试题库
一、填空
1. 年，世界上第一套集散控制系统由公司首先向市场推出，其型号是。
2. 操作站的基本功能包括、、、、和。
3. OSI参考模型的七层分别是、、、、、、。
4. TDC3000系统中，一条LCN网最多可连个模块，通过扩大器可连个模块。
5. CS3000系统主要由、、、和等部分组成。
6 .MACS现场控制站由、、、、、、等部分组成。
7. 现场总线是一种、、和的底层控制网络。8. 典型的现场总线有、、等。
9. 现场总线的基本设备有、、和等。10. PROFIBUS现场总线的组态软件是。
11. 计算机控制系统由和两大部分组成。12. 计算机控制系统按参与控制的计算机不同，可分为、和。13. 集散控制系统是、、和、相结合的产物。
14. 计算机网络的拓扑结构主要有、、、和。15. JX-300X集散控制系统控制站卡件有、和。16. JX-300X DCS的基本组态软件是，实时监控软件是
17. 现场控制站的基本功能包括、、、、和。
18. TPS集散控制系统的网络类型主要有、和。
19. TDC3000集散控制系统的万能控制网UCN上挂接着、、等。
20. CS3000集散控制系统的FCS有、和三种21. MACS通信网络主要分、和层次。
22. 计算机控制系统按其结构不同可分为和两大类。
23. 集散控制系统由、和三大部分组成。
24. 常用的通信介质主要有、和。
25. 集散控制系统又称为英文简称，现场总线控制系统简称为。
26. 集散控制系统的设计思想为、。
27. JX-300X DCS的通信网络主要有、和三个层次。
28.TDC3000系统的三种通信网络主要是、和。
29. TPS集散控制系统中，一个HPMM最多能安装 IOP和后备IOP。
30. CS3000系统RIO标准型FCS中，一个FCU最多连个节点，FIO标准型FCS中，一个FCU最多连个节点。
31. MACS系统主要由、、、、、、、等部分组成。
二、名词解释
数据采集系统
直接数字控制系统
现场总线控制系统
实时控制
传输速率
计算机控制系统
集散控制系统
现场总线
组态
串行传输
通信协议
监督计算机控制系统
分级控制系统
模拟通信
数字通信
并行传输
开放系统互连参考模型
三、单项选择题
1. TDC3000系统进行NCF组态时，每个系统可以定义（）个单元。(A)24(B)100 (C)36 (D)64
2.TDC3000系统进行NCF组态时，每个系统可以定义（）个区域(A)24 (B)10 (C)36 (D)64
3. TDC3000系统运行中，HM 如出现故障，可能会影响（）。
(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（）。
(A) 格式化卡盘 (B) 流程图文件复制 (C) 删除系统文件 (D) 删除用户文件
5. TDC3000系统中，HPMM 主要完成以下功能（）。
(A) 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（）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（）。
(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的输出应为（）。(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4mA
9.TDC3000系统中，HLAI为高电平模拟量输入卡，不可以接收（）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) 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LCN系统可以定义（）个AREA区域(A)36 (B 100(C)20(D) 10
12.TDC3000/TPS系统中，操作员的操作权限是通过（）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（）个操作组(A) 390(B)400(C)450(D) 20
14. TDC3000/TPS系统中，操作员在操作组画面上不可以进行下列（）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
15.TDC3000/TPS系统中，若节点US的状态描述信息为黄色POWER ON，则表示该US（）(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)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（）。(A)NIM (B) GUS/US(C)HM (D) HPM
2.TDC3000/TPS系统中，HM可以保存过程事件（PROCESS EVENT）记录，过程事件包括以下（）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（）。(A)HPMM (B)IOP(C) TAP (D) FTA
4.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（）。
(A)黄色 (B) 红色 (C) 绿色 (D) 蓝色
5.TDC3000/TPS系统中，以下可以冗余配置的IOP卡件为（）。(A)AI (B)DO (C)PI(D) LLMUX
6. TDC3000/TPS系统中，区域数据库的内容包含（）。
(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（）。
(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（）。
(A)属于该控制台的所有US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。（）
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。（）
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。（）
4.在硬件设计时，HPM的IOP卡件全部可以设置为冗余配置。（）
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。（）
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卡件的硬件故障信息。（）
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。（）
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。（）
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？
2. 简述组态设计的基本步骤。
3. 什么是PROFIBUS总线？PROFIBUS总线有什么特点？
4. DCS的层次结构一般分为几层，并说明每层的功能？
5. 简述现场控制站的基本功能。
6. 典型的现场总线有哪些？各有什么特点？（至少写3种）
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？
8. 概述DCS的产生过程，并分析其设计思想。
9. 什么是现场总线？与集散控制系统比较有哪些优点？
10.简述NCF组态的主要内容。
11.简述TPS系统中半点和全点地区别。
12.请你列出5种TPS系统中常用的IOP卡件类型及名称。
七、计算题
1.某装置采用TPS（GUS/HPM）控制系统，如果模拟量输入点AI为65点，均为高电平输入信号4-20mA，模拟量输出点AO为43点，不考虑冗余配置和裕量，如果请您设计，请问至少需要多少HLAI和AO卡件？其中，HLAI卡按每个卡件16通道计算，AO卡按每个卡件16通道计算.
2.某装置采用TPS（GUS/HPM）控制系统，如果模拟量输入点AI为95点，均为高电平输入信号4-20mA，其中控制回路37个，假设均为单回路控制，其余为指示回路，对控制回路输入需要考虑冗余卡件配置，不考虑裕量，如果请您设计，请问至少需要多少HLAI卡件？HLAI卡按每个卡件16通道计算。
八、系统应用
1. JX-300X系统中，要将控制站地址设置为4，应如何进行？
2. JX-300X系统中，要在流程图画面中，填加一数据显示点，位号是TIT-1，应如何组态？
3. JX-300X系统运行时，有一参数显示异常，可能的原因是什么，如何排除？
4. CS3000系统中控制站卡件的命名规则是什么？
5. CS3000系统中，如何进入系统测试功能？
6. CS3000系统中，如何完成一个简单PID控制回路的组态？
7 .TPS系统软件组态的一般步骤是什么？
8. TPS系统中如何设定NIM地址？
9.根据下面的配置要求，画出TPS系统的结构图。
1条TPN（LCN）网，1条UCN网，1条PCN（PIN）网，1台HM，1对冗余的NIM，2台GUS，2个HPM，1个SM，2台NT工作站，1台NT服务器，1个APP。
10. TPS系统中怎样区分HM上的用户卷和HoneyWell卷？
试题库答案
一、填空
1 .1975、Honeywell、TDC2000
2. 显示、操作、报警、系统组态、系统维护、报告生成
3. 物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层
4 .40、645. 操作站、现场控制站、工程师站、通信总线、通信网关
6. 控制机笼、主控制器、电源模块、智能I/O模块、端子模块、通信网络、控制机柜
7.数字式、双向传输、多分支结构、计算机局部网络8 . Profibus、CAN、FF
9. 现场总线变送器、温度变送器、电流-现场总线转换器、现场总线-电流变换器
10 .STEP711. 工业控制机生产过程12. 工业控制机控制系统、PLC控制、单片机控制13. 计算机技术、控制技术、显示技术、通信技术14. 总线型、星型、环型、树型、网状型15. 主控制卡、数据转发卡、I/O 卡16. Sckey、Advantrol/Advantrol-Pro
17.反馈控制、逻辑控制、顺序控制、批量控制、数据采集与处理、数据通信
18. 工厂信息网络PIN、TPS过程控制网络TPN、万能控制网络UCN19. 过程管理站PM、先进过程管理站APM、逻辑管理站LM20. 标准型、扩展型、紧凑型21. 系统网络SNET、监控网络MNET、企业管理网ENET22. 集中结构、分散结构23. 工业控制机、通信网络、现场检测控制设备24. 双绞线、同轴电缆、光纤25. 分散控制系统、DCS、FCS26. 集中管理、分散控制27. SBUS总线、过程控制网SC netⅡ、信息管理网ETHERNET28.局部控制网LCN、万能控制网UCN、数据高速通道DHW29. 40块、40块30. 8、1031. 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
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、、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SCC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
B B B
C A A C B A A
D C B A B A
四、多项选择题
AD AD ABD AC AB ACD ABC ABD
五、判断题
错对错错对错错对
六、问答题
1.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. 组态设计的一般步骤如下：
（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. 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：
①容易安装，节省成本。②集中组态，建立系统简单。③提高可靠性，工厂生产更安全、有效。④减少维护，节省成本。⑤符合国际标准，工厂投资安全。
4.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.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、数据采集与处理和数据通信等功能。
6. PROFIBUS现场总线系统的技术特点：
①容易安装，节省成本。②集中组态，建立系统简单。③提高可靠性，工厂生产更安全、有效。④减少维护，节省成本。⑤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 (Concurrent 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. 计算机控制系统的控制器由计算机来实现，是模拟、数字混合系统。
8. 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.现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的计算机局域网络，其网络节点是以微处理器为基础的、具有检测、控制、通信能力的智能式仪表或控制设备。
现场总线的优点
(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，并通过数字通信将相关的诊断维护信息送往控制室，用户可以查询所有设备的运行，诊断维护信息，以便早期分析故障原因并快速排除。缩短了维护停工时间，同时由于系统结构简化，连线简单而减少了维护工作量。
(4)用户具有高度的系统集成主动权用户可以自由选择不同厂商所提供的设备来实现系统集成。突破了选择某一品牌产品的种种限制，不会为系统集成中不兼容的协议和接口而一筹莫展，使系统集成过程中的主动权完全掌握在用户手中。
(5)提高了系统的准确性与可靠性现场总线设备的智能化、数字化，从根本上提高了仪表的测量与控制的准确度，减少了传送误差。同时，由于系统的结构简化，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强，减少了信号的往返传输，提高了系统工作的可靠性。此外，由于设备标准化和功能模块化，因此还具有系统设计简单、构建灵活等优点。
现场总线控制系统具有信号传输全数字化、控制功能分散化、现场设备具有互操作性、通信网络全互连式、技术和标准全开放式等特点。
10 NCF即网络组态文件，Network Configuration File,主要内容包括：
1、单元名称；
2、区域名称；
3、LCN网络节点地址和类型；
4、操作台名称；
5、系统宽域值；
6、HM卷组态信息。
11.全点包含了全部建点地内容，如点描述，报警功能和控制模式，操作员需要监视和控制的点都要建立为全点。
半点和全点的区别有3点：1、不包含报警信息；2、没有控制模式；3、没有PV源选择。
12. HLAI 高电平模拟量输入卡
LLAI 低电平模拟量输入卡 AO 模拟量输出卡
DI 开关量输入卡 DO 开关量输出卡
PI 脉冲量输入卡 LLMUX 多路低电平模拟量输入卡
STI 智能变送器接口卡 SDI 串行设备接口卡
SI 串行信号接口卡 DISOE SOE开关量输入卡
七、计算题
1.解：HLAI高电平模拟量输入卡，计算如下：
65/ 16 = 4 (1)
AO模拟量输出卡，计算如下：
43/ 16 = 2 (11)
至少需要5个HLAI卡件，3个AO卡件。
2.解：HLAI高电平模拟量输入卡，控制回路计算如下：
37/ 16 = 2 (5)
冗余配置时，3*2 = 6
HLAI高电平模拟量输入卡，指示回路计算如下：
（95-37）/ 16 = 3 (10)
至少需要6+4 = 10个HLAI卡件。
八、系统应用
1.略
2.略
3. 可能的原因有以下几种：I/O卡件有故障；现场检测变送器出现故障或接线松动；组态错误；可逐一排除。
4. FIO卡件地址命名规则为：%Znnusmm
其中，nn——Node(节点号：01～10)；
u——Slot(插槽号：1～8)；
s——Segment（段号：1～4），除现场总线卡件外均为1；
mm——Terminal(通道号：01～64)。
RIO卡件地址命名规则：%Znnusmm
其中，nn——Node(节点号：01～08)；
u——Unit(单元号：1～5)；
s——Slot(插槽号：1～4)；
mm——Terminal(通道号：01～32)。
5.进入测试方法为点击“开始\所有程序\YOKOGAWA CENTUM\SYSTEM VIEW\选择要测试的FCS\FCS\TEST FUNCTION，等待系统自动完成测试窗口显示、连接文件和下载。进入测试后，就可以模拟现场进行调试。
6.单回路PID仪表的建立步骤：
①点击类型选择按钮，选择路径Regulatory Control Block\Controllers\PID。
②输入工位名称，点击此功能块，单击右键进入属性，填写相关属性内容（如工位名称、工位注释、仪表高低量程、工程单位、输入信号是否转换、累积时间单位、工位级别等）。
③输入通道及连接。点击类型选择按钮，选择路径Link Block\PIO，输入通道地址，然后进行连接。点击连线工具按钮，先单击PIO边框上“*”点，再双击PID边框上“*”点，然后存盘。
7 .NCF组态&HM初始化-启动LCN节点-UCN网络节点组态-HPMBOX点组态-过程点组态-历史组组态-流程图画面组态-自由格式报表组态-自定义键组态-区域数据库组态
8. LCN网络上的地址设定，在K4LCN板上，遵守LCN网络地址的设定规则；UCN网络上的地址设定，在MODEM 板上，地址设定规则与HPMM相同，即JUMPER OFF有效、JUMPER OFF的数目为奇数、主备地址相同且为奇数、NIM地址必须低于UCN上的其它节点。UCN网络上可挂接32对冗余的装置，通常将1～8号地址分配给NIM，9～64号地址分配给其他装置。
9.
10. HM上的Honeywell卷和目录名以&或！开头。
集散控制系统为什么能实现无扰动切换?
答：通过测量值跟踪和输出值跟踪来实现无扰动切换（1）测量值跟踪增量型和速度型 PID 算法通常具有测量值跟踪功能。即在手动方式时，使本回路的设定值不再保持原来的值，而跟踪测量值。这样，从手动切换到自动时，偏差总是零，即使比例度较小，PID 输出值也不会产生波动动。切到自动后，再逐步把设定值调整到所要求的数值。
(2)输出值跟踪混合型 PID 算法，在设置测量值跟踪的同时，还需要设置输出值跟踪功能。即在手动方式时，使内存单元中 PID 输出值跟踪手操输出值。这样，从手动切换到自动时，由于内存单元中的数值与手操输出值相等，从而实现了无扰动切换。
在自动方式时，手操器的输出值是始终跟踪控制器的自动输出值的，因此，从自动切换到手动时，手操器的输出值与PID的输出值相等，切换是无扰动的。
19、什么是组态?简述组态过程。
答：组态是指根据实际生产过程控制的需要，利用DCS所提供的硬件和软件资源，预先将这些硬件设备和软件功能模块组织起来，以完成特定的任务。
组态过程是先系统组态，后应用组态。组态主要针对过程控制级和过程管理级。设备组态的顺序是自上而下，先过程管理级，后过程控制级；功能组态的顺序恰好相反，先过程控制级，后过程管理级。
JX-300X集散控制系统
1、简述JX-300X DCS系统的的硬件组成及其作用。
答：JX-300X DCS系统硬件组成包括工程师站（ES）、操作站（OS）、控制站（CS）和通信网络SCnet II。
作用：（1）控制站（CS）实现对物理位置、控制功能都相对分散的现场生产过程进行控制的主要硬件设备称为控制站（Control Station，CS）。
通过不同的硬件配置和软件设置可构成不同功能的控制站，包括数据采集站（DAS）、逻辑控制站（LCS）和过程控制站（PCS）三种类型。
数据采集站提供对模拟量和开关量信号的基本监视功能；
逻辑控制站提供马达控制和继电器类型的离散逻辑功能；
过程控制站简称控制站，是传统意义上集散控制系统的控制站，提供常规回路控制的所有功能和顺序控制方案，控制周期最小可达0.1s。
（2）操作站（OS）是操作人员完成工艺过程监视、操作、记录等管理任务的环境。
（3）工程师站（ES）用于控制应用软件组态、系统监视、系统维护的工程设备。
（4）通信接口单元（CIU）用于实现JX-300X系统与其它计算机、各种智能控制设备（如PLC）接口的硬件设备。
（5）多功能站（MFS）用于工艺数据的实时统计、性能运算、优化控制、通信转发等特殊功能的工程设备。
（6）过程控制网（SCnet II）将控制站、操作站、通信接口单元等硬件设备连接起来，构成一个完整的分布式控制系统，实现系统各节点间相互通信的网络。
2、简述JX-300X DCS系统组态软件包各软件的功能。
答： SCKey（系统组态）：进行硬件和功能组态
SCDraw（流程图绘制）：绘制生产工艺流程图
SCControl（图形化组态）：过程控制方案组态
SCDiagnose（系统诊断）：在线故障诊断
AdvanTrol/AdvanTrol-Pro（实时监控软件）：用于过程实时监视、操作、记录、打印、事故报警等功能的。
3、简述JX-300X DCS系统通信网络的构成及各部分的基本特性。
答：JX-300X通信系统对于不同结构层次分别采用了信息管理网、SCnet II网络和SBUS总线。
信息管理网的基本特性为：
（1）拓扑结构总线形或星形结构。
（2）传输方式曼彻斯特编码方式。
（3）通信控制符合IEEE802.3标准协议和TCP/IP标准协议。
（4）通信速率 10Mbps、100Mbps、1Gbps等。
（5）网上站数最大1024个。
（6）通信介质双绞线（星形连接）、50Ω细同轴电缆、50Ω粗同轴电缆（总线形连接，带终端匹配器）、光纤等。；
（7）通信距离最大距离为10km。
（8）信息管理网开发平台采用PIMS软件。
SCnet II基本性能指标如下。
（1）拓扑结构总线形或星形结构。
（2）传输方式曼彻斯特编码方式。
（3）通信控制符合IEEE802.3标准协议和TCP/IP标准协议。
（4）通信速率 10Mbps 、100Mbps等。
（5）节点容量最多15个控制站、32个操作站或工程师站或多功能站。
（6）通信介质双绞线、RG-58细同轴电缆、RG-11粗同轴电缆、光缆。
（7）通信距离最大10km。
SBUS-S2总线性能指标为：
（1）用途是主控制卡与数据转发卡之间进行信息交换的通道。
（2）电气标准 EIA的RS-485标准。
（3）通信介质特性阻抗为120Ω的八芯屏蔽双绞线。
（4）拓扑结构总线形结构。
（5）传输方式二进制码。
（6）通信协议采用主控制卡指挥式令牌存储转发通信协议。
（7）通信速率 1Mbps（MAX）。
（8）节点数目最多可带16块（8对）数据转发卡。
（9）通信距离最远1.2km（使用中继器）。
（10）冗余度 1∶1热冗余。
SBUS-S1总线性能指标为：
（1）通信控制采用数据转发卡指挥式存储转发通信协议。
（2）传输速率 156kbps。
（3）电气标准 TTL标准。
（4）通信介质印刷电路板连线。
（5）网上节点数目最多可带16块智能I/O卡件。
4、JX-300X DCS控制站由哪几部分构成？控制站的类型有哪些？其中的核心部件叫什么？它的主要功能是什么？
答：JX-300X DCS控制站由主控卡、数据转发卡、I/O卡等组成。
通过不同的硬件配置和软件设置可构成不同功能的控制站，包括数据采集站（DAS）、逻辑控制站（LCS）和过程控制站（PCS）三种类型。其中，核心部件是主控卡
主要功能是进行多种过程控制运算和数字逻辑运算，并能通过下一级通信总线获得各种I/O卡件的交换信息。
5、JX-300X DCS控制站I/O卡件有哪些类型？
答：I/O卡件有电流信号输入卡（SP313）、电压信号输入卡（SP314）、应变信号输入卡（SP315）、热电阻信号输入卡（SP316）、小量程热电阻信号输入卡（SP317）、模拟信号输出卡（SP322）、电平型开关量输入卡（SP361）、开关量输出卡（SP362）、触点型开关量输入卡（SP363）、开关量输出卡（SP364）、位置
调节输出卡（PAI卡）（SP341）、四路SOE信号输入卡（SP334）、脉冲量输入卡（SP335）。
6、什么叫组态？你所熟悉的组态软件有哪些？JX-300X DCS的基本组态软件是什么？
答：组态（Configuration）是指集散控制系统实际应用于生产过程控制时，需要根据设计要求，预先将硬件设备和各种软件功能模块组织起来，以使系统按特定的状态运行。常用的组态软件有InTouch （美国Wonderware公司）、FIX系列（美国Intellution公司）、WinCC （德国西门子公司）、MCGS （北京昆仑通态公司）、组态王（北京亚控公司）、ForceControl（力控）（大庆三维公司）。JX-300X DCS的基本组态软件是SCkey。
7、流程图绘制为什么要设置动态参数？如何设置动态参数？
答：设置动态参数后，可以通过实时监控软件AdvanTrol/AdvanTrol-Pro ，在流程图画面上对各种参数和设备进行实时观察和操作，以实现集中管理和集中操作。
8、什么叫内部仪表？内部仪表与大家熟悉的传统Ⅲ型表是一回事吗？为什么？
答：内部仪表是指操作站画面中，以模仿常规仪表形式显示的操作画面，它与我们所熟悉的传统Ⅲ型表不是一回事，因为内部仪表是用软件编程来实现的。
应用模块二霍尼维尔TDC-3000 和 TPS/ PKS 集散控制系统
1、TPS系统中的网络类型有哪几种？
答：TPS系统中的网络类型有三种，分别是：工厂信息网络(Plant Information Network， PIN)、TPS 过程控制网络（TPS Process Network，TPN）、万能控制网络 (Universal Control Network，UCN)。
2、从下列节点中选出哪些是TPN（LCN）网络上的节点？哪些是UCN网络上的节点？
GUS，HPM，NIM，APM，US，HM，AM，AXM，LM，SM，PM，NG，CG，PLNM，UXS，APP。
答：TPN（LCN）网络上的节点有APP，GUS，HM，NIM，A X M，US，AM，UCN，CG， U X S，UCN网络上的节点有HPM、APM、PM、LM，NIM
3、根据下面的配置要求，画出TPS系统的结构图。
1条TPN（LCN）网，1条UCN网，1条PCN（PIN）网，1台HM，1对冗余的NIM，2台GUS，2个HPM，1个SM，2台NT工作站，1台NT服务器，1个APP。
4、一条LCN上最多可有多少个HM？
答：一条LCN上最多可有64个HM。
5、怎样区分HM上的用户卷和Honeywell卷？
答：HM上的Honeywell卷和目录名以&或！开头。
6、解释下列有关NCF组态的名词含义：NCF、NCF.WF、NCF.CF、ENTER NCF、CHECK NCF、INSTALL NCF、LOAD NCF、UNIT、AREA、CONSOLE、NODE。
答：NCF指网络组态文件；NCF.WF指一个工作文件，组态数据在安装之前都存在NCF.WF中；NCF.CF 指安装NCF期间，NCF.WF被复制并重命名为NCF.CF；CHECK NCF是对所输入的NCF数据进行检查，并生成NCFnp.ER文件；INSTALL NCF指安装NCF文件；LOAD NCF指装载NCF文件；UNIT指定义好的操作单元，是相关点的集合，其描述可在线修改，增减或修改单元名需要离线进行；AREA是相应于操作员所负责的区域，是系统分配区域数据库时参照的标准；CONSOLE是US和相关外设的逻辑概念上的组，其主要功能是使屏幕和外设共享。
7、请画出冗余的HPM的结构框图。
8、一个HPMM最多能安装多少块主IOP（输入输出处理器卡）和多少块后备IOP？IOP卡件类型有多少种？请写出卡件名称及其处理的信号类型。
答：一个HPMM最多能安装40块主IOP（输入输出处理器卡）和40块后备IOP. IOP卡件类型有11种，分别是高电平模拟输入处理器、低电平模拟输入处理器、低电平多路模拟输入转换器、智能变送器接口、模拟输出处理器、脉冲输入处理器、数字输入处理器、数字输出处理器、数字输入事件顺序处理器、串行设备接口处理器、串行接口
9、UCN的网络设备是什么？
答：网络接口模块 (NIM) 与TPS过程控制网络（TPN）相连，其节点设备包括高性能过程管理器 (HPM)、先进过程管理器 (APM)、过程管理器 (PM)、逻辑管理器 (LM)、故障安全控制器 (FSC)。
10、如何设定NIM地址？
答：LCN网络上的地址设定，在K4LCN板上，遵守LCN网络地址的设定规则；UCN网络上的地址设定，在MODEM板上，地址设定规则与HPMM相同，即JUMPER OFF有效、JUMPER OFF的数目为奇数、主备地址相同且为奇数、NIM地址必须低于UCN上的其它节点。UCN网络上可挂接32对冗余的装置，通常将1～8号地址分配给NIM，9～64号地址分配给其他装置。
日本横河CENTUM-CS 集散控制系统
1、CENTUM CS3000系统主要由哪些部分组成？答：CS 3000系统是由操作站、现场控制站、工程师站、通信总线、通信网关等部分所组成的，
2、分别叙述控制站FCS和操作站HIS的功能？
答：现场控制站FCS是整个CS3000的控制核心，用于过程I/O信号输入输出及处理，完成连续控制、顺序控制、实时运算等实时控制功能。
操作站HIS的功能：（1）操作员可以通过键盘或鼠标对不同的流程图、控制面板、趋势图或报警信息等进行操作。（2）在HIS的监视器上，操作员可以观察到所有挂在通信总线的各种硬件的配备状况，甚至可以观察到控制站上的某个I/O点的情况。屏幕的刷新速度快达1秒。（3）HIS可以显示各种画面，如流程图、控制组、趋势等。（4）在HIS操作窗口的工具栏上，有过程报警指示和系统报警指示两个知识灯。（5）在过程报警信息画面中可显示最新生成的报警信息。
（6）HIS可显示系统状态画面。如果系统发生故障，通过自检测会产生系统报警信息，同时在系统状态画面中可实时显示报警的具体设备的状态，显示故障信息。方便维护人员维修。
3、控制站卡件地址的命名规则是什么？
答：FIO卡件地址命名规则为：%Znnusmm
其中，nn——Node(节点号：01～10)； u——Slot(插槽号：1～8)；s——Segment（段号：1～4），除现场总线卡件外均为1；mm——Terminal(通道号：01～64)。
RIO卡件地址命名规则：%Znnusmm其中，nn——Node(节点号：01～08)；u——Unit(单元号：1～5)；s——Slot(插槽号：1～4)； mm——Terminal(通道号：01～32)。
4、如何进入系统测试功能？
答：进入测试方法为点击“开始\所有程序\YOKOGAWA CENTUM\SYSTEM VIEW\选择要测试的FCS\FCS\TEST FUNCTION，等待系统自动完成测试窗口显示、连接文件和下载。进入测试后，就可以模拟现场进行调试。
5、功能键的作用是什么？如何在HIS上进行定义？
答：功能键的作用是方便操作员的操作，可以利用键盘调用不同的过程画面。
通常在HIS组态[CONFIGURATION]---[FuncKey]中定义或在HIS SETUP的功能键窗口中临时定义，以最后下装为准。
6、如何调用仪表面板上各种功能？答：(1)操作模式的变更选中并点击操作模式，出现一对话框，进行手动/自动/串级等操作模式的切换。
8、一个HPMM最多能安装多少块主IOP（输入输出处理器卡）和多少块后备IOP？IOP卡件类型有多少种？请写出卡件名称及其处理的信号类型。
答：一个HPMM最多能安装40块主IOP（输入输出处理器卡）和40块后备IOP. IOP卡件类型有11种，分别是高电平模拟输入处理器、低电平模拟输入处理器、低电平多路模拟输入转换器、智能变送器接口、模拟输出处理器、脉冲输入处理器、数字输入处理器、数字输出处理器、数字输入事件顺序处理器、串行设备接口处理器、串行接口
9、UCN的网络设备是什么？答：网络接口模块 (NIM) 与TPS过程控制网络（TPN）相连，其节点设备包括高性能过程管理器 (HPM)、先进过程管理器 (APM)、过程管理器 (PM)、逻辑管理器 (LM)、故障安全控制器 (FSC)。
10、如何设定NIM地址？答：LCN网络上的地址设定，在K4LCN板上，遵守LCN网络地址的设定规则；UCN网络上的地址设定，在MODEM板上，地址设定规则与HPMM相同，即JUMPER OFF有效、JUMPER OFF的
数目为奇数、主备地址相同且为奇数、NIM地址必须低于UCN上的其它节点。UCN网络上可挂接32对冗余的装置，通常将1～8号地址分配给NIM，9～64号地址分配给其他装置。
日本横河CENTUM-CS 集散控制系统
1、CENTUM CS3000系统主要由哪些部分组成？
答：CS 3000系统是由操作站、现场控制站、工程师站、通信总线、通信网关等部分所组成的，
2、分别叙述控制站FCS和操作站HIS的功能？
答：现场控制站FCS是整个CS3000的控制核心，用于过程I/O信号输入输出及处理，完成连续控制、顺序控制、实时运算等实时控制功能。
操作站HIS的功能：（1）操作员可以通过键盘或鼠标对不同的流程图、控制面板、趋势图或报警信息等进行操作。
（2）在HIS的监视器上，操作员可以观察到所有挂在通信总线的各种硬件的配备状况，甚至可以观察到控制站上的某个I/O点的情况。屏幕的刷新速度快达1秒。
（3）HIS可以显示各种画面，如流程图、控制组、趋势等。
（4）在HIS操作窗口的工具栏上，有过程报警指示和系统报警指示两个知识灯。
（5）在过程报警信息画面中可显示最新生成的报警信息。
（6）HIS可显示系统状态画面。如果系统发生故障，通过自检测会产生系统报警信息，同时在系统状态画面中可实时显示报警的具体设备的状态，显示故障信息。方便维护人员维修。
3、控制站卡件地址的命名规则是什么？
答：FIO卡件地址命名规则为：%Znnusmm
其中，nn——Node(节点号：01～10)；
u——Slot(插槽号：1～8)；
s——Segment（段号：1～4），除现场总线卡件外均为1；
mm——Terminal(通道号：01～64)。
RIO卡件地址命名规则：%Znnusmm
其中，nn——Node(节点号：01～08)；
u——Unit(单元号：1～5)；
s——Slot(插槽号：1～4)；
mm——Terminal(通道号：01～32)。
4、如何进入系统测试功能？
答：进入测试方法为点击“开始\所有程序\YOKOGAWA CENTUM\SYSTEM VIEW\选择要测试的FCS\FCS\TEST FUNCTION，等待系统自动完成测试窗口显示、连接文件和下载。进入测试后，就可以模拟现场进行调试。
5、功能键的作用是什么？如何在HIS上进行定义？
答：功能键的作用是方便操作员的操作，可以利用键盘调用不同的过程画面。
通常在HIS组态[CONFIGURATION]---[FuncKey]中定义或在HIS SETUP的功能键窗口中临时定义，以最后下装为准。
6、如何调用仪表面板上各种功能？
答：(1)操作模式的变更选中并点击操作模式，出现一对话框，进行手动/自动/串级等操作模式的切换。
8、操作员键盘有哪几部分组成？各部分的作用是什么？
答：操作员键盘主要有五部分组成，(1)功能键区利用32个功能键，可方便的调出流程图、仪表面板等操作和监视窗口，执行系统功能键的功能，启动/停止批量趋势数据。
(2)窗口调用按键区利用窗口调用键，可调出所需的各种不同的窗口界面，进行操作和监视。
(3)数据输入区利用数据输入键，可对各种所需项目的数据进行输入，如SV值、MV值。直接输入工位号或其他窗口名称，可分别调出仪表面板和所需窗口界面。
(4)操作控制区利用操作功能键，可进行手动、自动、串级切换，并对相应值进行更改。
(5)其它键用来进行报警确认和消音、信息的确认和删除以及光标移动等操作。
9、控制站节点（NODE）的作用是什么？
答：NODE的作用是将输入/输出设备（I/O）模件的数据传送给FCU，同时将FCU处理数据传送到输入/输出设备（I/O）模件。
10、如何完成一个简单PID控制回路的组态？
答：单回路PID仪表的建立步骤：
①点击类型选择按钮，选择路径Regulatory Control Block\Controllers\PID。
②输入工位名称，点击此功能块，单击右键进入属性，填写相关属性内容（如工位名称、工位注释、仪表高低量程、工程单位、输入信号是否转换、累积时间单位、工位级别等）。
③输入通道及连接。点击类型选择按钮，选择路径Link Block\PIO，输入通道地址，然后进行连接。点击连线工具按钮，先单击PIO边框上“*”点，再双击PID边框上“*”点，然后存盘。
其它集散控制系统
1、I/A S系统有什么特点？
答：I/A S系统特点：开放网络、64位工作站、全冗余配置。
2、I/A S系统主要由哪些部分组成？
答：I/A S系统主要有操作站处理器、应用处理器、应用工作站处理器、通信处理器、控制处理器和现场总线模件等。
3、现场总线模件有哪些类型？
答：现场总线模件包括模拟和数字类型
4、MACS系统主要由哪些部分组成？
答：MACS系统具体由网络、工程师站、操作员站、高级计算站、管理网网关、系统服务器、现场控制站和通信控制站等部分组成。
5、现场控制站的作用是什么？
答：现场控制站的作用是信号采集、回路控制、顺序控制、逻辑联锁等功能，是实现数据采集和过程控制的基本单元。
6、为保证系统运行安全可靠，MACS系统采用了哪些措施？
答：为保证系统运行安全可靠，MACS系统采用了以下措施。
(1)冗余 MACS系统的冗余措施有主控制器冗余、电源冗余、I/O设备冗余和网络冗余等。
(2)分散隔离措施
(3)迅速维修措施 MACS系统的迅速维修措施有自诊断能力和故障指示。
7、MACS操作员键盘由哪些部分组成？
答：功能键分为11个区：(1)趋势区 (2)日志区 (3)列表区 (4)表格区 (5)事故追忆和SOE区 (6)工程师区 (7)操作员区 (8)监视区 (9)打印区 (10)报警监视区 (11)用户自定义区；
现场总线控制系统
1、现场总线的定义是什么？
答：现场总线是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。
2、现场总线有哪些技术特点？答：现场总线具有许多技术特点。
(1)系统的开放性 (2)互可操作性与互用性 (3)现场设备的智能化与功能自治性
(4)系统结构的高度分散性 (5)对现场环境的适应性
3、现场总线与以往的模拟式控制系统、数字式控制系统及集散式控制系统相比有哪些优越性？答：(1)节省硬件数量与投资 (2)节省安装费用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 (4)用户具有高度的系统集成主动权 (5)提高了系统的准确性与可靠性
4、基金会现场总线分为哪两种？试分析基金会现场总线技术的通信模型。
答：基金会现场总线分为低速现场总线H1和高速现场总线HSE两种通信速率。低速现场总线 H1 的传输速率为 31.25kbps，高速现场总线 HSE 的传输速率为 l00Mbps，H1 支持总线供电和本质安全特性。最大通信距离为 1900m( 如果加中继器可延长至 9500m)，每个网段最多可直接连接 32 个节点。如果加中继器最多可连接 126 个节点，通信媒体为双绞线、光缆或无线电。FF的 H1 和 HSE 分别是 IEC61158 的标准子集 1 和 5 。
7. 集散控制系统的设计一般分为、、和四个部分。
8. TDC3000系统早期技术比较成熟的现场控制站是。9.冗余的两种方式是工作冗余、后备冗余。
7、方案论证、方案设计、工程设计、系统文件设计8、多功能控制站MC
9、1、现场控制站可靠性和可维护性
①、元器件选用：采用低额定值的原则，即将功率额定值与使用温度的额定值分别控制在其标准额定值的50%和75%以内。另为尽量选用CMOS电路与专用集成电路，能显著的降低功耗与减少外引线，大大提高可靠性。②、元器件筛选：除了进行一般静态与动态技术指标的测试外，需进行高温老化与高低温冲击试验以剔除早期失效的器件。③、接插件和各种形状采用双触点结构，并对其表面进行镍打底镀金处理。
④、安装工艺：采用多层印制电路板高密度表面安装技术，以减少外引线数目和长度，减少印制电路板面积和提高干扰性能。⑤、改善模板运行环境，机柜设计成防震、防电磁干扰、防光、防潮的形式，特别是对机柜内部设备进行整体上的热设计，采用散热、恒温、加热等不同手段使柜内各种电子设备运行在适宜的温度之中．⑥、冗余技术在系统中各关键环节采用了并联的冗余单元，有采用在线并联工作方式的也有采用离线热备份工作方式的，当模板故障时，备份件可立即接替全部工作，使系统工作并不中断，即热切换。
2、一般的现场控制站：可编程控制器、单片机组成的小型控制采集装置、
STD或工业PC等小型工控机、智能仪表控制、交流变频调速器
3、现场控制采取冗余措施的有：
①电源：采取1：1冗余方式，以在线并联方式工作，保证切换干扰最小。②主机：在要求特别高可靠性的系统中，一般采用1：1冗余离线热备份工作方式，由一个主从控制电路协调双机的运行，实现状态互检和数据同步，当一方出故障，该电路自动隔离故障一方，两站内I/O总线及该站与通信网络的控制权交给原备份一方。③网络接口：采取1：1冗余结构有的系统在主机内还采用两块为冗余的网卡。④I/O通道的冗余N：1后备方式：有一块坏，有N：1切换装置将坏板隔离，并将备份板插入取代之（1：1、3：1、7：1、11：1）“三取二”表达方式：如SI中，将输入的现场信号接到三对输入端上，由CPU取两个以上相同的值为真值。“两两对比”表达方式：输入点设置为双输入通道，例对每一路模拟量输入信号可通过两路A/O转换通道取得两个输入值，由CPU比较这两个值，若其差值小于预定的误差限，则认为输入值正确，否则认为有故障切换到备份机工作。
4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。
5 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。
6写出下列缩略词的中、英文名称。SCC DDC DCS CIMS FCS
答：SCC：Supervisory Computer Control 计算机监督控制 DDC：Direct Digital Control 直接数字控制 DCS：Distributed Control System 集散控制系统 CIMS：Computer Integrated Manufactured
System
计算机集成制造系统 FCS：Fieldbus Control System 现场总线控制系统 CIPS：Computer Integrated Process System 计算机集成过程系统
7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。
8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。
数据采集器：针对生产过程中非控制变量而言，实现数据采集、预处理以及实时数据的进一步加工，供CRT 操作站显示和打印，实现开环监视。
CRT显示操作站：它是DCS与外界联系的人机接口，具有显示控制过程中各种信息、监视操作、输出报表，还对DCS的PCU和PIU进行组态，实现系统的操作和管理。
高速数据通路：它将过程控制单元、操作站、管理计算机等设备连接成一个完整的DCS，以一定速率在各单元之间完成数据、指令及其它信息的传输，一般设置成冗余结构。
管理计算机：综合监视DCS的单元，管理DCS的所有信息，具有进行大型复杂运算的能力以及多输入、多输出控制功能，以实现系统的最优控制和全厂的优化管理。集散控制系统常用总线网和环形总线网络。12、TDC3000的LCN系统由哪几部分构成？简述各部分的作用。
答TDC3000的LCN系统包括：局域控制网络UCN、高速通道接口HG、通用操作站US、应用模块AM、历史模块HM、计算机接口CG、LCN扩展器接口NIM、通用工作站UWS、工厂信息网络接口PINM、可编程控制器接口PLCG。
LCN网是TDC3000的主干网，是短程高速通信链，采用冗余结构，令牌存取通信控制方式，符合IEEE802。4，传输速率为5Mbit/s，总线拓扑结构，传输距离不大于300m。其功能就是联接一系列内部模件。
通用操作站是TDC3000的主要人机接口。由操作员、工程师或维护人员用来完成不同的任务，例如生成全系统的管理调度图表画面，生成历史画面和趋势画面等等。
通用工作站是TDC3000的又一个人机接口，具有US的全部功能。它主要是为工厂办公室管理设计的，用做模块标准控制台或专门用户控制台，对生产过程进行集中监视、操作和管理，具有“触摸屏幕”和“开窗口”功能。
应用模块是用控制语言（CL：Control Language）来完成UCN和HW网络上所连接的模件不能完成的高级控制功能、复杂及多变量运算功能，提高过程控制及管理水平。
历史模块是TDC3000的存储单元，可以用来存储过程报警、操作员状态改变、操作员信息、系统状态改变、系统维护及提示信息、连续过程历史数据等。
NIM网络接口模块提供了UCN与LCN网络的通讯指标及协议间相互转换，它使LCN网上模块能访问UCN 设备的数据，并将LCN上的程序与数据库装载到APM等UCN设备上；也可将NIM设备的报警及信息传递到LCN网络。
HG高速通道接口是HW网与LCN网之间进行数据传输和格式变换的双向接口，主要作用是信息交换、匹配、诊断、报警和时间同步。CG计算机接口提供了诸如DEC、IBM、HP等上位机与LCN网络相连接的接口。
PLCG可编程控制器接口是LCN网络与PLC可编程控制器进行通信的接口模件。PINM工厂信息网络接口：是LCN与PIN（全厂信息网络：Plant Information Network Module）网络进行通信的接口模件。
13、TDC3000的UCN系统由哪几部分构成？简述各部分的作用。
答：TDC3000的UCN系统包括：通用控制网络UCN、逻辑控制站LM、过程管理机PM、先进过程管理机APM。通用控制网络是以MAP为基础的双冗余实时控制网络，采用令牌总线通讯方式，传输速率为5Mbit/s，支持32个冗余设备，应用层采用RS511标准。UCN网是作为直接与过程相连接的数据采集和控制设备的通信通道。逻辑控制站LM是用于逻辑控制的现场控制站。它具有PLC控制的特点，同时LM在UCN网络上可方便地与系统中各模件进行通信，使DCS与PLC更有机地结合，并能使其数据集中显示、操作和管理。过程管理站PM集多功能控制器和过程接口单元两者功能于一体，并在速度、容量和功能方面有更大改进和提高。
先进过程管理站APM是过程管理站（PM）的发展，它为用户提供一个可靠的输入/输出及控制技术，除了具有PM的相同功能外，APM还可以提供更密集的连续控制和离散控制以及某一装置的子系统信息。
14、评价集散型控制系统的准则是什么？答：DCS运行不受故障影响；DCS不易发生故障；能够迅速排除故障；DCS的性能价格比较高。
15、在集散型控制系统选型时，主要需要考虑哪些性能指标？
答：DCS选型时，需要考虑的性能指标有：可靠性：即系统能否长期稳定运行；实用性：控制系统的各方面技术指标能否全面满足生产控制的要求；系统软件：包括组态软件及监控软件是否齐全、完善、可靠和方便，用户是否自己完成组态、现场调试及运行后是否便于维护；价格：系统价格是否合理、用户是否可以接受；可操作性：控制系统的人机界面是否便于操作人员的操作，画面是否直观，系统是否是中文报表等；维修性：故障诊断功能是否完善，故障指示是否明确，硬件维修是否方便，用户是否自行完成维修，模板是否可带电拔插而不影响系统正常运行；备品备件供应是否充足、价格是否合理；是否能及时得到厂家技术人员的帮助；培训的力度如何、方便程度如何、费用高低、能否实际上机操作等。
16、集散型控制系统的设计包括哪些阶段？
答：集散控制系统的设计包括以下几个阶段：总体设计：是DCS设计的初期阶段。初步设计：介于总体设计与详细设计之间的设计，其基本任务是在总体设计的基础上，为DCS的每一个子系统提出控制方案。详细设计：是初步设计在DCS上的具体实现。
17、集散型控制系统的调试一般包括哪些内容？
答：DCS的调试分一般分成三个部分内容：工厂调试、用户现场离线调试和在线调试。
18、现场总线系统（FCS）与传统的集散型控制系统（DCS）相比较，有哪些特点？
答：1 数字式通信方式取代设备级的模拟量（如4~20mA，0~5V等信号）和开关量信号。
2．在车间级与设备级通信的数字化网络。3．现场总线是工厂自动化过程中现场级通信的一次数字化革命。4．现场总线使自控系统与设备加入工厂信息网络，成为企业信息网络底层，使企业信息沟通的覆盖范围一直延伸到生产现场。5．在CIMS系统中，现场总线是工厂计算机网络到现场级设备的延伸，是支撑现场级与车间级信息集成的技术基础。
19、现场设备有哪些部分组成？它们的各自作用是什么？
答：现场设备或现场仪表是指变送器、执行器、服务器和网桥、辅助设备以及监控设备等。这些设备可通过双绞线、同轴电缆、光缆和电源线等传输线进行互联。
（1）变送器常用的变送器有温度、压力、流量、物位和分析五大类，它既有检测、变换和补偿功能，又有PID控制和运算功能。（2）执行器常用的执行器有电动和气动两大类。执行器的基本功能是控制信号的驱动和执行，还内含调节阀输出特性补偿、PID控制和运算功能，另外有阀门特性自动校验和自诊断功能。（3）服务器和网桥服务器下接H1和H2，上接局域网LAN（Local Area Network）；网桥上接H2，下接H1。（4）辅助设备辅助设备有H1/气压转换器、H1/电流转换器、电流/H1转换器、安全栅、总线电源、便携式编程器等。（5）监控设备监控设备主要有工程师站、操作员站和计算机站，工程师站提供现场总线控制系统组态，操作员站实现工艺操作与监视，计算机站用于优化控制和建模。
20、系统组态与设备选择 （25分）已知加热炉部分流程图如图所示。1说明设备1和2，TIC101，FC101的名称和功能。（10分）2 将流程图修改为TDC3000标准形式。（5分）3 为废气中氧含量选择检测设备。（5分）4 说明流程图中各种控制功能。（5分）
F f AIR OIL
21、系统组态与设备选择 （25分）
下图是夹套容器工作液温度控制系统的流程图。
1说明设备1和2，TIC100，TC101的名称和功能。（10分）
2 说明系统控制功能。（5分）
3 按下列条件编写CL 程序段。（10分）
（1）手动设定TC101的输出为100%，等待TIC100过程变量达到200℃
（2）把TC101切换到自动方式，取设定值为300℃，等待TC101偏差DV =0.5%，恒温保持5分钟。
集散控制系统课程学习报告 学院名称：电气学院 专业班级： 1 学生姓名： 学生学号： 2013年12 月
集散控制系统学习心得 通过本课程的学习，让我对集散控制系统有了初步的了解下面就本学期的学习对本课程做介绍。 一、集散控制系统(DCS)简介 DCS，即所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。在系统功能方面，DCS和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。 首先，DCS的骨架——系统网络，它是DCS的基础和核心。由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用，因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。对于DCS的系统网络来说，它必须满足实时性的要求，即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度，是指在无论何种情况下，信息传送都能在这个时间限度内完成，而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此，衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率，即通常所说的每秒比特数（bps），而是系统网络的实时性，即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠，无论在任何情况下，网络通信都不能中断，因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。为了满足系统扩充性的要求，系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。这样，一方面可以随时增加新的节点，另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态，以确保系统的实时性和可靠性。在系统实际运行过程中，各个节点的上网和下网是随时可能发生的，特别是操作员站，这样，网络重构会经常进行，而这种操作绝对不能影响系统的正常运行，因此，系统网络应该具有很强在线网络重构功能。 其次，这是一种完全对现场I/O处理并实现直接数字控制（DOS）功能的网络节点。一般一套DCS中要设置现场I/O控制站，用以分担整个系统的I/O和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效，提高系统可靠性，也可以使各站点分担数据采集和控制功能，有利于提高整个系统的性能。DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面（HMI-Human Machine Interface或operator interface）功能的网络节点。系统网络是DCS的工程师站，它是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件（即组态软件），并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳的工作状态之下。与集中式控制系统不同，所有的DCS都要求有系统组态功能，可以说，没有系统组态功能的系统就不能称其为DCS。 DCS自1975年问世以来，已经经历了二十多年的发展历程。在这二十多年中，DCS虽然在系统的体系结构上没有发生重大改变，但是经过不断的发展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。总的来说，DCS正在向着更加开放，更加标准化，更加产品化的方向发展。作为生产过程自动化领域的计算机控制系统，传统的DCS仅仅是一个狭义的概念。如果以为DCS只是生产过程的自动化系统，那就会引出错误的结论，因为现在的计算机控制系统的含义已被大大扩展了，它不仅包括过去DCS中所包含的各种内容，还向下深入到了现场的每台测量设备、执行机构，向上发展到了生产管理，企业经营的方方面面。传统意义上的DCS现在仅仅是指生产过程控制这一部分的自动化，而工业自动化系统的概念，则应定位到企业全面解决方案，即total solution 的层次。只有从这个角度上提出问题并解决问题，才能使计算机自动化真正起到其应有的作用。 进入九十年代以后，计算机技术突飞猛进，更多新的技术被应用到了DCS之中。PLC是一种针对顺序逻辑控制发展起来的电子设备，它主要用于代替不灵活而且笨重的继电器逻
仪表DCS集散控制系统介绍 集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。 集散控制系统一般有以下四部分组成： 现场控制级:又称数据采集装置，主要是将过程非控变量进行数据采集和预处理，而且对实时数据进一步加工处理，供CRT操作站显示和打印，从而实现开环监视，并将采集到的数据传输到监控计算机。输出装置在有上位机的情况下，能以开关量或者模拟量信号的方式，向终端元件输出计算机控制命令。这一个级别直接面对现场，跟现场过程相连。比如阀门、电机、各类传感器、变送器、执行机构等等。它们都是工业现场的基础设备、同样也是DCS的基础。在DCS系统中，这一级别的功能就是服从上位机发来的命令，同时向上位机反馈执行的情况。拿军队来举例的话，可以形容为最底层的士兵。它们只要能准确地服从命令，并且准确地向上级汇报情况即完成使命。至于它与上位机交流，就是通过模拟信号或者现场总
线的数字信号。由于模拟信号在传递的过程或多或少存在一些失真或者受到干扰，所以目前流行的是通过现场总线来进行DCS信号的传递。 过程控制级:又称现场控制单元或基本控制器，是DCS系统中的核心部分。生产工艺的调节都是靠它来实现。比如阀门的开闭调节、顺序控制、连续控制等等。 上面说到现场控制级是“士兵”，那么给它发号施令的就是过程控制级了。它接受现场控制级传来的信号，按照工艺要求进行控制规律运算，然后将结果作为控制信号发给现场控制级的设备。所以，过程控制级要具备聪明的大脑，能将“士兵”反馈的军情进行分析，然后做出命令，以使“士兵”能打赢“战争”。这个级别不是最高的，相当于军队里的“中尉”。它也一样必须将现场的情况反馈给更高级别的“上校”也就是下面讲的过程管理级。 过程管理级:DCS的人机接口装置，普遍配有高分辨率、大屏幕的色彩CRT、操作者键盘、打印机、大容量存储器等。操作员通过操作站选择各种操作和监视生产情况、这个级别是操作人员跟DCS交换信息的平台。是DCS 的核心显示、操作跟管理装置。操作人员通过操作站来监视和控制生产过程，可以通过屏幕了解到生产运行情况，了解每个过程变量的数字跟状态。这一级别在军队中算是很高的“上校”了。它所掌握的“大权”可以根据需要随时进行手动自动切换、修改设定值，调整控制信号、操纵现场设备，以实现对生产过程的控制。
合肥学院HEFEI UNIVERSITY 集散控制系统的工程设计 班级： 10 姓名： 学号： 10 指导教师： 完成时间：
集散控制系统的工程设计 现代科学技术领域中，计算机技术和自动化技术被认为是发展较快的两个分支，工业自动化根据生产过程的特点可分为过程控制和制造工业自动化及自动化测量系统。过程控制自动化是以流程工业为对象，流程工业自动化控制一般采用集散控制系统(DCS)。 一、DCS控制系统介绍 集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。 DCS的工程设计主要有12项内容，按先后顺序排列如下：方案论证，DCS 评估，DCS询价，技术谈判，合同签订，开工会议，系统设计，组态编程，安装调试，现场投运，整理文件，工程验收。 1.1集散控制系统的组成 1、现场控制级 又称数据采集装置，主要是将过程非控变量进行数据采集和预处理，而且对实时数据进一步加工处理，供CRT操作站显示和打印，从而实现开环监视，并将采集到的数据传输到监控计算机。输出装置在有上位机的情况下，能以开关量或者模拟量信号的方式，向终端元件输出计算机控制命令。 在DCS系统中，这一级别的功能就是服从上位机发来的命令，同时向上位机反馈执行的情况。至于它与上位机交流，就是通过模拟信号或者现场总线的数字信号。由于模拟信号在传递的过程或多或少存在一些失真或者受到干扰，所以目前流行的是通过现场总线来进行DCS信号的传递。
DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。 即所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。在系统功能方面，DCS和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。 首先，DCS的骨架—系统网络，它是DCS的基础和核心。由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用，因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。对于DCS的系统网络来说，它必须满足实时性的要求，即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度，是指在无论何种情况下，信息传送都能在这个时间限度内完成，而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此，衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率，即通常所说的每秒比特数（b ps），而是系统网络的实时性，即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠，无论在任何情况下，网络通信都不能中断，因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。为了满足系统扩充性的要求，系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。这样，一方面可以随时增加新的节点，另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态，以确保系统的实时性和可靠性。在系统实际运行过程中，各个节点的上网和下网是随时可能发生的，特别是操作员站，这样，网络重构会经常进行，而这种操作绝对不能影响系统的正常运行，因此，系统网络应该具有很强在线网络重构功能。 其次，这是一种完全对现场I/O处理并实现直接数字控制（DDC）功能的网络节点。一般一套DCS中要设置现场I/O控制站，用以分担整个系统的I/O和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效，提高系统可靠性，也可以使各站点分担数据采集和控制功能，有利于提高整个系统的性能。DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面（HMI-Human Machine Interface或operator interface）功能的网络节点。 工程师站是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件（即组态软件），并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳的工作状态之下。与集中式控制
集散控制系统DCS简介 DCS是以微型计算机为基础，将分散型控制装置，通信系统，集中操作与信息管理系统综合在一起的新型过程控制系统。 它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。采用了多层分级的结构，适用现代化生产的控制与管理需求，目前已成为工业过程控制的主流系统。 集散控制系统把计算机、仪表和电控技术融合在一起，结合相应的软件，可以实现数据自动采集、处理、工艺画面显示、参数超限报警、设备故障报警和报表打印等功能，并对主要工艺参数形成了历史趋势记录，随时查看，并设置了安全操作级别，既方便了管理，又使系统运行更加安全可靠。其特点有： 1、基于现场总线思想的I/O总线技术 2、先进的冗余技术、带电插拔技术po 3、完备的I/O信号处理 4、基于客户/服务器应用结构 5、WindowsNT平台,以太网,TCP/IP协议 6、OPC服务器提供互连 7、Web浏览器风格,ActiveX控件支持 8、ODBC,OLE技术,实现信息,资源共享 9、高性能的过程控制单元。 10、支持标准现场总线 11、Internet/Intranet应用支持 (1)高可靠性 由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构
和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。 (2)开放性DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。 (3)灵活性 通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。 (4)易于维护 功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。 (5)协调性 各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。 (6)控制功能齐全 控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的构成方式十分灵活，可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成，也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。 处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展，DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能，如计划调度、仓储管理、能源管理等。
幻灯片1 第二章集散控制系统（D C S） 幻灯片2 2.1D C S的形成、发展和特点 2.1.1D C S的概念 集散控制系统（D i s t r i b u t e d C o n t r o l S y s t e m）亦称分布式控制系统（简称D C S），是结合多种先进技术而形成的，对生产过程进行集中监测、操作、管理和分散控制的一种控制技术，是随着现代大型工业生产自动化的不断发展和过程控制要求的日益复杂应运而生的一种综合控制系统，是完成过程控制、过程管理的现代化设备。 幻灯片3 国外称集散控制系统是4C技术的产物。这4C就是指控制技术（C o n t r o l）、计算机技术（C o m p u t e r）、通信技术（C o m m u n i c a t i o n）、和C R T（C a t h o d e R a y T u b e）技术。 D C S既不同于分散的仪表控制，又不同于集中式计算机控制系统，是4C技术相互渗透发展而产生的。 幻灯片4 2.1.2D C S的发展情况 过程控制设备的发展历史，大概有以下几个阶段：30年代——机械式仪表现场操作；40年代——大型气动式仪表控制室操作；50年代——气动单元组合仪表控制室操作；60年代——电动单元组合仪表；70年代——集散控制系统。即经过了就地分散控制――模拟仪表集中控制――计算机集中控制――计算机分散控制（D C S）几个阶段。 集散控制系统从诞生之日起，已经历了三代，目前的第四代正在发展之中。 幻灯片5 ●D C S开创期：1975～1980年 ●代表产品：H o n e y w e l l，T D C2000 ●F O X B O R O，S p e c t r u m ●B a i l y，N-90 ●恒河，C E N T U M 这些第一代的集散控制系统以微处理器为基础的过程控制单元，实现多种控制功能算法，并实现分散控制；采用带显示器的操作站，与过程控制单元分离，实现集中监视、集中操作、信息综合管理；采用较先进的冗余通信系统、用同轴电缆作为传输媒质，实现控制单元与操作站的通信，已具有D C S的基本特点（即分散控制，集中管理），是D C S的雏形。 幻灯片6 ●D C S成长过渡期：1980～1985年 ●代表产品：未变 ●第二代的主要特点是在原来产品的基础上进行改进，进一步提高可靠性并扩展和增强了 功能。 ●其特点是采用模块化、标准化设计，数据通信向标准化迁移，板级模块化，单元结 构化，使之具有更强适应性和可扩充性；新开发的多功能过程控制站、增强型操作站采用了16位C P U及高分辨率C R T技术；通信系统已采用局域网络（从主从式的星形变为总线网络或环网通信），使系统通信围扩大，同时数据传输速率也大大提高；控制功能更加完善，它能实现过程控制、数据采集、顺序控制和批量控制功能。 其基本结构由六部分组成，即局域网络、多功能现场控制站、增强型操作站、主计算机、网络连接器和系统管理站等。 幻灯片7
学院HEFEI UNIVERSITY 集散控制系统的工程设计 10 班级：姓名： 10 学号：教师：指导时间：完成
` 集散控制系统的工程设计 现代科学技术领域中，计算机技术和自动化技术被认为是发展较快的两个分支，工业自动化根据生产过程的特点可分为过程控制和制造工业自动化及自动化测 量系统。过程控制自动化是以流程工业为对象，流程工业自动化控制一般采用集散控制系统(DCS)。 一、DCS控制系统介绍 集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。DCS的工程设计主要有12项容，按先后顺序排列如下：方案论证，DCS评估，DCS询价，技术谈判，合同签订，开工会议，系统设计，组态编程，安装调试，现场投运，整理文件，工程验收。 1.1集散控制系统的组成 1、现场控制级 又称数据采集装置，主要是将过程非控变量进行数据采集和预处理，而且对实时数据进一步加工处理，供CRT操作站显示和打印，从而实现开环监视，并将采集到的数据传输到监控计算机。输出装置在有上位机的情况下，能以开关量或者模拟量信号的方式，向终端元件输出计算机控制命令。 在DCS系统中，这一级别的功能就是服从上位机发来的命令，同时向上位机反馈执行的情况。至于它与上位机交流，就是通过模拟信号或者现场总线的数字信号。由于模拟信号在传递的过程或多或少存在一些失真或者受到干扰，所以目前流行的是通过现场总线来进行DCS信号的传递。 文档Word ` 2、过程控制级 又称现场控制单元或基本控制器，是DCS系统中的核心部分。生产工艺的调节都是靠它来实现。比如阀门的开闭调节、顺序控制、连续控制等等。 它接受现场控制级传来的信号，按照工艺要求进行控制规律运算，然后将结果作为控制信号发给现场控制级的设备。这个级别不是最高的，相当于军队里的“中尉”。它也一样必须将现场的情况反馈给更高级别的“上校”也就是下面讲的过
集散控制系统DCS的特点 随着信息技术的飞速发展，当前，DCS系统在煤、电、化工等工业领域应用广泛，逐渐从原来的配角角色转变为决定各工业企业安全经济运行的主角地位。通过各项实践证明，集散控制系统的应用，在大大减轻了工作人员的工作强度的同时，也提高了工作效率。 集散控制系统（DCS）是一种以微处理器为基础的分散型综合控制系统，DCS系统综合了计算机技术、网络通讯技术、自动控制技术、冗余及自诊断技术，采用了多层分级的结构，适用现代化生产的控制与管理需求，目前已成为工业过程控制的主流系统。集散控制系统把计算机、仪表和电控技术融合在一起，结合相应的软件，可以实现数据自动采集、处理、工艺画面显示、参数超限报警、设备故障报警和报表打印等功能，并对主要工艺参数形成了历史趋势记录，随时查看，并设置了安全操作级别，既方便了管理，又使系统运行更加安全可靠。 目前，DCS集散控制系统在各大行业都有一定的领域了。也许有人还真的不知道DCS集散系统到底有多好？好在哪里？有哪些特点？今天小编就想大家介绍一下DCS的特点。其主要特点是控制分散，集中管理。基本思想是：分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。 DCS在控制上的最大特点是依靠各种控制、运算模块的灵活组态，可实现多样化的控制策略以满足不同情况下的需要，使得在单元组合仪表实现起来相当繁琐与复杂的命题变得简单。随着企业改革的高柔性、高效益的要求，以经典控制理论为基础的控制方案已经不能适应，以多变量预测控制为代表的先进控制策略的提出和成功应用之后，先进过程控制受到了过程工业界的普遍关注。 需要强调的是，广泛应用各种先进控制与优化技术是挖掘并提升DCS综合性能最有效、最直接、也是最具价值的发展方向。仪表技术向数字化、智能化、网络化方向发展工业控制设备的智能化、网络化发展，可以促使过程控制的功能进一步分散下移，实现真正意义
DCS集散控制系统 HH-2000NS DCS控制系统成功而广泛的应用证明了其体系结构的先进性、可靠性和功能的完整性。HH-2000NS DCS控制系统采用了最先进的技术和开放性标准（COM/DCOM技术、OPC服务器标准、Active X），向用户提供了更大的应用空间，是一套适应企业各种自动化需求的、开放的、规模可变的控制系统。它也是国内第一套基于Windows NT平台的DCS系统、第一套实现从模板、端子板及电源的带电插拔的DCS系统。 HH-2000NS DCS系统采用分布式结构，在开放式的冗余通讯网络上分布了多台现场程控站（FCS），这些现场程控站都带有独立的功能处理器，每个功能处理器都可为了完成特定的任务而进行组态和编程。 用于现场控制的程控单元其物理位置分散、控制功能分散，系统功能分散，而用于过程监视及管理的人-机接口单元其显示、操作、记录、管理功能集中。该系统在生产现场经过现场调试、配上电源、接上输入输出信号就可满足生产监视、程控、操作画面、参数报警、资料记录及趋势等项的功能要求，并能安全可靠运行。
HH-2000NS DCS控制系统主要由服务器（SE）、工程师站（ES）、系统操作站（SOPS）、现场控制站（FCS）、过程控制网络（CNET）及系统网（SNET）等组成 服务器（SE）： 运行在32位Windows NT网络平台上，可挂接局域网或广域网，并和FB-2000NS程控网、工厂数据库等连接，为系统操作站（SOPS）、工程师站（SE）及FB-2000NS现场控制站提供资料存取、历史数据采集、报警事件处理及为工厂数据库提供资料存取服务。 工程师站（ES）: 运行在32位Windows NT网络平台上，可挂接局域网或广域网，和FB-2000NS服务器连接，实现系统的组态及监控功能。 系统操作站（SOPS）: 运行在32位Windows NT网络平台上，可挂接局域网或广域网，和FB-2000NS服务器连接，实现系统的监控功能。 现场控制站（FCS）: 是直接与现场打交道的I/O处理单元，完成工业过程的实时监控功能。控制站可冗余配置。同一现场控制站内任何I/O模板都能提供冗余配置。 过程控制网络（CNET）：
仪表DCS集散控制系统介绍 集散控制系统( Distributed control system) 是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统, 简称DCS系统。该系统将若干台微机分散应用于过程控制, 全部信息经过通信网络由上位管理计算机监控, 实现最优化控制, 整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点, 克服了常规仪表功能单一, 人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点, 既实现了在管理、操作和显示三方面集中, 又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。 集散控制系统一般有以下四部分组成: 现场控制级:又称数据采集装置, 主要是将过程非控变量进行数据采集和预处理, 而且对实时数据进一步加工处理, 供CRT操作站显示和打印, 从而实现开环监视, 并将采集到的数据传输到监控计算机。输出装置在有上位机的情况下, 能以开关量或者模拟量信号的方式, 向终端元件输出计算机控制命令。这一个级别直接面对现场, 跟现场过程相连。比如阀门、电机、各类传感器、变送器、执行机构等等。它们都是工业现场的基础设备、同样也是DCS的基础。在DCS系统中, 这一级别的功能就是服从上位机发来的命令, 同时向上位机反馈执行的情况。拿军队来举例的话, 能够形容为最底层的士兵。它
们只要能准确地服从命令, 而且准确地向上级汇报情况即完成使命。至于它与上位机交流, 就是经过模拟信号或者现场总线的数字信号。由于模拟信号在传递的过程或多或少存在一些失真或者受到干扰, 因此当前流行的是经过现场总线来进行DCS 信号的传递。 过程控制级:又称现场控制单元或基本控制器, 是DCS系统中的核心部分。生产工艺的调节都是靠它来实现。比如阀门的开闭调节、顺序控制、连续控制等等。 上面说到现场控制级是”士兵”, 那么给它发号施令的就是过程控制级了。它接受现场控制级传来的信号, 按照工艺要求进行控制规律运算, 然后将结果作为控制信号发给现场控制级的设备。因此, 过程控制级要具备聪明的大脑, 能将”士兵”反馈的军情进行分析, 然后做出命令, 以使”士兵”能打赢”战争”。这个级别不是最高的, 相当于军队里的”中尉”。它也一样必须将现场的情况反馈给更高级别的”上校”也就是下面讲的过程管理级。 过程管理级:DCS的人机接口装置, 普遍配有高分辨率、大屏幕的色彩CRT、操作者键盘、打印机、大容量存储器等。操作员经过操作站选择各种操作和监视生产情况、这个级别是操作人员跟DCS交换信息的平台。是DCS的核心显示、操作跟管理装置。操作人员经过操作站来监视和控制生产过程, 能够
名称：DCS，全称：DistributedControlSystem，定义：DCS是分散控制系统（DistributedControlSystem）的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机（Computer）、通讯（Communication）、显示（CRT）和控制（Control）等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。 DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。 即所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思
想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。在系统功能方面，DCS和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。 工程师站是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件（即组态软件），并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳的工作状态之下。与集中式控制系统不同，所有的DCS都要求有系统组态功能。 现场仪表----安全栅----I/O卡件---控制器----服务器操作站和工程师站都与服务器联系，用于组态和实时数据的调用等
试题库 一、填空 1. 年，世界上第一套集散控制系统由公司首先向市场推出，其型号是。 2. 操作站的基本功能包括、、、、和。 3. OSI参考模型的七层分别是、、、、、、。 4. TDC3000系统中，一条LCN网最多可连个模块，通过扩大器可连个模块。 5. CS3000系统主要由、、、和等部分组成。 6 .MACS现场控制站由、、、、、、等部分组成。 7. 现场总线是一种、、和的底层控制网络。8. 典型的现场总线有、、等。 9. 现场总线的基本设备有、、和等。10. PROFIBUS现场总线的组态软件是。 11. 计算机控制系统由和两大部分组成。12. 计算机控制系统按参与控制的计算机不同，可分为、和。13. 集散控制系统是、、和、相结合的产物。 14. 计算机网络的拓扑结构主要有、、、和。15. JX-300X集散控制系统控制站卡件有、和。16. JX-300X DCS的基本组态软件是，实时监控软件是 17. 现场控制站的基本功能包括、、、、和。 18. TPS集散控制系统的网络类型主要有、和。 19. TDC3000集散控制系统的万能控制网UCN上挂接着、、等。 20. CS3000集散控制系统的FCS有、和三种21. MACS通信网络主要分、和层次。 22. 计算机控制系统按其结构不同可分为和两大类。 23. 集散控制系统由、和三大部分组成。 24. 常用的通信介质主要有、和。 25. 集散控制系统又称为英文简称，现场总线控制系统简称为。 26. 集散控制系统的设计思想为、。 27. JX-300X DCS的通信网络主要有、和三个层次。 28.TDC3000系统的三种通信网络主要是、和。 29. TPS集散控制系统中，一个HPMM最多能安装 IOP和后备IOP。 30. CS3000系统RIO标准型FCS中，一个FCU最多连个节点，FIO标准型FCS中，一个FCU最多连个节点。 31. MACS系统主要由、、、、、、、等部分组成。 二、名词解释 数据采集系统 直接数字控制系统 现场总线控制系统 实时控制 传输速率 计算机控制系统 集散控制系统 现场总线 组态 串行传输
集散控制系统DCS 简介 DCS是以微型计算机为基础，将分散型控制装置，通 信系统，集中操作与信息管理系统综合在一起的新型过程控制系统。 它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer) 、通讯(Communication)、显示(CRT和控制(Control)等4C 技术， 其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵 活、组态方便。采用了多层分级的结构，适用现代化生产的控制与管理需求，目前已成为工业过程控制的主流系统。 集散控制系统把计算机、仪表和电控技术融合在一起，结合相应的软件，可以实现数据自动采集、处理、工艺画面显示、参数超限报警、设备故障报警和报表打印等功能，并对主要工艺参数形成了历史趋势记录，随时查看，并设置了安全操作级别，既方便了管理，又使系统运行更加安全可靠。其特点有： 1、基于现场总线思想的I/O 总线技术 2、先进的冗余技术、带电插拔技术po 3、完备的I/O 信号处理 4、基于客户/ 服务器应用结构
5、WindowsNT平台，以太网，TCP/IP协议 6、OPC 服务器提供互连 7、Web 浏览器风格,ActiveX 控件支持 & ODBCQLE技术，实现信息，资源共享 9、高性能的过程控制单元。 10、支持标准现场总线 11、Internet/Intranet 应用支持 (1)高可靠性由于DCS 将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。(2)开放性DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。(3)灵活 性通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。(4)易于维护功能单一的小型或微型专用计算机，具
集散控制系统(DCS) 集散控制系统(DCS)，是以多个微处理机为基础利用现代网络技术、现代控制技术、图形显示技术和冗余技术等实现对分散控制对象的调节、监视管理的控制技术。其特点是以分散的控制适应分散的控制对象，以集中的监视和操作达到掌握全局的目的。系统具有较高的稳定性、可靠性和可扩展性。 集散控制系统一般有四部分组成：（1）过程输入输出装置；（2）过程控制装置；（3）操作接口；（4）数据通讯系统。 集散控制系统也叫分布式控制系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。在系统功能方面，DCS和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。 首先，DCS的骨架——系统网络，它是DCS的基础和核心。由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用，因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。对于DCS的系统网络来说，它必须满足实时性的要求，即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度，是指在无论何种情况下，信息传送都能在这个时间限度内完成，而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此，衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率，即通常所说的每秒比特数（b ps），而是系统网络的实时性，即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠，无论在任何情况下，网络通信都不能中断，因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。为了满足系统扩充性的要求，系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。这样，一方面可以随时增加新的节点，另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态，以确保系统的实时性和可靠性。在系统实际运行过程中，各个节点的上网和下网是随时可能发生的，特别是操作员站，这样，网络重构会经常进行，而这种操作绝对不能影响系统的正常运行，因此，系统网络应该具有很强在线网络重构功能。 其次，这是一种完全对现场I/O处理并实现直接数字控制（DOS）功能的网络节点。一般一套DCS中要设置现场I/O控制站，用以分担整个系统的I/O和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效，提高系统可靠性，也可以使各站点分担数据采集和控制功能，有利于提高整个系统的性能。DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面（HMI-Human Machine Interface或operator interface）功能的网络节点。 系统网络是DCS的工程师站，它是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件（即组态软件），并在DCS在线运行时实时
dcs集散控制系统学习教程 幻灯片1 第二章集散控制系统 (DCS) 第二章集散控制系统 (DCS) 幻灯片2 2.1 DCS的形成、发展和特点 2.1 DCS的形成、发展和特点 2.1.1 DCS的概念 2.1.1 DCS的概念 集散控制系统(Distributed Control System)亦称分布式控制系统(简称DCS)，集散控制系统(Distributed Control System)亦称分布式控制系统(简称DCS)，是结合多种先进技术而形成的，对生产过程进行集中监测、操作、管理和分散控制的一种是结合多种先进技术而形成的，对生产过程进行集中监测、操作、管理和分散控制的一种控制技术，是随着现代大型工业生产自动化的不断发展和过程控制要求的日益复杂应运而控制技术，是随着现代大型工业生产自动化的不断发展和过程控制要求的日益复杂应运而生的一种综合控制系统，是完成过程控制、过程管理的现代化设备。生的一种综合控制系统，是完成过程控制、过程管理的现代化设备。幻灯片3 国外称集散控制系统是4C 技术的产物。这4C 就是指控制技术(Control)、计算国外称集散控制系统是4C 技术的产物。这4C 就是指控制技术(Control)、计算机技术(Computer)、通信技术(Communication)、和CRT(Cathode Ray Tube)技术。DCS机技术(Computer)、通信技术(Communication)、和CRT(Cathode Ray Tube)技术。DCS既不同于分散的仪表控制，又不同于集中式计算机控制系统，是4C 技术相互渗透发展而产既不同于分散的仪表控制，又不同于集中式计算机控制系统，是4C 技术相互渗透发展而产生的。生的。 幻灯片4