(勤奋、求是、创新、奉献)

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1、（勤奋、求是、创新、奉献）2005～2006学年第一学期考试试卷主考教师：程武山学院__________班级__姓名__________学号___________《分布式控制系统》课程试卷参考答案及评分标准（本卷考试时间分钟）题号一二三四五总得分题分3014162020100得分一、概念题（本题共6小题，每小题5分，共30分）1、简述分布式控制系统的可扩展性、可移植性。答：随着产品的完善和控制规模的扩大，分布式控制系统的硬件和应用软件可以增加。硬件包括通讯系统、控制器和操作站等，应用软件包括操作界面

2、、控制功能和数模开发等。一旦系统运行成功以后，可以被移植到任何相似的工艺过程中。2、为什么说分布式控制系统（集散控制系统）是递阶控制系统？答：分布式控制系统具有如下特点：①网络结构，将各个子系统通过总线连接起来；②分层结构，有工程师站、操作站和控制站等组成；③主从结构，集中操作、分散控制，控制站内部又分主从部件。基于以上三点，分布式控制系统是递阶控制系统（Hierarchicalcontrolsystem）3、分布式控制系统为什么要采用冗余结构？答：分布式控制系统是实时在线控制系统，高可靠性是评价分

3、布式控制系统的主要指标，通常要求MTBF(MenuTimeBetweenFailure)达到99.9999%以上，这就必须对系统采用冷备用、热备用等方式。通常通信系统全部冗余，控制站中主控件热备用，电源n+1：n热备用，子模件和端子板n+1：n冷备用。考试试卷第8页共8页4、简述最小拍控制的特点答：①若参数不变，可实现时间的最优控制；②本质是开环控制；③加反馈环节可实现闭环最优控制。5、什么叫动态显示？答：分布式控制系统对图形显示采用动态处理，得到动态的实感。具体有如下方法：①升降式动态处理方法；②

4、推进式动态显示流体流动的方法；③色彩动态显示温度的方法；④填色动态显示设备状态的方法；⑤POPUP动态操作的方法。6、分布式控制系统为什么采用现场总线控制方式？答：采用现场总线控制方式具有如下优点：①消除4－20mA模拟仪表通讯的瓶颈现象；将传统的通讯是单向的模拟信号转变为双向的数字通讯；②降低现场安装费用和减少相应的设备；电缆和输入输出卡可以大幅度减少；③增强了系统的自治性；采用现场总线标准智能仪表后，操作人员可以方便地在控制室对现场设备进行监控；④系统组态简单、安装、运行和维修方便。考试试卷第8

5、页共8页二、论述题（本题共2小题，每小题7分，共14分）1、以国内常用的分布式控制系统为例，说明分布式控制系统的构成。解：中国CONTEC公司的CONNET-9000系统由管理级、监控级、控制级和现场级组成。管理级：中央管理机支持1024个站；监控级：操作站和工程师站；控制级：16个控制站，320个回路，6400个控制点；现场级：RS－485现场总线，32个RTU。2、如何在分布式控制系统中实施解耦控制方式？答：这类耦合可转化为串级耦合。对这类串级解耦，可以用对角线、单位矩阵法，消除耦合元素。如对角

6、线矩阵法：欲使系统间无关联，只需相乘后成为对角阵。即：考试试卷第8页共8页三、根据要求给出控制原理图和控制逻辑图（本题共2小题，每小题8分，共16分）1、试用图形符号说明一个单回路控制系统与控制站如何协调？答：因为单回路控制系统可以设置一个调节器所以操作站界面设置一个动态调节器。SP、PV、CO也从DB块中得到地址。P、I、D内部设置参数。SP、PV、OUT设置地址号（DB块）2、绘制PLC的工作原理图并简述其工作过程。工作原理图：工作过程：PLC工作过程实际上周而复始地执行读输入、执行程序、处理通

7、信请求、执行CPU自诊断和写输出地扫描过程。①读输入扫描过程CPU对每个输入端子进行扫描，通过输入电路将输入点的状态锁入映像寄存器中；根据信号的类型经输入设备和电路按不同的方式保存；②执行程序CPU在每个扫描周期都要执行该程序，即执行用户程序，同时可实现转移或其他控制；③与网络通信的扫描过程PLC之间或PLC与操作站之间的节点通信，存储转发式，广播式；④自诊断扫描过程为保证设备的可靠性，及时反映设备的故障，PLC由WatchdogTimer自诊断，硬件诊断100—200ms用户可调整，每一个扫描周期

8、开始前都复位；双工自诊断；⑤写输出扫描CPU的运算结果不直接送到实际输出点，而在内存中设置了两个映影寄存器，然后锁存在实际输出点。考试试卷第8页共8页四、设计题（本题共2小题，每小题10分，共20分）1、利用状态方程的方法，说明最小拍控制是时间最优控制考试试卷第8页共8页左行2、试设计梭式布料器控制逻辑图。右行图1布料器示图1.设备运行图图2.PLC接线图设备运行图设备对照表：SQ1(I0.3)、SQ2(I0.4)SB1(I0.0)右行启动按钮SB1(I0.0)右行启