集散控制系统原理及应用(何衍庆)书后题答案

一、填充题1.微处理器，集中管理和分散控制2.Honeywell，Emerson，Invensys，浙大中控的SUPCON、新华公司的XDPF、国电智深公司的EDPF等3.分散过程控制装置、操作管理装置和通信系统4.多层结构、多级结构和多重结构5.可移植性、可操作性、可适宜性和可用性6.组织人事的分散、地域的分散、功能的分散、负荷的分散7.同步运转方式、待机运转方式、后退运转方式和多级操作方式8.智能化现场设备，高层设备，互连的，全数字、串行、双向传输的、多分支结构9.执行器传感器现场总线、设备现场总线和全服务现场总线10.开放性、智能化、互操作性、环境适应性、分散控制11.节省硬件数量和投资、节省安装费用和维护费用、多变量检测和传输、缩短安装时间和投运时间、消除模拟仪表通信的瓶颈现象、增大用户对产品的选择性12.分散控制和集中管理，综合自动化的组成部分；通信和传输的差别，数字传输技术13.现场总线数据传输速率、主站应用程序的大小和复杂程度；减少网络通信的吞吐量，保证一旦有通信要求就能立即实现通信、提高有效通信量、减少通信冲突的发生，保证通信的实时性、采用全双工通信模式和交换式以太网、采用塌缩的通信模型和通信协议、选用合适的现场总线仪表，减少通信量、采用发布方/预约接收方的通信结构等14.采用全数字通信技术、标准化功能模块与标准化的功能模块应用进程、系统测试技术的标准化、故障自诊断，状态传递，故障时输出设置、冗余和容错技术、智能诊断和管理技术、故障隔离技术等15.标准化、OPC技术、设备描述技术16.由17.可靠性、易操作性、可组态性、可扩展性、实时性、环境适应性、开放性和经济性18.可靠度、平均无故障时间MTBF、到发生故障的平均时间MTTF、故障率19.系统有两个相同部件组成，一个部件工作，另一个部件备用，组成冷后备冗余系统。

假设单个部件的MTBF是100000h，则该冷后备冗余系统是（1，2）表决系统20.机器、零件或系统是否被设计得很容易维修、进行维修的技术人员的维修和判断技能、维修所需的备品备件供应情况。

维修度、平均修复时间、修复率、有效度21.系统运行不易发生故障的设计、系统运行不受故障影响的设计、能迅速排除故障的设计22.操作环境、操作功能、容错技术、安全性23.显示功能、过程监视功能、操作功能，24.多重确认、硬件保护、不予响应、分工管理、数据保护25.硬件密钥方法、用户口令和通行字输入26.J作为可编程的电子系统，在功能安全方面采取了（提高诊断的覆盖率、控制由硬件和软件设计引起失效的技术措施、控制由环境原因或影响引起的失效措施、控制操作过程失效的技术措施、在安全要求规范中避免失误的技术措施、设计和开发过程中避免引入故障的技术措施、集成过程中避免故障的技术措施、操作和维护规程中避免故障的技术措施、安全确认过程中避免失效的措施、安全接地技术）措施。

27.系统组态、控制组态、画面组态28.结构参数、设置参数、可调整参数，输入参数、输出参数和内含参数29.是否满足生产过程控制要求，是否可组成专用功能模块实现专用功能、功能模块组态的方便性、维护和调试的易操作性30.输入、输出类功能模块、控制算法类功能模块、运算类功能模块、信号发生器类功能模块、转换类功能模块、信号选择和状态类功能模块31.生产过程的流程画面一般比较大，不可能在单一的画面显示、操作员需要分工对有关设备进行操作、监视和控制，不可能集中在一个画面进行操作和控制、显示屏幕的显示信息量过多不利于对数据的识别，容易造成误读率的升高32.实时趋势和历史趋势33.机柜或机架内有足够空间增加输入输出卡件、应能方便地增加设备或删除设备、通信网络也可随生产的发展或联网的要求而扩展延伸、允许符合开放系统互联网络协议的其他厂商集散控制系统与其通信，也允许其本身连接到其他厂商的集散系统34.媒体存取控制指节点在向通信媒体存信息或从通信媒体取信息时的控制规则35.采样频率应不小于原系统最高频率的两倍36.一阶低通滤波、一阶高通滤波、递推平均（加权）滤波、程序判别滤波37.检测变送环节、被控对象、执行器的非线性和采用非线性控制规律，串接非线性环节38.用计算机控制装置实现比值控制时，不计算（仪表比值系数），不进行（仪表系数的转换），也没有K（大于）1等问题。

39.位置增量和速度算法, 增量算法40.与模拟控制算法比较，数字控制算法进行了改进。

对积分算法的改进有（积分分离和削弱积分）。

41.时间顺序控制系统、逻辑顺序控制系统和条件顺序控制系统42.指令表编程语言（IL：Instruction List）、结构化文本编程语言（ST：Structured Text）、梯形图编程语言（LD：Ladder Diagram）、功能块图编程语言（FBD：Function Block Diagram）和顺序功能表图（SFC：Sequence Function Chart）编程语言43.配置、资源、任务、全局变量、存取路径变量和程序组织单元44.功能模型描述可功能控制器系统所具有的功能。

它包括（信号处理功能、传感器和执行器接口功能、通信功能、人机接口功能、编程、调试和测试功能及电源）功能等。

45.类型转换类、数值类、算术类、位串类（包括位串移位运算函数和位串的按位布尔函数）、选择和比较类、字符串类、时间数据类、枚举数据类型等标准函数，双稳元素功能块、边沿检测功能块、计数器功能块和定时器功能块等标准功能块46.IEC61131—3标准规定梯形图可采用的图形元素有（电源轨线、连接元素、触点、线圈、函数和功能块）等，功能块图编程语言的基本图形元素有（函数和功能块）。

47.文字叙述和图形符号相结合的方法描述顺序控制系统中过程、功能和特性的一种编程方法，步、转换和有向连线48.分为过程段、过程操作和过程动作等，企业、现场、区域、过程组元、单元、、装置模块和控制模块，程序控制模型分为程序、单元程序、操作和阶段等49.处方可分为通用处方、现场处方、主处方和控制处方50.资源模块、转换器模块和功能模块51.现场总线设备的模块工作模式有（离线、初始化手动、本地超驰、手动、自动、串级、远程串级和远程输出）。

52.主功能模块提供一个输出作为从功能模块的串级输入，从功能模块在接收到主模块的输出后也提供一个输出告知主功能模块，从功能模块的输出称为反算输出53.好（串级）、好（非串级）、不确定和坏，状态包括：质量属性、子状态质量属性和限制条件等54.输入属性、输出属性、内含属性和方式属性55.设定值计算、输出计算和反馈回路中的输出计算56.差、乘、大于、下限限幅和电信号转换为气信号57.温度记录控制器、流量计算器、液位指示控制器、压力变送器58.概貌显示画面、过程显示画面、仪表面板显示画面、操作点显示画面、趋势显示画面、报警显示画面，区域报警一览表、单元报警一览表、信息显示一览表、工位号一览表59.过程操作画面中颜色的配置宜采用（冷）色调，常用的颜色匹配是（黑色与黄色、白色与红色、白色与蓝色、白色与绿色）等，红色表示最高级报警，绿色表示正常操作60.显示位置应尽量靠近被检测的部位，相应仪表位号的方框内或方框旁边61.动态数据显示方式有数据显示、文字显示和图形显示等三种，图形显示方式可以是颜色的充填、颜色的改变、高亮度显示、闪烁或反相显示等62.标准化、协调性、操作灵活性、直观性63.发生事故前能及时提供信号报警信息，避免事故的发生、发生事故时尽量减小事故对生产过程的影响、事故发生时应能提供第一事故原因的信息，以便及时消除事故发生的根源、事故发生后能提供事故的记录信息，便于事故的分析和采取相应改进措施64.工艺合理性和合适设置联锁点数量65.独立设置原则、结构冗余原则、故障安全原则、最少环节原则66.联锁系统中，输入检出原件和执行机构的设计原则是（独立设置原则）。

67.系统供电电源的冗余，电源模块的冗余、分散过程控制装置供电的冗余和对输入输出模块供电的冗余等68.等电位连接的目的是减小信息设备之间和信息设备与金属部件之间的电位差69.直击雷经过建筑物接闪器（富兰克林避雷针、避雷带）入地泄放雷电流，导致数万伏的地网地电位，通过设备接地线入侵控制网络设备形成地电位反击；雷电流沿建筑物避雷引下线入地时，在引下线周围产生强磁场，从而在引下线周围的金属管（线）上经感应产生过电压，通过系统的电力或信号线入侵网络系统；进出建筑物的电源线或信号线在大楼外受直接雷或感应雷而加载的雷电压及过电流沿线路窜入，侵害系统设备70.在电缆接入系统设备前首先接入信号避雷器，例如，传导、现场总线仪表都留有连接浪涌保护器的接口，用于连接浪涌保护器71.传导、静电、电磁、信号线耦合、接地不当和连接电势72.屏蔽、滤波、接地、合理布线和选择电线等73.技术先进性、竞争的公正性、语言的精炼性和确定性74.偏离表法、矩阵表法75.常用的人机交互方式有：问答式对话；菜单；命令语言；填表技术；查询语言；自然语言；图形方式和直接操纵等76.人机交互系统由交互的实体、交互活动和交互的环境等组成77.友好性、合理性、复杂性、信息量、透明性、可靠性、易操作性、一致性、灵活性78.标准化原则、最佳媒体应用原则、菜单设计准则、防止错误发生和错误处理原则、数据库管理原则、网络应用原则、合理性原则、交互性原则、共通性原则79.桌面隐喻、所见即所得、直接操纵80.窗口、菜单、图标、光标定位装置81.全屏幕菜单、工具栏、下拉式菜单、弹出式菜单、滚动式菜单、状态栏菜单82.实时性、易操作性、灵活性、可靠性和安全性83.显示速率、响应时间84.仪表盘操作方式和显示屏操作方式85.信息量大、显示形式多样化、操作方便容易、报警处理功能强、操作透明度高、备用方式简单86.组态操作指用应用软件中提供的工具、方法、完成工程中某一具体任务的操作过程，组态软件由系统开发环境和系统运行环境两大部分组成87.集散控制系统的组态包括系统组态、控制组态、画面组态和操作组态等88.系统组态包括硬件和软件组态89.控制组态是用集散控制系统制造商提供的内部仪表（或称为功能模块），通过软连接的方法连接起来，实现所需的控制方案或控制策略90.画面组态主要是操作站、工程师站、管理站和简易型操作终端的画面组态91.动态画面组态是设置动态数据点、确定动态数据点的显示位置、显示的位数和小数点后的位数、显示数据的工程单位、动态点的描述和刷新方式，画面合成将静态画面和动态画面数据库合成92.概貌显示、区域显示、单元显示、组显示和细目显示，概貌显示、过程显示、仪表面板显示、操作点显示、趋势显示、报警显示93.工位号一览表显示方式、棒图显示方式，实时和历史趋势显示94.确认和消声操作95.输入模块包括模拟量输入、开关量输入和脉冲量输入等三大类，输出模块包括模拟量和开关量输出两类96.所有硬件和软件自诊断结果的显示、可能的故障原因预测和重新进行系统安装等97.连接图连接方式、树状图连接方式98.升降式动画、推进式动画、改变色彩的动画、充色的动画、移动窗口的动画99.对数据库内数据进行存储和管理，数据描述、数据操纵、数据库的保护、数据库建立和维护100.实时性强、可在线存储足够的运行数据、实现对数据的压缩、数据进行任何格式的计算和归档处理、开放性和高可靠性101.从逻辑功能看，计算机网络分为资源子网和通信子网102.通信媒体质量较高、可以支持几百台互相独立的设备、网络拓扑结构比较规则、通信协议比较简单和价格比较低廉103.数据通信系统由信号、数据终端设备、数据电路终接设备、传输介质或媒体和通信协议等五部分组成104.有四种编码方式：数字-数字，模拟-数字，数字-模拟和模拟-模拟105.传输二进制数据分并行传输和串行传输两种模式，串行传输又分异步和同步传输两类106.双绞线、同轴电缆和光缆107.多台通信设备和用单一通信媒体的技术称为（通信媒体共享）技术，包括（多路复用技术、集线技术和多点线路技术）。