15 集散控制系统

热控题2一、填空题：1、热工主保护退出时一般应在（ 8 ）小时内恢复。

若不能完成，应制定措施，经总工批准，允许延长工期，但最多不能超过24小时。

2、热工“三误”是指热工系统中保护、测量、自动、控制回路中作业时的（误碰、误接线、误整定）3、（顺序）控制是根据生产过程的要求，按照一定的工艺流程，对开关量进行逻辑运算的控制。

4、精度为0.5级的温度表，测量范围为50～800℃，该表的允许基本误差是（±3.75）℃5、《二十五项反措实施细则》中要求润滑油压降至（0.03MPa）时停盘车。

6、DCS系统中IO模块指示灯C表示（通讯）。

7、为提高热工系统运行可靠性，重要自动控制信号应采用（三取中）。

8、行程开关主要是用来把(机械位移信号 )转换为电接点信号。

9、摄像机与控制系统之间的视频信号传输介质通常有（同轴电缆、光缆）两种。

10、在热工生产过程中，对调节的最基本要求是(稳定性 )。

11、DCS系统控制信号的电缆必须采用质量合格的屏蔽电缆，且有良好的（单端）接地。

12、配制在线硅酸根表所用试剂或标准硅样品都需要用（无硅水）。

13、在汽轮机超速保护控制中，当汽轮机转速达到额定转速的（103%）时，OPC电磁阀动作，将高中压调节阀全部关闭。

14、对目前在线运行的分散控制系统，绝大多数要求保证数据采集系统信号输入端一点接地，以有效避免信号传输过程中的（共模干扰）信号。

15、分散控制系统通过（控制器），实现控制功能的分散。

16、自动调节系统，又称为（模拟量）控制系统。

17、分散控制系统的主要功能包括4个部分：（控制功能、监视功能、管理功能和通信）功能。

18、数据采集系统的输入信号采用三取二冗余配置的测量系统中，当任一信号超越设定值时应（报警），当任二信号超越设定值时，应报警并发出动作信号。

19、热电阻元件采取双线并绕法的目的是为了（消除电感的影响和提高抗干扰能力）。

20、在热控方面来讲，DEH的含义是(数字式电调)控制系统。

自动化仪表试题及答案【篇一：《自动化仪表》习题答案】1）简述过程控制的特点。

q：1）系统由被控过程与系列化生产的自动化仪表组成；2）被控过程复杂多样，通用控制系统难以设计；3）控制方案丰富多彩，控制要求越来越高；4）控制过程大多属于慢变过程与参量控制；5）定值控制是过程控制的主要形式。

（2）什么是过程控制系统？试用框图表示其一般组成。

q：1）过程控制是生产过程自动化的简称。

它泛指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，是自动化技术的重要组成部分。

过程控制通常是对生产过程中的温度、压力、流量、液位、成分和物性等工艺参数进行控制，使其保持为定值或按一定规律变化，以确保产品质量和生产安全，并使生产过程按最优化目标自动进行。

2）组成框图：（3）)单元组合式仪表的统一信号是如何规定的？q：各个单元模块之间用统一的标准信号进行联络。

1）模拟仪表的信号：气动0.02~0.1mpa、电动Ⅲ型：4~20madc或1~5v dc。

2）数字式仪表的信号：无统一标准。

（4）试将图1-2加热炉控制系统流程图用框图表示。

q：是串级控制系统。

方块图：（5）过程控制系统的单项性能指标有哪些？各自是如何定义的？q：1）最大偏差、超调量、衰减比、余差、调节时间、峰值时间、振荡周期和频率。

2）略（8）通常过程控制系统可分为哪几种类型？试举例说明。

q：1）按结构不同，分为反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈复合控制系统；按设定值不同，分为定值控制系统、随动控制系统、顺序控制系统。

2）略（10）只要是防爆仪表就可以用于有爆炸危险的场所吗？为什么？q：1）不是这样。

2）比如对安全火花型防爆仪表，还有安全等级方面的考虑等。

（11）构成安全火花型防爆系统的仪表都是安全火花型的吗？为什么？q：1）是。

2）这是构成安全火花型防爆系统的一个条件。

2、综合练习题（1）简述图1-11所示系统的工作原理，画出控制系统的框图并写明每一框图的输入/输出变量名称和所用仪表的名称。

第一章概论，讲述计算机控制系统的发展过程；计算机控制系统在日常生活和科学研究中的意义；计算机控制系统的组成及工作原理；计算机控制的特点、优点和问题；与模拟控制系统的不同之处；计算机控制系统的设计与实现问题以及计算机控制系统的性能指标。

1.计算机控制系统与连续模拟系统类似，主要的差别是用计算机系统取代了模拟控制器。

2.计算机系统主要包括：．A／D转换器，将连续模拟信号转换为断续的数字二进制信号，送入计算机；．D／A转换器，将计算机产生的数字指令信号转换为连续模拟信号(直流电压)并送给直流电机的放大部件；．数字计算机(包括硬件及相应软件)，实现信号的转换处理以及工作状态的逻辑管理，按给定的算法程序产生相应的控制指令。

3.计算机控制系统的控制过程可以归结为：．实时数据采集，即A/D变换器对反馈信号及指令信号的瞬时值进行检测和输入；．实时决策，即计算机按给定算法，依采集的信息进行控制行为的决策，生成控制指令；．实时控制，即D/A变换器根据决策结果，适时地向被控对象输出控制信号。

4.计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。

5.自动控制，是在没有人直接参与的情况下，通过控制器使生产过程自动地按照预定的规律运行。

6.计算机控制系统的特性系统规模有大有小系统类型多种多样系统造价有高有低计算机控制系统不断推陈出新7.按功能分类1)数据处理系统2)直接数字控制（DDC）3)监督控制（SCC）4)分散型控制5)现场总线控制系统按控制规律分类1)程序和顺序控制2)比例积分微分控制（PID）3)有限拍控制4)复杂控制5)智能控制按控制方式分类1)开环控制2)闭环控制9.计算机控制系统的结构和组成控制算法软件网络硬件11.硬件平台运算处理与存储部分：CPU，存储器（RAM，ROM，EPROM，FLASH-ROM，EEPROM以及磁盘等），时钟，中断，译码，总线驱动等。

输入输出接口部分：各种信号（模拟量，开关量，脉冲量等）的锁存、转换、滤波，调理和接线，以及串行通讯等。

化工自动化控制仪表作业试卷及答案一、判断题（共30题，共60分）1. 降低输送液体中轻组分的含量,A 对减少离心泵的（江南博哥）气缚现象,效果非常明显正确答案：错误2. 降低离心泵的流量能缓解气蚀的发生正确答案：正确3. 串级调节时 ,应该将主调节器设定为串级正确答案：错误4. 毒物进入人体就叫中毒正确答案：错误5. 在流体流动过程中,单位时间内通过导管任一截面积的流体量,称为流量正确答案：正确6. 密封部位的结合面相对精致的密封称为动密封正确答案：错误7. 按工作原理分翻板式液位计是直读式物位仪表的一种正确答案：错误8. 氢气压缩机处 ,应在最低处设置可燃气体检测仪正确答案：错误9. 可编程序控制器采用循环扫描工作方式 ,这种工作方式可以避免继电器接触控制的触点竞争和时序失配问题正确答案：正确10. 对用公共输出端的可编程序控制器,不同输出电压等级的公共端可连接在一起正确答案：错误11. 对于西门子PLC,诊断缓冲区是一个FIFO(先入先出)缓冲区 ,存储器复位时就被删除正确答案：错误12. PLC的英文全称是 ProgrammableLogicController, 这说明它只能进行逻辑计算。

正确答案：错误13. 基金会现场总线不仅仅是一种总线 ,而且是一个系统正确答案：正确14. 集散控制系统将控制功能下放到现场设备中，实现危险功能的分散正确答案：错误15. 安全联锁系统的安全等级称为安全度等级。

正确答案：正确16. 气动阀门定位器与电动阀门定位器作用一样正确答案：错误17.执行机构采用正作用式 ,通过变换阀的正、反装实现气开和气关正确答案：正确18. 电气转换器是利用反馈的原理工作的。

正确答案：错误19. 抛物线特性是调节阀理想流量特性之一正确答案：正确20. 调节阀的填料装填于上阀盖填料室内 ,其作用是防止介质因阀杆的移动而向外泄漏正确答案：21. 直通单座调节阀适用于小口径、低压差、泄漏量要求小的场合正确答案：正确22. 气动薄膜调节阀主要由一个执行机构和阀体组成正确答案：正确23. 在选择副变量时 ,应该将主要的扰动和更多的扰动包含在副回路中正确答案：正确24. 串级控制系统中,副回路通常采用纯比例控制,可适当引入积分作用 ,通常不需要微分作用正确答案：正确25. 自动控制系统包括测量元件与变送器、控制器、执行器三个组成部分正确答案：错误26. 比值控制系统的流量比是指主流量Q1与副流量Q2的流量比值正确答案：错误27. 串级控制系统A对副回路的要求和简单控制回路一样,要实现无差控制正确答案：错误28. 均匀控制系统控制器的参数整定可以与定值控制系统的整定要求一样正确答案：错误29. 比例控制过程的余差与控制器的比例度成正比正确答案：正确30. 工艺上希望偏差越小越好,但如果没有偏差 ,自动控制系统就无法实现控制功能正确答案：正确。

第二章1什么是对象特性？为什么要研究对象特性？答：研究对象特性是设计控制系统的基础；为了能使控制系统能安全投运并进行必要的调试；优化操作。

2什么是对象的数学模型？静态数学模型与动态数学模型有什么区别？答：对对象特性的数学描述就叫数学模型。

静态：在输入变量和输出变量达到平稳状态下的情况。

动态：输出变量和状态变量在输入变量影响下的变化情况。

3建立对象的数学模型有什么意义？答：1,控制系统的方案设计；2控制系统的调试和调节器参数的确定；3制定工业过程操作优化方案；4新型控制方案及控制策略的确定；5计算机仿真与过程培训系统；6设计工业过程的故障检测与诊断系统。

4建立对象的数学模型有哪两种方法？答：机理建模和实验建模。

机理建模：由一般到特殊的推理演绎方法，对已知结构、参数的物理系统运用相应的物理定律或定理，根据对象或生产过程的内部机理，经过合理的分析简化而建立起描述系统各物理量动静态性能的数学模型。

实验建模步骤：1确定输入变量与输出变量信号；2测试；3对数据进行回归分析。

5反应对象特性的参数有哪些？各有什么物理意义？他们对自动控制系统有什么影响？答：K—放大系数。

对象从新稳定后的输出变化量与输入变化量之比。

T—时间参数。

时间参数表示对象受到输入作用后，被控变量的变化快慢。

桃—停滞时间。

输入发生变化到输出发生变化之间的时间间隔。

6评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。

衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n；过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值A；超调量：第一个波峰值y与最终稳态值y之比的百分数；残余偏差C：过渡过程结束后，被控参数所达到的新稳态Y与设定值之间的偏差。

调节时间：从过渡过程开始到过渡过程结束所需的时间；振荡频率：过渡过程中相邻两同向波峰之间的时间间隔叫振荡周期或工作周期，其倒数称为振荡频率；峰值时间：过渡过程开始至被控参数到达第一个波峰所需要的时间。

集散控制系统原理及应用集散控制系统原理及应用题型：填空 51*1′；解答；综合；计算复习范围：1、集散控制系统有什么优点？为什么集散控制系统要分散控制，集中管理？答：集散控制系统，与模拟电动仪表比较，它具有连接方便、采用软连接方法时控制策略更改容易、显示方式灵活、显示内容多样、数据储存量大等优点；与计算机集中控制系统比较，它具有操作监督方便、危险分散、功能分散等优点。

分散控制为了分散危险，集中管理为了便于操作管理。

2、开放系统的主要特点是什么？集散控制系统为什么是开放系统？答：开放系统是以规范化与实际存在的接口标准为依据而建立的计算机系统、网络系统及相关的通信系统，这些标准可为各种应用系统的标准平台提供软件的可移植性、系统的互操作性、信息资源管理的灵活性和更大的用户可选择性。

集散控制系统的开放性表现在下列方面：○1可移植性；○2可操作性；○3可适应性；○4可用性；3、集散控制系统的发展方向是什么？信息化和集成化与集散控制系统的关系是怎样的？答：向上整合企业信息网，管控一体化；向下集成现场总线控制系统，全数字化控制、解决控制系统的“孤岛”现象。

4、现场总线控制系统与集散控制系统之间是如何统一在分散控制、集中管理的特点的？5、目前，无线连接是否能够替代现场总线？还存在什么问题？答：不能。

6、网络化指什么？答：网络化分为工业以太网和仪表网络化。

仪表网络化是实现工业控制网络的关键，网络化仪表除具有常规仪表各种功能外，还带有通信功能，可以通过通信线路直接实现与计算机联网通信，仪表网络化系统不受时间和地域限制，安装简单方便，数据传输稳定可靠。

7、功能安全指什么？答：按照IEC61508定义的功能安全为：与受控设备（EUC）或受控设备的控制系统（或过程）有关的整体安全的组成部分，它决定于电气/电子/可编程设备（E/E/PE）安全相关系统、其他技术安全相关系统和外部风险降低设施功能的正确执行。

8、试述集散控制系统的基本构成和各层的主要功能答：集散控制系统都由三大基本部分组成：即分散过程控制装置部分、集中操作管理系统部分、通信系统部分。

自动化仪表与过程控制考试题模拟试卷一一.填空题(每小题1分,共10分)1.自动调节系统方块图中，给定值、测量值M和偏差e三者之间的关系是2.可用一阶微分方程式描绘其动态特性的对象称为3.弹性式压力计是根据弹性元件的和所受压力成比例的原理工作的。

4.DDZ-Ⅱ调节仪表表现传输信号为0--10mADC，DDZ--Ⅲ型调节仪表现场传输信号为5.调节阀所能控制的的比值称为调节阀的可调比。

6.电动执行器有行程(DJK型)和直行程两钟。

7.比例积分调节规律的显著特点是结束时无余差。

8.应用最为广泛的调节规律是,它适用于调节通道滞后较小、负荷变化不大、工艺参数不允许有余差的系统。

9.一种前馈作用能够克服种干扰。

10.最广泛的应用是在开关逻辑运算和顺序控制领域。

二.单项选择题(每小题1分，共15分)1.控制系统的反馈信号使得原来信号增强的叫做()A.负反馈B.正反馈C.前馈D.回馈2.过度过程品质指标中，余差C表示()。

A.新稳态值与给定值之差B.测量值与给定值之差C.调节参数与被调参数之差D.超调量与给定值之差3.一般认为，经过()的时间，动态过程就基本结束了。

A.3TB.TC.5TD.10T4.某测温仪表范围为200--1000℃，根据工艺要求，温度指示值不允许超过±6℃，则应选仪表的精度等级为()。

A.0.5级B.1.0级C.1.5级D.2.5级5.工业过程中可实现压力自动控制和报警,并可与工业控制机联用的压力计是()压力计。

A.液柱式B.弹性式C.电气式D.活塞式6.一台测温仪表,其测温范围为600--1100℃,已知其最大绝对误差±6℃,则其精确等级为()A.1.0级B.1.5级C.1.2级D.2.5级7.某显示仪表不带冷端温度补偿器,用来配热点偶测温,若热电偶热端温度升高2℃,室温(冷端温度)下降2℃,则仪表指示约()。

A.升高2℃B.下降2℃C.不变D.升高4℃8.下列表达式中，()表示比例积分调节规律。

1.什么是集散控制系统？其基本设计思想是什么？答：集散型控制系统（Distributed Control System，简称DCS）是以多台微处理器为基础的集中分散型控制系统。

世界上第一台实现集中管理和分散控制的新型计算机控制系统TDC2000型集散控制系统于1975年由美国Honeywell公司推出。

设计思想是“集中管理、分散控制”，所谓集中管理，就是把整个生产过程的全部操作、显示集中在同一个操作站进行；而分散控制就是用多个微处理器来分散承担生产过程的控制，每个微处理器只控制少量回路。

2.简述集散控制系统的体系结构及各层次的主要功能。

答：按照DCS各组成部分的功能分布，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（Field Network，Fnet）、控制网络（Control Network，Cnet）、监控网络（Supervision Network，Snet）和管理网络（Management Network，Mnet）。

（1）现场控制级的典型设备是各类传感器、变送器和执行器。

现场控制级设备直接与生产过程相连，是DCS的基础。

它的主要功能为三个方面。

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。

（2）过程控制级主要由过程控制站、数据采集站和现场总线接口等构成。

主要功能表现在一是采集过程数据，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。

（3）过程管理级的主要设备有操作站、工程师站和监控计算机等。

操作站是操作人员与DCS相互交换信息的人机接口设备，是DCS的核心显示、操作和管理装置。

填空题1、按照控制方式分类，计算机控制系统分为开环控制和闭环控制。

2、过程输出通道包括开关量输出通道和模拟量输出通道两种。

3、计算机控制系统设计最重要的基本要求是可靠性。

4、在计算机控制系统中，信号是以脉冲序列或数字序列的方式传递的，把连续信号变成数字序列的过程叫做采样过程。

5、数字控制器的计算机程序实现主要有3种方式：直接程序设计法、串行程序设计法和并行程序设计法。

6、设闭环系统输出信号为Y(z)，输入信号为R(z)，误差信号为E(z)，则闭环误差传递函数为 W(Z)= E(z)/ R(z)。

7、数字控制器的计算机程序实现主要有3种方式：直接程序设计法、串行程序设计法和并行程序设计法。

8、已知Z变换表达式F(z)，求相应离散序列f(kT)或f*(t)的过程被称为逆Z变换。

9、在计算机控制系统中的执行机构和控制对象的输入信号一般为连续信号，这就必须将计算机输出的数字信号序列还原成连续信号，这就是信号的恢复过程。

10、所谓稳定，就是在有界输入作用下，系统的输出也是有界的。

11、数字控制器的计算机程序实现主要有3种方式：直接程序设计法、串行程序设计法和并行程序设计法。

12、过程输出通道包括模拟量输出通道和数字量输出通道两种。

13、按照控制方式分类，计算机控制系统分为开环控制和闭环控制。

14、离散系统的时间响应是他各个极点时间响应的线性叠加。

15、集散控制系统是控制(control)、计算机(computer)、数据通信(communication)和屏幕显示技术(CRT)的综合体，通常又被称为分布式控制技术。

简答题1、简述专家控制系统与专家系统的不同之处。

(1) 通常的专家系统只对专门领域的问题进行咨询工作，它的推理是以知识为基础的，其推理结果一般用于辅助用户的决策；而专家控制系统则要求能独立和自动地对控制作用作出决策，它的功能一定要具有连续的可靠性，足够的抗干扰性。

(2) 通常的专家系统一般都是以离线方式工作的，对系统运行速度没有很高的要求；而专家控制系统则要求在线动态地采集数据，处理数据，进行推理和决策，对过程进行及时的控制，因此一定要具有使用的灵活性和控制的实时性。

1.计算机控制系统由硬件和软件两大部分组成。

软件由系统软件和应用软件两部分组成。

硬件包括哪些内容。

2.计算机控制系统的四种类型的信号及位置，结合图能够进行说明。

3.控制的过程通常被分为实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出。

4.能够区分实时、在线、离线的概念。

5.计算机控制系统的分类及主要特点。

（明确以什么分类，各个分类又有哪些内容。

）6.分散控制系统的特点。

（分散控制，集中管理）7.按照被控对象的规模，参加控制的计算机可被分为单片微型计算机、可编程逻辑控制器（PLC）、STD总线工业控制机、工业PC机。

8.嵌入式的概念。

9.大型火电机组过程计算机控制的主要功能系统。

10.火电厂热工自动化发展前景。

11.能说明常规控制系统、计算机控制系统、分散控制系统、现场总线控制系统、厂级监控系统的概念和内涵，并能说明这些系统之间的主要区别。

12.集散控制系统和现场总线控制系统有什么区别和联系。

第二章：计算机控制系统的硬件基础1.计算机理论的三个层次。

2.冯·诺依曼(Von Neumann)计算机由5个组成部分构成，他们是？系统总线（内部总线）有那些？3.能够区分微处理器、微机、微机系统的概念，多板机、单板机、单片机的概念。

4.能够区分接口和端口。

5.计算机与外设之间的数据传送方式有程序控制方式(分为无条件传送方式和条件传送方式查询方式)、中断方式和DMA(Direct Memory Access，直接存储器存取)方式。

6.OPC的概念。

7.能说明PC总线、ISA总线、PCI总线的关系和特点。

8.能说明I/O接口有那些实现方式及功能。

9.过程通道的概念、功能、分类10.采样的概念、香农定理的内容，为什么要对输入输出信号进行保持、简述什么是零阶保持器。

11.量化、量化过程、量化单位、量化误差。

12.为什么要使用采样保持器。

13.能解释逐次逼近式A/D转换器的原理，并能计算具体的逐次逼近过程。

14.模拟量输入通道分辨率、精度的概念。

DCS与FCS控制系统简介分布控制系统（DCS）就是distributed control system，而现场总线控制系统（FCS）的概念就是fieldbus control system. 前者也称作集散控制系统，采用分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调的方法。

后者可以实现开放式互联系统结构。

一、引言过程控制以计算机控制作为主流。

近年来，计算机技术的飞速发展正迅速改变着工业自动化的现状，传统的生产过程计算机控制系统已仅仅是一个狭义的概念，现代计算机控制系统的含义已被大大扩展，它不仅包含我们最熟悉的各种自动控制系统、各种顺序逻辑控制系统、各种自动批处理控制系统及联锁保护系统，还包括了各生产工段和各生产车间的优化调度系统，以及整个企业的决策系统和管理系统。

本文重点分析作为现代工业顺序逻辑控制的可编程逻辑控制PLC、现代工业主流的集散型控制系统（DCS）和未来工业主流的现场总线控制系统（FCS）及其相互关系。

二、DCS、FCS控制系统的基本要点目前，在连续型流程生产自动控制（PA）或习惯称之为工业过程控制中，有两大控制系统，即DCS和FCS。

它们的各自基本要点如下：（一）DCS或TDCS分散控制系统DCS与集散控制系统是集通讯、计算、控制、显示4C（Communication，Computer，Control，CRT）技术于一身的监控技术。

从上到下的树状拓扑大系统，其中通信（Communication）是关键。

PID在中继站中，中继站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置。

模拟信号A/D-D/A带微处理的混合。

一台仪表一对线接到I/O，由控制站挂到局域网LAN。

DCS是控制（工程师站）、操作（操作员站）、现场仪表（现场控制站）的三级结构。

缺点是成本高，各公司产品不能互换，不能互操作，大DCS系统是各家不同的。

用于大规模的连续过程控制，如石化等。

制造商有Bailey（美）、Westinghouse（美）、HITACH（日）、LEEDS&NORTHRMP （美）、Siemens（德）、Foxboro（美）、ABB（瑞士）等。

集散型控制系统介绍12020年4月19日本答案仅供参考。

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?经过具体示例说明。

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22020年4月19日类型?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。

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。

32020年4月19日42020年4月19日1.5 数字PID 控制算法有几种形式?各有什么特点?答:数字PID 控制算法有位置式、增量式、速度式三种形式。

PID 位置式根据偏差计算阀门的位置,PID 增量式根据偏差计算阀门的变化;PID 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PI 控制算法的位置式、增量式和速度式。

答:模拟PI 控制算法为])(1)([)(0⎰+=tI p dt t e T t e k t u 其中,p k ----比例增益I T ----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∑⎰=≈ki t i Te dt t e 00)()(,其中T 为采样周期,k 为采样序号。

紫金铜业有限公司孙欢欢1.DCS系统的基本概念2.DCS系统的结构3.DCS系统的硬件4.DCS系统的软件5.DCS系统的操作DCS即集散型控制系统，又称分布式控制系统（Distributed Control System）。

DCS系统通过某种通信网络将分布在工业现场附近的现场控制站和控制中心的操作员站及工程师站等连接起来，以完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管理。

DCS自1975年问世以来已经历了近三十年的时间，其可靠性、实用性不断提高，功能日益增强。

如控制器的处理能力、网络通讯能力、控制算法、画面显示及综合管理能力等。

DCS系统过去只应用在少数大型企业的控制系统中，但随着4C技术及软件技术的迅猛发展，到目前已经在电力、石油、化工、制药、冶金、建材等众多行业得到了广泛的应用，特别是电力、石化这样的行业。

右图以一个水位调节的例子简单地说明DCS 系统在实际生产中的应用过程：我们可以把上述过程引申如下：从整体上，可以将DCS系统分为硬件和软件两大部分。

硬件部分主要包括工程师站、操作员站、现场控制站（包括主控单元设备和I/O单元设备）、通讯控制站、系统服务器、网络等。

系统软件主要包括：工程师站组态软件、操作员站在线监控软件、现场控制器运行软件和服务器软件等。

HOLLIAS-MACS 系统的硬件体系结构：DeltaV系统的结构：DCS系统的硬件主要包括：1.现场控制站：电源模块、主控单元、各种I/O卡件和功能模块（DI卡、DO卡、AI卡、AO卡和各种通讯卡）；2.工程师站、操作员站；3.通讯网络：控制网络、监控网络和系统网络；4.通讯控制站、系统服务器等；右图是DeltaV 系统的部分硬件：电源模块右图是西门子DCS系统的现，场控制站：S7-400（CPU）通讯控制器电源模块网关I/O卡件右图是和利控制器时DCS系统的现场控制站：电源模块I/O卡件DCS系统的软件主要包括：1.工程师站组态软件；2.操作员站在线监控软件；3.现场控制器运行软件；4.服务器软件。

第一章计算机控制系统概述1、计算机控制系统的概念是什么计算机控制系统是以计算机技术、控制理论及自动化技术相结合并应用于工业生产过程的结果，是以自动控制理论为基础，以计算机为手段的控制系统。

2、计算机系统由哪些部分组成并画出方框图。

计算机控制系统由计算机、外部设备、操作台、输入通道、输出通道、检测装置、执行机构、被控对象以及相应的软件组成。

3、计算机控制系统的主要性能指标有哪些稳定性/动态指标/稳态指标/能控性与能观性4、计算机控制系统的主要特点有哪些各项连续控制系统计算机控制系统信号形式都是模拟信号模拟信号、数字信号皆有控制规律实现由模拟电路实现由计算机通过程序实现控制形式整个过程始终连续控制整个过程始终离散控制控制器作用一个控制器控制一个回路一个控制器分时控制多个回路功能强度简单控制具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能自动化程度自动化程度低便于实现控制与管理的一体化5、计算机控制系统是怎样分类的按功能和控制规律可分为几类一、按控制系统的功能及结构特点分类①操作指导控制系统②直接数字控制系统DDC③监督控制系统SCC④计算机分级控制⑤集散控制系统DCS⑥现场总线控制系统FCS二、按控制规律分类 ①程序和顺序控制 ② PID 控制 ③最少拍控制 ④复杂规律的控制 ⑤智能控制第二章 离散控制系统及Z 变换分析法1、计算机控制系统的信号形式有哪些连续模拟信号:时间与幅值上均连续，如 r(t)、y(t)、u(t) 离散模拟信号:时间是离散的，幅值上连续，如y*(t)、u*(t) 离散数字信号:时间离散的，幅值为数字量，如y(kT)、u(kT)2、香农(Shannon)采样定理是如何描述的一个连续时间信号f(t)，设其频带宽度是有限的，其最高频率为ωmax(或fmax)，如果在等间隔点上对该信号f(t)进行连续采样，为了使采样后的离散信号f *(t)能包含原信号f(t)的全部信息量。

则采样角频率只有满足下面的关系： ωs ≥2ωmax采样后的离散信号f *(t)才能够无失真地复现f(t)。