《集散控制系统》期末试卷

发布时间:2023-11-25 11:11:43浏览次数:38
集散控制系统期末试卷班级 学号 姓名 成绩 一、 名词解释(10 分)1、 集散控制系统 2、稳定度二、 填空(25 分)1、集散控制系统中常对( )、( )、( )、( )、( )等设备进行冗余设计。2、集散控制系统有一系列的优点和特点,主要表现在六个方面:( )、( )、( )、()、( )、( )。3、在工程师站上可以进行( )、( )、( )、( )等。4、IEC61131-3 的基本原则是工程设计者,可以自由的组合使用( )、( )、( )、( )、( )等五种控制语言编程,完成控制运算。5、用于工业过程控制的基本 AI 设备有三类:( )、( )和( ),他们都统称为 AI 输入设备。三、判断题(10 分)1、集散控制系统采用标准化、固定结构的设计思想进行设计。( ) 答案:错误2、集散控制系统的分散性不单是分散控制,还有地域分散、设备分散、功能分散和危险分第 1 页 散的含义。( ) 正确3、DCS 的系统网络是连接系统中各现场控制站的桥梁,在现场控制站间实现有效的数据传输。( ) 错误4、一个主控制器性能是否优良,主要是看它在控制软件配合下,安全可靠的完成规定的任务。( )正确电路隔离的主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断,从而达到抑制噪声干扰的效果。( )正确四、简述题(40 分)1、 (15 分)集散控制系统主要由哪些部分组成?请画出其体系结构图。各部分的主要功能是什么?2、 (5 分)详细叙述控制层软件主要完成的功能?3、 (10 分)监控系统主要完成哪些功能?报警监视内容包括哪些4、 (10 分)DCS 方案设计包括哪些方面?第 2 页 五、设计题(15 分):用梯形图方法设计三台电机启动、停止控制程序。具体要求为:正常工作情况下,两台电机工作,一台电机备用(三台电机的地位是相等的);每台电机都可以采用本地或远程启停控制方式;当有急停信号时,所以电机都必须停止;当有两台电机启动时,第三台电机不能启动。第 3 页 集散控制系统期末试卷简答班级 学号 姓名 成绩 一 、名词解释(10 分)2、 集散控制系统计算机(Computer)、通信(Communication)、CRT 显示和控制(Control)技术(简称4C 技术)发展起来的产物。它采用危险分散、控制分散、而操作和管理集中的基本设计思想,以及分层、分级和合作自治的结构形式,适应现代的工业生产和管理要求。3、 稳定度稳定度分为短时间稳定度和长时间稳定度,短时间稳定度:在段时间内,对于同一个被测量值实施多次测量,测量值的波动范围与量程之比,以百分比表示。长时间稳定度:对于同一个被测量值,相隔较长时间用同一个测量装置进行测量,其引用误差漂移量与时间之比,单位为每年百万分之一。二、 填空(25 分)1、集散控制系统中常对(电源)、(主控制器)、(重要 I/O)、(系统网络)、(操作员站)等设备进行冗余设计。2、集散控制系统有一系列的优点和特点,主要表现在六个方面:(分散性与集中性)、(自治性与协调性)、(灵活性和扩展性)、(先进性和继承性)、(可靠性和适应第 4 页 性)、(友好性和新颖性)。3、在工程师站上可以进行(系统硬件组态)、(操作员站软件组态)、(现场控制站软件组态)、(系统维护)等。4、IEC61131-3 的基本原则是工程设计者,可以自由的组合使用(梯形图)、(功能块图)、(顺序功能图)、(指令表)、(结构化文本)等五种控制语言编程,完成控制运算。5、用于工业过程控制的基本 AI 设备有三类:(热电阻)、(热电偶)和(变送器),他们都统称为 AI 输入设备。三、判断题(10 分)1、集散控制系统采用标准化、固定结构的设计思想进行设计。(X) 2、集散控制系统的分散性不单是分散控制,还有地域分散、设备分散、功能分散和危险分散的含义。(√)3、DCS 的系统网络是连接系统中各现场控制站的桥梁,在现场控制站间实现有效的数据传输。(X)4、一个主控制器性能是否优良,主要是看它在控制软件配合下,安全可靠的完成规定的任务。(√)5、电路隔离的主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断,从而达到抑制噪声干扰的效果。(√)第 5 页 四、简述题(40 分)5、 (15 分)集散控制系统主要由哪些部分构成?请画出其体系结构图。各部分的主要功能是什么?集散控制系统主要由现场控制站、操作员站、工程师站、系统网络、控制网络(现场总线网络)、服务器。操作员主要完成人机界面的功能,主要是操作、监视和管理各种生产设备;工程师站主要是对 DCS 进行应用组态,包括系统硬件组态、操作员站软件组态、现场控制站软件组态、系统维护功能等;现场控制站是 DCS 的核心,主要完成系统的控制功能,包括 I/O 数据的采集、数据预处理、数据组织管理、控制运算、及 I/O 数据的输出;现场控制站包括:主控制单元、输入输出设备、电源及转换设备、机柜等。系统网络是连接系统各个站的桥梁,用于将操作员站、工程师站及系统服务器等操作层设备和控制层的主控制器连接起来;控制网络也就是现场总线网络,主要用于将主控制与 I/O 设备连接起来,也用于将主控制器和智能仪表、PLC 等设备连接;服务器包括历史数据的历史站、共计控制运算的共计计算站、生产管理的管理站及网络管理服务器等;第 6 页 体系结构图(略)6、 (5 分)详细叙述控制层软件主要完成的功能?控制层软件其基本功能为 I/O 数据的采集、数据预处理、数据组织管理、控制运算及 I/O 数据的输出,另外,一般的集散控制系统控制层软件还要完成一些辅助功能,如控制器及重要 I/O 模块的冗余功能、网络通信功能、自诊断功能等。控制层的功能由现场控制站中的控制器实现,在控制器中保存各种基本控制算法,如 PID、微分、积分、加、减、乘、除等。7、 (10 分)监控系统主要完成哪些功能?报警监视内容包括哪些监控系统运行于系统操作员站、工程师站或服务器中,它提供人机界面监视、远程控制操作、数据采集、信息存储和管理、及其他的应用功能。监控层软件一般包括人机操作界面、实时数据管理、历史数据管理、报警监视、日志管理、事故追忆及时间顺序记录等功能。报警监视的内容包括工艺报警和 DCS 设备故障两类。工艺报警是指运行工艺参数或状态的报警,二 DCS 设备观是指 DCS 系统本身的硬件、软件和通信链路发生的故障。由于 DCS 设备故障期间可能导致相关的工艺参数采集、通信或操作受到影响,因此必须监视。8、 DCS 方案设计包括哪些方面?第 7 页 在明确 DCS 基本任务后,可进行系统的方案设计,主要包括:1) 硬件设计:包括……2) 控制软件设计:包括……3) 人机接口设计:包括……第 8 页
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