下载文档原格式
实时、在线方式和离线方式的含义是什么？(1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。
(2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。
(3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。
※微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？由四部分组成：(1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。
主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。
(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。
过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。
过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
(3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。
其中操作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能。
(4)检测与执行机构a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量，例如热电偶把温度转换成mV信号；压力变送器可以把压力转换变为电信号，这些信号经变送器转换成统一的计算机标准电平信号(0～5V 或4～20mA)后，再送入微机。
一、选择题（共 50 题，每题 1.0 分）：【1】真空皮带脱水机人工控制支撑臂与滤带调整臂的长度比例为（）。
A．5:40B．10:40C．10:50D．10:60【2】阀门内部泄漏的主要原因是（）损坏。
A．填料箱B．法兰C．密封面D．阀杆【3】滚动轴承代号7000表示（）轴承。
A．推力球B．圆锥滚子C．圆柱滚子D．螺旋滚子【4】在现场进行校正动平衡工作时，经常采用（）。
A．画线法B．三点法C．高速动平衡仪D．不一定【5】定滑车的滑轮位置，在工作时（）移动。
A．可以B．不可以C．有时可以，有时不可以D．按要求【6】调整搅拌器皮带轮中心偏差应不大于（）mm/m，且不大于（）mm。
A．0.2，50B．0.5，50C．0.5，100D．0.8，100【7】通常要求法兰垫片需具有一定的强度和耐热性，其硬度应（）。
A．比法兰高B．比法兰低C．与法兰一样D．没有要求【8】在检修水泵的平衡盘和平衡环时，其接触面应研磨并用色印法检查，要求表面平整光洁，接触良好，接触点分布均匀，接触面积达（）。
A．100%B．60%以上C．50%以上D．70%以上【9】畸形工件画线时，为便于进行找正，选择工件安置基面应与（）一致。
A．设计基准面B．加工基准面C．装配基准面D．大而平直的面【10】—般的机械多用渐开线齿轮形成渐开线的圆，这个圆称为齿轮的（）。
B．基圆C．节圆D．分度圆【11】当图样中标注的尺寸以（）为单位时，不需要标注计量单位的代号或名称。
A．毫米B．厘米C．分米D．米【12】齿轮联轴器的内齿齿数和外齿齿数应该（）。
A．—样多B．外齿齿数多C．内齿齿数多D．不一定【13】在喷雾干燥烟气脱硫中，旋转雾化器产生的雾滴大小与喷雾的均匀性主要取决于（）。
A．盘的圆周速度和液膜厚度B．进料量C．盘的润湿周边D．盘的转速【14】网络协议是指（）。
A．网络中的网络软件B．网络交换设备C．计算机之间通信的约定和规则D．计算机的电器规范【15】电流频率不同，对人体的伤害程度也不同，一般来说，（）Hz的电流频率对人体伤害最为严重。
第一章概述第一节顺序控制系统概述在生产过程控制中，有两种类型的控制，一种称为模拟量控制，另一种称为开关量控制。
在模拟量控制系统中，被控制量、设定值、控制器的输入及输出均为模拟量。
这种系统将被控制量反馈值与设定值进行比较，然后根据比较的结果，改变控制量，最终使被控制变量维持在设定值，例如水位调节系统、汽温调节系统。
在模拟量控制系统中，由于控制器、被控制对象以及反馈通道构成了一个闭合回路，所以这种系统又称为闭环控制系统(Closed Control System简称CCS)。
在开关量控制系统中，检查、运算和控制信息全部是“存在”或“不存在”两种信息。
系统输入的往往是设备状态信号，如设备的运行或停止、阀门的开或关，系统输出的是启停命令，或开关命令。
例如引风机的启动、停止控制系统。
在这类控制系统中，为了使设备A启动，往往要检测多个其他设备如B、C、D等的状态，判断它们的状态是否满足A 设备启动的要求，若不满足，要由相应的命令控制B、C、D等设备的开关或启停，直到所有条件满足后，再发出命令使A启动。
所以这种控制系统的特点是一个按照预先规定的顺序进行检查、判断(逻辑运算)、控制、再检查、判断、控制的过程。
所以开关控制又称为顺序控制系统(Sequence Control System简称SCS)。
火电厂SCS系统的任务是实现对单元机组的辅机、如各种电动机、阀门挡板的启动或停止、开或关控制。
随着机组容量的增大和参数的提高，辅机数量和辅机系统的复杂程度大大增加，一台300MW的机组约有辅机、电动门、气动门近400台套。
对如此众多且相互间具有复杂联系的辅机设备，靠运行人员进行手工操作是难以胜任的，必须采用安全可靠的自动控制装置，实现对辅机的顺序控制。
随着自动控制技术及计算机技术的发展，特别是可编程控制器(PLC)和微机分散控制系统(DCS)的发展，为实现完善的辅机顺序控制创造了条件。
火电机组辅机实现顺序控制，标志着机组的自动控制达到了一个新的水平。
1.本质安全型仪表有何特点？答：①本质安全型仪表又叫安全火花型仪表；②它的特点是仪表在正常状态下和故障状态下，电路、系统产生的火花和达到的温度都不会引起爆炸性混合物发生爆炸。
2.换热器调节系统中的调节阀，其气开、气关如何选择？答：可按下述原则选用①被加热的流体出口温度过高会引起分解、自聚或结焦时，加热流体调节阀应选用气开式；②被加热的流体出口温度过低会引起结晶、凝固等现象时，加热流体调节阀应选用气关式；③冷却流体为水时调节阀应选气关式。
3.串级控制系统中，控制规律应怎样选择？答：①串级控制系统的目的是高精度地稳定主变量，对主变量要求较高，一般不允许有余差，所以主控制器一般选择PI控制规律；当对象滞后较大时，也可引入适当的 D 作用；②串级控制系统对副变量的要求不严，在控制过程中，副变量是不断跟随主控制器的输出变化而变化的，所以副控制器一般采用 P 控制规律；必要时引入适当的 I 作用.4.控制系统调试前应具备哪些条件？答：应具备以下条件：①现场仪表及控制系统安装完毕，单体校验合格；②管路连接正确，试压合格；③电气回路接线正确，端子固定牢固；④交直流电路送电前检查其绝缘电阻是否合格。
5.仪表停车时，应注意做好哪些工作？答：（1）和工艺人员密切配合；（2）了解工艺停车时间和设备检修计划；（3）根据检修计划，及时拆卸相关仪表（4）拆除压力表、变送器时注意堵塞、憋压现象防止造成人身和设备事故；（5）对带联锁的仪表拆卸前要切换置手动位置。
6.什么是传感器？什么是变送器？答：①简单地说，传感器就是将被测量转换成与之对应的信号（电信号）并传送出去。
②变送器是传感器与转换器的另一种称呼。
③凡是能直接感受非电的被测量变量并将其转换成标准信号输出的传感器转换装置，可称为变送器。
7.差压式流量计在满量程的30％以下一般不宜使用，为什么？如果出现这种情况，该如何处理？答：①流量测量中，国家标准规定：节流装置适用的流量比为30%（最小流量：最大流量=1：3）。
DCS中的顺序控制组态系统研究摘要：顺序控制既是机械专业教学的重要组成部分，也是与我们的日常生产生活紧密相关的，它广泛应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及生产自动线，不仅提高了生产生活的效率，也给我们的生产生活带来了便利。
尤其是近年来，社会经济水平和科学技术得到不断发展，顺序控制得到了更多的应用，发挥着越来越重要的作用，同时，顺序控制对于生产发展的影响十分明显，也对响应“大众创业、万众创新”口号，加强我们的自主研发设计能力具有重大推进作用。
提高顺序控制教学实效，既有利于教学水平的提高，也有利于提高学生的应用能力和社会实践能力，对社会生产生活起到积极促进作用。
所以，如何提高顺序控制教学实效是当下教师应该高度重视和积极探索的。
关键词：DCS；顺序控制1顺序控制1.1顺序控制简介顺序控制中很多情况使用异步电动机来提供动力，其原理是把电能转换成机械能。
也有使用电磁阀，接触器等。
所谓顺序控制，是指按照生产工艺中提前设置的顺序，每个执行单元自动地按顺序地进行操作，在工业制造和日常生活中都应用非常多，如搬运机械手的自动控制、包装生产线的自动控制、交通信号灯的自动控制等。
同时顺序控制有三个因子：转移条件、转移目标和工作任务。
按照先来后到的顺序实现顺序控制的特点，可以将顺序控制分类为逻辑顺序控制，时间顺序控制和条件顺序控制三大类型。
逻辑顺序控制是以逻辑先后顺序来执行动作指令，与动作时间无严格关系。
时间顺序控制是以动作时间为依据，每个设备的运行停止都与时间有关。
条件顺序控制是以动作条件是否满足来执行相应的动作指令。
1.2传统继电器顺序控制系统传统的由继电器组成的顺序控制系统中，全部的操作和逻辑关系都是由继电器完成的。
各种继电器的常开和常闭触点，时间继电器，接触器、开关等元件来完成系统所需要的逻辑功能。
在继电器控制系统中，因为继电器机械触点和可靠性限制，此类控制系统的可靠性不是很高，使用寿命短，要更改逻辑关系不是特别方便，只是用在一些老式的或简单的控制系统中就可以了。
所谓顺序控制，即根据生产工艺预先规定的顺序（程序或条件），使生产过程的各执行机构在输入信号的作用下，有条不紊地、自动地顺序动作。
前面所述的继电接触器所组成的自动控制线路就是一种简单的、纸级的顺序控制。
这种顺序控制起于本世纪20年代，其控制逻辑是通过固定接线来完成的，所以，通用性和灵活性差，而且由于触点繁多，使得控制线路的可靠性也差。
随着半导体逻辑元件的产生，50年代出现了无触点的半导体逻辑控制电路，大大提高了电路的可靠性。
但因仍是固定接线，所以，电路的通用性和灵活性问题仍未得到解决。
随着电子技术的发展，电子计算机已广泛地用于各种自动化生产过程，极大地提高了控制系统的灵活性和通用性。
但是，在工业生产中，大量存在的是一些简单的中、小型控制设备，而且它们大都属于开关量的控制，不需要复杂的数字运算，如果采用通用型计算机来完成，显然是“大材小用”。
于是，人们就寻找了一种结构比计算机简单、价格比计算机便宜的自动化控制装置－顺序控制器。
可见，顺序控制器是介于继电器控制电路、半导体逻辑控制电路和电子计算机控制之间的控制系统。
随着生产的发展，顺序控制器将日益被印刷[百科微博]自动控制线路所采用，对于装订机械的自动化、联动化来说，顺序控制器有着十分重要的意义及使用价值。
顺序控制器又称顺序控制器，它可分为矩阵式顺序控制器和可编程序控制器。
一、矩阵式顺序控制器矩阵式顺序控制器可分为基本逻辑顺序控制器和步进式顺序控制器。
1．基本逻辑式顺序控制器。
基本逻辑式顺序控制器是从继电接触器控制系统演变而来的，它的核心部分是二极管矩阵板。
在矩阵板上利用二极管的组合逻辑对条件信号灵活地进行“与”、“或”、“非”的逻辑组合，通过输出部分推动执行机构，形成程序控制。
它与继电器控制系统相比，其灵活性和通用性虽有提高，但由于编程仍是以继电器控制系统为基础，而且所有执行电器都是同时接到同一个电源上，每个电器的通电与断电是依靠二极管矩阵的逻辑组合来实现的，无记忆功能。
因此，对于输入、输出点数较多，工艺过程比较复杂的生产自动线，用这种控制器来编程时是相当麻烦的，限于篇幅，在此，它的编程方法不作介绍。
2．步进式顺序控制器。
步进式顺序控制器的控制原理是步进控制，它的核心部分是步进器，即分配器。
利用步进器进行分步控制，对每个程序步，在输入、输出矩阵板中用二极管进行逻辑组合，从而形成程序控制。
可见，基本逻辑式顺序控制器和步进式顺序控制器的编程都是通过硬件来实现的，即由二极管在矩阵板中的选择性安插来实现的。
所不同的是步进式顺序控制器设置了一个通用的记忆电路，使这个记忆电路具备自锁、联锁、记忆等功能，取代了基本逻辑式顺序控制器中与之相应的大量的二极管。
给机械设备的执行元件提供工作电压时，每步只向一个输出线圈供电，对不该动作的继电器均断电即可，避免了控制系统中繁琐的逻辑关系组合，使程序编制大大简化。
这种以通用记忆电路（步进器）为核心构成的矩阵式顺序控制器称为步进式顺序控制器。
它可分为条件步进式和时间步进式两种。
前者是以生产过程的动作完成信号（如限位开关的动作信号）作为程序转换信号；后者是以顺序控制器自身的计时、定时信号作为程序转换信号。
下面以条件步进式顺序控制器为例介绍其结构和原理。
（1）基本结构。
步进式顺序控制器是在基本逻辑式顺序控制器的基础上改进而成的，所以，它除具有基本逻辑式的组成部分外，还具有控制电源分配的步进器。
图3－5所示是条件步进式顺序控制器的框图结构，它由输入电路、输出电路、输入矩阵、输出矩阵、联锁矩阵和步进器等部分组成。
现将各部分的作用简述如下：图3－5 条件步进式顺序控制器的框图结构①输入电路和输出电路。
输入电路和输出电路的组成和作用与基本逻辑式控制器中的相同。
输入电路主要起“转换站”的作用，即把反映现场工作状态的检测信号，用以控制执行机构，如接通接触器，使电机主回路接通或接通电磁阀线圈，使气阀或油阀动作。
②矩阵板。
条件步进式矩阵板，一般分为输入矩阵、输出矩阵和联锁矩阵。
输入矩阵的作用是产生换步信号。
现场发出“动作完成”信号后，通过它的运算判断，产生一个程序转换信号，使步进器进入下一步工作。
输出矩阵的主要任务是分配每步程序，并按先后顺序控制执行电器的动作。
联锁矩阵是利用旁路原理，对输出矩阵送给输出继电器的电信号增加控制条件，以按照生产自动线中某些机构所需的特殊要求进行动作。
③步进器。
步进器是步进式控制器的核心部件，它的作用是根据程序转换信号实现自动移动，即步进器各位的输出端依次产生高电平，使电源依次给该动作的继电器供电。
所以，它是整个控制装置的指挥中心，其实质是起着一个分配器的作用。
步进器分为机械式步进器和电子式步进器，目前，广泛应用的是由数字集成电路构成的电子式步进器。
各种型式的触发器，如D触发器、JK触发器、RS触发器等，均可构成电子式步进器。
图3－6所示是由D触发器所组成的N位步进器的逻辑图，其连结是将前一位的Q端与后一位的D端相联，构成N位的移位寄存器，但由于最后一位（第N 位）触发器的输出端Q与第一位的D端连接，移位寄存器就变成了环形计数器。
所以图3－6是D触发器组成的环形计数式步进器，各位触发器的R端为清“0”线，各位触发器的S端为置“1”线，且由手动开关控制。
CP脉冲上升沿到来时，如果D＝1，则触发器置“1”（即Q＝1）；反之，如果D＝0，则触发器置“0”（即Q＝0），因此可以用某位Ci=1去控制相应工序的电路接通电源而动作，其它工序的电路均断电。
由此可见，系统需要多少个程序，步进器就需要多少只D 触发器。
图3－6 D触发器组成的步进器由于D触发器的高电平只有3．6V，而且触发器在高电位时，负载能力很低，为此，在步进器输出端接有一反相放大器（如F1、F2…FN）,用放大器进行电平转换和功率放大，可提高负载能力。
（2）应用举例。
例3－5 编制小车自动往返运动的条件步进式顺序控制器。
小车自动往返运动的示意图如图3－7所示，系统的程序步只有两步：第一步从原位（起点）前进到终点（由继电器KM1控制），第二步从终点返回至原位（由继电器KM2控制），然后周而复始地进入下去。
并要求既能自动换步，又能手动换步。
因动作只有两步，所以步进器是由两个D触发器组成。
用行程开关SQa 、SQb将现场动作信号传给输入矩阵（SQa 装在起点处，SQb装在终点处），关入单稳态产生触发脉冲CP，使步进器输出一个高电位；由输出矩阵将步进器提供的工作电压，提供给KM1或KM2，从而使执行部件动作。
图3－8所示是小车自动往返运动的条件步进式顺序控制器，图中选择开关S用于手动控制，按钮开关SB用于对步进器清零，可停止清洗过程。
图3－7 小车自动往返运动示意图其动作顺序如下：①清零。
按下SB，使步进器为零状态（C1＝“0”，C2＝“0”）。
②将S置于SD1则SD1＝“0”，使步进器的C1＝“1”（C2仍为“0”），给输出矩阵的1号竖母线提供高电平，使继电器KM得电，小车前进，即程序动格进入第一步。
此时，由于SQb 未运作，C1端输出的高电位经R和常闭触点SQb至地。
所以，CP母线上没有高电位信号。
③当第一程序工作完成后（即前进到终点时）现场信号SQb动作，高电位信号被直接送到CP母线上，通过单稳态电路整形放大，输出一个CP脉冲，触发步进器，使C1＝“0”，C2＝“1”，给KM2提供工作电压，小车后退，即系统转换至第二程序动作。
此时C2提供的高电平经R和SQa至地，故CP母线上没有高电位号。
④当第二程序动作完毕后（即后退到原位时），现场信号SQa动作，高电位信号被直接送到CP母线上，使步进器触发为C1＝“1”，C2＝“0”，提供KM1工作电压，小车又前进。
如此周而复始，循环工作。
⑤如在前进时需停车，可按下SB，则步进器复位到初始状态，控制过程结束。
此时若需反转，可将选择开关S置于SD2，则C2＝“1”，KM2得电，小车后退。
此时若需继续前进，可将选择开关S置于SD1，则C1＝“1”，KM1得电，小车继续前进。
图3－8 小车自动返运动的条件步进式程序控制器由上述可知：步进器转换程序的关键是正确地发出CP脉冲，且步进器对每一个CP脉冲只能有一个触发器输出高电位，给一条输出矩阵行母线供电。
若由于误操作或步进器发生故障，则可能有两个或两个以上的触发器输出高电位，那么将有两个或两个以上的程序同时工作，这样可能发生机械互撞，或造成电源短路，设备损坏等事故。
为保证系统的安全工作，避免此类现象发生，在步进式顺序控制器中增加多“1”检测装置，使得当发生两条以上输出矩阵竖母线同时供电时，该装置可以自动将步进器清“0”，同时发出报警信号。
多“1”检测装置可以用不同的电子电路构成，此处不作介绍，请读者参阅有关资料。
二、可编程序控制器－PC矩阵式顺序控制器的编程是通过硬件来实现的，而可编程序控制器，其编程是通过软件来实现的，故又称为指令式顺序控制器。
这种控制器的灵活性和通用性在矩阵式控制器的基础上前进了一大步。
世界上第一台可编程序控制器是由美国DEC公司研制而成的，是以二进制逻辑运算为主，专为工业环境下应用而设计的工业控制器，当时被称为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。
由于微电子技术的不断发展，PLC的功能不断增强，从最初的逻辑运算发展到能进行各种数字运算、数据处理和程序控制，成为整个生产过程中，设备控制的多功能控制器。
因此，现普遍称其为可编程序控制器，简称PC。
1．PC的组成和各部分的作用。
可编程序控制器PC由中央处理器CPU、存贮器（包括系统存贮器和用户存贮器）、输入单元、输出单元、编程器、外部设备接口6部分组成，如图3－9所示，各部分的作用如下：图3－9 可编程序控制器（PC）的框图结构（1）CPU的作用。
CPU称为中央处理单元，它是可编程序控制器的核心部分，即称为系统电脑。
它按PC中系统程序赋予的功能，接收并存贮从编程器输入的用户程序和数据，用扫描的方式接收现场输入装置的状态或数据，并存入数据存贮器中的输入状态表。
PC进入运行状态后，它又能从存贮器中逐条读取用户程序的指令所规定的任务，产生相应的控制信号去启闭有关的门电路，分时、分渠道地去执行数据的存取、传送和处理等动作，完成用户程序中规定的逻辑运算等任务。
根据其运算动果，更新有关标志位的状态和输出状态寄存器表的内容，再由输出状态表的位状态或数据寄存器的有关内容实现输出控制。
微型PC一般用单片机或单板机作为CPU。
（2）存贮器。
存贮器分为系统存贮器（ROM）和用户存贮器（RAM）。
①系统存贮器。
系统存贮器主要用于存放系统程序。
系统程序是制造厂家在研制系统时确定的，它和机器的硬件组成（包括一些专用芯片的特性）有关，在机器使用过程中是不可变动的。
