集散控制系统与现场总线试题习题及答案.doc

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1、本答案仅供参考。第1章绪论1.1什么是过程计算机控制系统？它由哪几部分组成？通过具体示例说明。答：它是指由被控对象、测量变送装置、计算机和执行装置构成，以实现生产过程闭环控制的系统，它综合了计算机过程控制和生产工艺过程。例如温度控制系统。1.2计算机控制工业生产过程有哪些种类型？答：计算机控制工业生产过程一般有五种类型：操作指导控制系统；直接数字控制系统；监督控制系统；集散控制系统；现场总线控制系统。1.3计算机控制系统的硬件一般有哪几大主要组成部分？各部分是怎样互相联系的？其中过程通道有几种基本类型？它们在系统中起什么作用？答：计算机控制系统的硬件一

2、般包括：主机、外部设备、过程输入输出设备。两个过程通道，一个是输入通道，另一个为输出过程通道。输入过程通道包括：A/D通道----把模拟信号转换成数字信号后再输入；DI通道-----直接输入开关量信号或数字量信号。输出过程通道包括：D/A通道----把数字信号转换成模拟信号后再输出；DO通道-----直接输出开关量信号或数字量信号。1.4直接数字控制系统的硬件由哪几部分组成？答：直接数字控制系统的硬件主要有计算机（主机）、过程输入输出通道、操作台和计算机辅助设备组成。如下图所示。1.5数字控制算法有几种形式？各有什么特点？答：数字控制算法有位置式、增量

3、式、速度式三种形式。位置式根据偏差计算阀门的位置，增量式根据偏差计算阀门的变化；速度式根据偏差变化程度计算阀门的变化。1.6试推导计算机控制系统控制算法的位置式、增量式和速度式。答：模拟控制算法为其中，----比例增益----积分时间常数在采样周期相当短暂时，用矩形法近似代替积分项，其中为采样周期，为采样序号。位置式算法为：增量式算法为：速度式算法为：其中，-----偏差（它是初始阀门位置）---第次输出的偏差校正值---第次采样值的偏差校正值1.7试推导计算机控制系统控制算法的位置式、增量式和速度式。答：模拟控制算法为其中，----比例增益----微

4、分时间常数在采样周期相当短暂时，用后向差分法近似代替微分项，其中为采样周期，为采样序号。位置式算法为：增量式算法为：速度式算法为：其中，-----偏差（它是初始阀门位置）---第次输出的偏差校正值---第次采样值的偏差校正值1.8集散型控制系统产生的原因是什么？为什么集散型控制系统能得到广泛应用？答：随着生产规模的扩大，生产过程的复杂程度的提高，使像DDC这样集中控制系统无法满足诸如控制回路增多、实现集中显示和操作、实现多变量相关联对象的控制要求，导致集散控制系统的产生。DCS吸取了操作指导控制系统和直接数字控制系统的优点，实现功能分散化，危险分散化，

5、而管理和显示集中，灵活的应用使DCS得到广泛应哟功能和发展。1.9与直接数字控制系统相比较，集散型控制系统的优点是什么？答：与直接数字控制系统相比，集散控制系统具有控制功能分散、危险分散，而参数显示和操作高度集中的优点。1.10集散型控制系统的发展方向是什么？答：集散控制系统的发展方向表现在两个方向上：一个方向是向上发展，即向CIMS计算机集成制造系统、CIPS计算机集成过程系统方向发展；另一个方向是向下发展，即向FCS现场总线控制系统方向发展。1.11写出下列缩略词的中、英文名称。SCCDDCDCSCIMSFCS答：SCC：SupervisoryCo

6、mputerControl计算机监督控制DDC：DirectDigitalControl直接数字控制DCS：DistributedControlSystem集散控制系统CIMS：ComputerIntegratedManufacturedSystem计算机集成制造系统FCS：FieldbusControlSystem现场总线控制系统CIPS：ComputerIntegratedProcessSystem计算机集成过程系统第2章集散型控制系统（DCS）的导论2.1什么是集散型控制系统？它的主要特点是什么？答：集散控制系统又称为分布式控制系统，是计算机技术

7、(computer)、通信技术(communication)、图形显示技术(CRT)、控制技术(control)（简称4C技术）的发展产物，它是一个通过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。它的主要特点是：①可靠性高②灵活的扩展性③完善的自主控制性④完善的通信网络。2.2集散型控制系统的设计思想是什么？答：集散控制系统的设计思想是：危险分散、控制功能分散，而操作和管理集中。2.3集散型控制系统一般由哪几部分组成？各自主要功能是什么？答：集散控制系统一般由过程控制单元、数据采集器、CRT显示操作站、管

8、理计算机以及高速数据通路五部分组成。过程控制单元：实现对DCS的一个或多个回路的较复杂闭环控制