制机控制系统 、 PLC 控制 和 单 片机控制 。13. 集散控制系统是 计算机技术 、 显示技术 、 通信技术 和 、 控制技术 相 结合的产物。14. 计算机网络的拓扑结构主要有 总线型 、 星型 、 环型 、 树型 和 网状型 。15. JX-300X 集散控制系统控制站卡件有 主控制卡 、 数据转发卡 和 I/O 卡 。16. JX-300X DCS 的基本组态软件是 Sckey ，实时监控软件是 Advantrol/Advantrol-Pro17. 现场控制站的基本功能包括 反馈控制 、 逻辑控制 、 顺序控制 、 批量控制

4、、 和 数据采集与处理 、数据通信 。18. TPS 集散控制系统的网络类型主要有 工厂信息网络 PIN、TPS过程控制网络 TPN和万能控制网 络。19. TDC3000 集散控制系统的万能控制网 UCN上挂接着 过程管理站 PM、先进过程管理站 APM、逻辑 管理站 LM等。20. CS3000 集散控制系统的 FCS有 标准型、扩展型、紧凑型 三种21. MACS通信网络主要分 系统网络 SNET、监控网络 MNET、企业管理网 ENET层次。22. 计算机控制系统按其结构不同可分为 集中结构 和 分散结构 两大类。23. 集散控制系统由 工业控制机、通信网络、现场检测控制设备 三大部分

5、组成。24. 常用的通信介质主要有 双绞线 、 同轴电缆 和 光纤 。25. 集散控制系统又称为 分散控制系统 英文简称 DCS ，现场总线控制系统简称为 FCS 。26. 集散控制系统的设计思想为 集中管理 、 分散控制 。27. JX-300X DCS的通信网络主要有 SBUS总线、过程控制网 SC net 、信息管理网 ETHERNET三 个层次。28.TDC3000 系统的三种通信网络主要是 局部控制网 LCN、万能控制网 UCN、数据高速通道 DHW。29. TPS 集散控制系统中，一个 HPMM最多能安装 40 块IOP 和 40 块后备 IOP。30. CS3000系统RIO标准

6、型 FCS中，一个FCU最多连 8 个节点，FIO标准型 FCS中，一个FCU最多连 10 个节点。31. MACS系统主要由 网络、工程师站、操作员站、高级计算站、管理网网关、系统服务器、现 场控制站、通信控制站 等部分组成。二、名词解释 数据采集系统 ：计算机只承担数据的采集和处理，而不直接参与控制。直接数字控制系统 ：计算机既采集数据，又对数据进行处理，并按照一定的控制规律进行运算，其 结果经输出通道作用到控制对象，使被控变量符合要求。现场总线控制系统 ：利用现场总线将分布在工业现场的各种智能设备和 I/O 单元方便的连接在一起 构成的系统。实时控制 ：计算机在规定的时间内完成数据的采集

7、、 、计算和输出。传输速率 ：单位时间内通信系统所传输的信息量， 一般以每秒种能够传输的比特数来表示， 其单位是 bps。 计算机控制系统 ：利用计算机来实现工艺过程自动控制的系统。集散控制系统 ：是一种操作显示集中、控制功能分散、采用分级分层结构形式、局部网络通信的计算 机综合控制系统。现场总线 ：连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。 组态 ：利用软件工具将计算机的软硬件及各种资源进行配置，使其按预定的功能实现特定的目的。串行传输 ：把数据逐位依次在信道上进行传输的方式。通信协议 ：通信双方共同遵守的规则，包括语法、语义、时序。监督计算机控制系统 ：简称 S

8、CC系统，是一种两级微型计算机控制系统，其中DDC级计算机完成生产过程的直接数字控制； SCC 级计算机则根据生产过程的工况和已定的数学模型，进行优化分析计算，产 生最优化设定值，送给 DDC级计算机执行。分级控制系统 ：由多台计算机完成不同的控制功能和对多个设备的控制，其特点是控制分散、危险分散。模拟通信 ：通信系统中所传输的是模拟信号，通常采用 0-10m A DC 或4-20m A DC电流信号传输信息数字通信 ：通信系统中所传输的是数字信号。并行传输 ：把数据多位同时在信道上进行传输的方式。开放系统互连参考模型 ：信息处理领域内最重要的标准之一，是一种框架模型，它将开发系统的通 信功能

9、分为七层，描述了各层的意义及各层的命名和功能。三、单项选择题1. TDC3000 系统进行 NCF组态时，每个系统可以定义(B )个单元。 (A)24(B)100 (C)36 (D)642. TDC3000 系统进行 NCF组态时，每个系统可以定义( B )个区域 (A)24 (B)10 (C)36 (D)643. TDC3000 系统运行中， HM 如出现故障，可能会影响(B )。(A) 控制功能运行 (B) 流程图操作 (C) 键盘按键操作 (D) 以上 3 种情况都有4. TDC3000 系统运行中，在 HM 不可以进行如下操作( C )。(A)格式化卡盘(B) 流程图文件复制(C)删除

10、系统文件(D)删除用户文件5. TDC3000 系统中，HPMM主 要完成以下功能(A)。(A)控制处理和通讯(B) 控制点运算(C)数据采集处理(D)逻辑控制6. TDC3000 系统中，每个 HPM 可以有( A )卡笼箱 (A) 8 个(B)6 个(C)3 个(D) 没有数量限制7. TDC3000 系统中，当 IOP 卡件(如 AI 卡)的状态指示灯闪烁时，表示此卡件存在( C )。(A) 通信故障 (B) 现场输入 / 输出参数超量程报警 (C) 软故障 (D) 硬件故障8. TDC3000 系统中，若有一组 AO 卡为冗余配置，当其中一个 AO卡状态指示灯灭时，其对应 FTA 的输

11、出应 为( B )。(A) 输出为 100，对应现场为 20mA (B) 正常通信 (C) 输出为设定的安全值 (D) 输出为 0，对应现场为 4mA9. TDC3000系统中， HLAI 为高电平模拟量输入卡，不可以接收( A )信号。(A) 24VDC 信号 (B) 4-20mA 信号 (C) 1-5V 信号 (D) 0-100mv 信号10. TDC3000 系统中，若有一组 DI 卡为冗余配置，则其对应的 FTA应为( A )。 (A) 不冗余配置 (B) 冗 余配置 (C) 由工艺重要性确定是否冗余配置 (D) 由控制工程师确定是否冗余配置11. TDC3000/TPS 系统中，每个

12、 LCN系统可以定义( D)个 AREA区域 (A)36 (B 100(C)20(D) 1012. TDC3000/TPS 系统中，操作员的操作权限是通过(C )的划分来限制的。(A) UNIT 单元 (B) HPM 硬件 (C) AREA 区域 (D) 由工艺流程岗位13. TDC3000/TPS 系统中，每个 AREA区域可以定义( B)个操作组 (A) 390(B)400(C)450(D) 2014. TDC3000/TPS 系统中，操作员在操作组画面上不可以进行下列(A )操作。(A) 将过程点 ACTIVE (B) 修改 SP值 (C) 修改控制模式 MODE (D) 查看趋势画面1

13、5. TDC3000/TPS 系统中，若节点 US的状态描述信息为黄色 POWER O，N则表示该 US(B) (A) 不能正常工 作(B) 上电状态可以加载属性软件 (C) 提示该节点电源故障 (D) 正在加载属性软件16. TDC3000/TPS 系统中，系统状态画面显示设备信息为黄色描述时，表示该设备(A )。(A) 有故障，但能工作 (B) 有故障，不能工作 (C) 硬件故障，不能工作 (D) 软件故障，不能工作四、多项选择题(每题 4 个选项，其中有两个或两个以上是正确的，将正确的选项填入括1. TDC3000/TPS系统中，以下可以冗余配置的节点是( AD )。 (A)NIM (B

14、) GUS/US(C)HM (D) HPM2. TDC3000/TPS系统中， HM可以保存过程事件( PROCESESV ENT)记录，过程事件包括以下( AD)事件记录。A)PV参数报警 (B)IOP 卡件软件故障信息 (C)打印机维护信息 (D) 操作员修改 SP数值3. TDC3000/TPS系统中， HPM由以下卡件组成( ABD)。(A)HPMM (B)IOP(C) TAP (D) FTA4. TDC3000/TPS 系统中，如 IOP 卡件能工作，则状态维护显示画面上此卡件指示应为(AC )。(A) 黄色 (B) 红色 (C) 绿色 (D) 蓝色5. TDC3000/TPS系统中

15、，以下可以冗余配置的 IOP卡件为( AB)。(A)AI (B)DO (C)PI(D) LLMUX6. TDC3000/TPS 系统中，区域数据库的内容包含( ACD )。(A) 操作组的划分 (B 单元的划分定义和分配 (C) 标准报表的定义 (D) 流程图路径的定义7. TDC3000/TPS 系统中，在操作组画面上，你可以看到以下内容( ABC )。(A) 操作组中各点控制模式 (B) 点是否处于报警 (C) 点是否处于 ACTIVE状态 (D) 点所在单元8. TDC3000/TPS 系统中，在控制台 CONSOLE画面上，你可以看到以下内容(ABD )。(A) 属于该控制台的所有 U

16、S状态 (B) 打印机状态 (C) 单元报警状态 (D) US 节点地址五、判断题1.UCN网络上允许定义 64 个非冗余设备，节点地址为 1-64 。( 错 )2. LCN 网络节点设备中，只有 HM历史模件具备存储历史数据的功能。 ( 对 )3. HPM 即是 LCN网络节点设备，又是 UCN网络节点设备，具有双重节点地址。 ( 错 )4. 在硬件设计时， HPM的 IOP卡件全部可以设置为冗余配置。( 错 )5.IOP 卡件 LLMUX是低电平多路模拟输入卡，同一卡件上可以同时接收热电偶和热电阻的信号。( 对 )6.区域报警综合画面中， 包含了属于本区域输入输出点所在 IOP卡件的硬件故

17、障信息。 (错) 7. 在1号 GUS 操作站组态临时组，在换区操作后，临时组的组态信息不变。 ( 错 ) 8. 在 1 号 GUS操作站查看 GUS节点 状态，可以选择按 CONS STATS控制台状态键。 ( 对 )六、问答题1. 简述 DCS的操作员站、工程师站、监控计算机站的主要功能？ 操作站的主要功能：为过程显示和控制、系统生成与诊断、现场数据的采集和恢复显示等。 工程师站的主要功能：控制系统组态的修改、控制参数的调试 监控计算机的主要功能：在车间管理级与过程优化级之间起到信息传递的作用，同时可对信息进行优化计 算，为系统决策提供参考。2. 简述组态设计的基本步骤。组态设计的一般步骤

18、如下：(1) 组态软件的安装 按照要求正确安装组态软件，并将外围设备的驱动程序、通信协议等安装就绪。( 2)工程项目系统分析 首先要了解控制系统的构成和工艺流程，弄清被控对象的特征， 明确技术要求， 然后再 进行工程的整体规划，包括系统应实现哪些功能、需要怎样的用户界面窗口和哪些动态数据显示、数据库 中如何定义及定义哪些数据变量等。(3) 设计用户操作菜单 为便于控制和监视系统的运行，通常应根据实际需要建立用户自己的菜单以方便 操作，例如设立一按钮来控制电动机的起 / 停。(4) 画面设计与编辑 画面设计分为画面建立、画面编辑和动画编辑与链接几个步骤。画面由用户根据实 际工艺流程编辑制作，然后

19、需要将画面与已定义的变量关联起来，以便使画面上的内容随生产过程的运行 而实时变化。(5) 编写程序进行调试 程序由用户编写好之后需进行调试， 调试前一般要借助于一些模拟手段进行初调， 检查工艺流程、动态数据、动画效果等是否正确。（6）综合调试 对系统进行全面的调试后，经验收方可投入试运行，在运行过程中及时完善系统的设计。3. 什么是 PROFIBUS总线？ PROFIBUS总线有什么特点？PROFIBUS是一种国际性的开放式现场总线标准，是唯一的全集成H1（过程）和 H2（工厂自动化）现场总线解决方案 12 ，它不依赖于产品制造商，不同厂商生产的设备无须对其接口进行特别调整就可通信，因此 它广

20、泛应用于制造加工、楼宇和过程自动化等自动控制领域。PROFIBUS现场总线系统的技术特点： 容易安装，节省成本。集中组态，建立系统简单。提高可靠性，工厂生产更安全、有效。减少维 护，节省成本。符合国际标准，工厂投资安全。4. DCS 的层次结构一般分为几层，并说明每层的功能？ 集散控制系统分为四个层次，每个层次由多个计算机组成，分别行使不同的功能，自下而上分别是：现场 控制级、过程控制级、过程管理级和经营管理级。与这四层结构相对应的四层局部网络分别是现场网络、 控制网络、监控网络和管理网络。现场控制级的功能：一是完成过程数据采集与处理。二是直接输出操作命令、实现分散控制。三是完 成与上级设备的

21、数据通信， 实现网络数据库共享。 四是完成对现场控制级智能设备的监测、 诊断和组态等。过程控制级功能：一是采集过程数据，进行数据转换与处理；二是对生产过程进行监测和控制，输出 控制信号，实现反馈控制、逻辑控制、顺序控制和批量控制功能；三是现场设备及 I/O 卡件的自诊断；四 是与过程操作管理级进行数据通信。过程管理级功能：一是监视和控制生产过程；二是控制方式的无扰动切换，修改设定值，调整控制信 号，操控现场设备，以实现对生产过程的干预；三是打印各种报表，复制屏幕上的画面和曲线等。5. 简述现场控制站的基本功能。 现场控制站是多功能型的，其基本功能包括反馈控制、逻辑控制、顺序控制、批量控制、数据

22、采集与处理 和数据通信等功能。6. 典型的现场总线有哪些？各有什么特点？（至少写 3 种）PROFIBUS现场总线系统的技术特点：容易安装，节省成本。集中组态，建立系统简单。提高可靠性，工厂生产更安全、有效。减 少维护，节省成本。符合国际标准，工厂投资安全。 基金会现场总线是一种全数字式的串行双向通信系统，它可以将现场仪表、阀门定位器等智能设备连接在 一起，其自身可向整个网络提供应用程序。它以 ISO/OSI 参考模型为基础，采用物理层、数据链路层和应 用层为 FF 通信模型的相应层次， 并在应用层上增加用户层。 ControlNet 现场总线采用并行时间域多路存 取 CTDMA （Concu

23、rrent Time Domain Multiple Access） 技术，它不采用主从式通信，而采用广播或一点 到多点的通信方式，使多个节点可精确同步获得发送方数据。7. 计算机控制系统与常规仪表控制系统的主要异同点是什么？计算机控制系统的控制器由计算机来实现，是模拟、数字混合系统。8. 概述 DCS的产生过程，并分析其设计思想。早期计算机参与到控制中， 采用的集中式结构， 即由一个计算机完成所有的控制功能和对所有设备的控制， 但这种集中式计算机控制系统危险集中、控制集中，且对中央节点的可靠性要求很高，因此逐渐被淘汰， 后来随着通信网络技术的发展，出现了分散控制系统，由多个计算机分别完成多个

24、控制功能和对多个生产 设备的控制，其特点是集中操作、集中显示，分散控制、分散危险。9. 什么是现场总线？与集散控制系统比较有哪些优点？(1) 节省硬件数量与投资 由于现场总线系统中分散在设备前端的智能设备能直接实现多种测量、控 制、报警和计算功能，因而可减少变送器的数量，不再需要单独的控制器、计算单元等，也不再需要 DCS 的信号调理、转换、隔离技术等功能单元及其复杂接线，还可以用工业PC机作为操作站，从而节省了大笔硬件投资。随着控制设备的减少，控制室的占地面积还可随之减少。(2) 节省安装费用 现场总线系统的接线十分简单， 一对双绞线或一条电缆可挂接多个设备， 因而电缆、 接线端子、槽盒、桥架的用量大大减少，连线设计与接头校对的工作量也大大减少。当需要增加现场控制 设备时，无需增设新的电缆，可就近连接在原有的电缆上，既节省了投资，也减少了设计、安装的工作量。 据有关典型试验工程的测算资料，安装费用可节约60%以上。(3) 节省维护开销 由于现场控制设备具有自诊断与简单故障处理的能力，