集散控制习题解答

知识要点和部分习题解答

∙DCS 采用分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调，自下而上可以分为若干级，如过程控制级、控制管理级、生产管理级和经营管理级等。DCS 又称分布式或集散式控制系统。

∙常见的通信传输介质有：同轴电缆双绞线光缆

∙DCS的软件构成包括控制层软件, 监控层软件，组态软件。

∙DCS中，一般可根据工艺报警要求设置一到四个报警限值，分别是报警上限、上上限或下限、下下限。

∙离散的PID的两种基本算法形式是_______________和___________。

∙世界上第一台DCS系统是美国HONEYWELL公司推出的，型号为TDC2000。

∙数据通信中的三种传输介质是双绞线，同轴电缆和光缆。

∙DCS发展是以4C技术为基础，4C指计算机技术(computer)，通信技术(communication)，图形显示技术(CRT) 和控制技术(control)。

∙常用的通信网络协议有：开放系统互连参考模型OSI、IEEE802标准局域网标准、MAP制造业自动化通信协议、PROWAY过程数据高速公路。

∙DCS中对通信网络的存取控制技术包括：轮询（Poll），令牌传送和带有碰撞检测的载波监听多重访问(CSMA/CD）。

∙在PID连续算法的离散过程中，对微分采用向后差分法，对积分采用矩形法进行近似计算。

∙OSI参考模型的七层分别是: 物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层

∙控制策略的实现。各种在组态中定义的回路控制算法、顺序控制算法、计算功能均在现场控制站中实现。例如：串级PID 调节、复杂P1D 调节Smith 预估器，智能控制算法，包括智能PID、模糊PID、自整定PID、预估控制等。

∙

操作站的基本功能包括 ： 显示、操作、报警、系统组态、系统维护、报告生成 ∙

现场总线是一种 数字式、双向传输、多分支结构、计算机局部网络的底层控制网络。 ∙

计算机网络的拓扑结构主要有 总线型、星型、环型、树型、网状型 ∙

集散型控制系统中所有的现场控制站、操作员站均通过数字通信网络实现连接。 ∙

一个最基本的DCS 应包括四个大的组成部分：至少一台现场控制站，至少一台操作员站，一台工程师站(也可利用一台操作员站兼做工程师站)，一条系统网络。 ∙

DCS 的软件构成包括控制层软件，监控软件，组态软件。 ∙

DCS 的软件构成包括控制层软件，监控软件，组态软件。 ∙

把连续取N 个采样值看成一个队列。队列的长度固定为N 。每次采样到一个新数据放入队尾,并扔掉原来队首的一次数据(先进先出原则)。把队列中的N 个数据进行算术平均运算，这种滤波方法被称作：递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)。 ∙

5种数字滤波方法：算数平均滤波法，递推平均滤波法，中位值滤波法，限幅滤波法，一阶滞后滤波法。 ∙

几种常见的工业现场总线 Profibus 总线 ， FF 总线 ， CAN 总线 。 ∙ 系统的可靠性指标通常用概率来定义，常用的有可靠度R (t )、失效率λ(t )、平均故障间隔时间(MTBF)、平均故障修复时间(MTTR)、利用率等。

∙ 串联系统的可靠度用公式表示为： s 123

1n n i i R R R R R R ===∏ ，并联系统的可靠度用公式表示为： 12311(1)(1)(1)(1)

1(1)

p n n i i R R R R R R ==-----=--∏

∙ 失效率与时间t 的关系图就是著名的浴盆曲线。该曲线可分为3个部分：初期失效区、偶然失效区、耗损失效区。

∙集散控制系统的安全性包含三方面的内容：功能安全、人身安全和信息安全。

∙接地按其作用可分为保护性接地和功能性接地两大类。

∙一个集散控制系统工程设计可分为方案论证、方案设计、工程设计3个阶段。

∙现场控制站的基本功能包括：反馈控制、逻辑控制、顺序控制、批量控制、数据采集与处理、数据通信

∙集散控制系统又称为分布控制，英文简称 DCS，现场总线控制系统简称为 FCS 。

∙一些常用名词名词： SCC， DDC， DCS， FCS， DCS

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

∙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。

∙基带传输；所谓基带传输，就是直接将数字数据信号通过信道进行传输。基带传输不适用于远距离的数据传输。当传输距离较远时，需要进行调制。

∙载带传输；用基带信号调制载波后，在信道上传输调制后的载波信号，这就是载带传输。

∙宽带传输；如果要在一条信道上同时传送多路信号，各路信号以不同的载波频率区别，每路信号以载波频率为中心占据一定的频带宽度，整个信道的带宽为各路载波信号共享，实现多路信号同时传输，这就是宽带传输。

∙归零传输；根据对零电平的关系，信息传输可以分为归零传输和不归零传输。归零传输是指在每一位二进制信息传输之后均让信号返回零电平；不归零传输是指在每一位二进制信息传输之后让信号保持原电平不变。

∙半工方式；信息只能沿单方向传输的通信方式称为单工方式，如图