集散控制系统复习题.docx

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集散控制系统复习题

集散控制系统复习题

一、填空题

1.集散控制系统是以微处理器为基础的集中分散型控制系统。

集散控制系统的主要特点是集中管理和分散控制。

2.TPS和PKS是Honeywell公司的集散控制系统产品，DeltaV是Emerson公司的集散控

制系统产品，I/AS是Invensys公司的集散控制系统产品。

国产集散控制系统的产品有浙大中控的SUPCON、新华公司的XDPF、国电智深的EDPF等。

3.集散控制系统基本构成由分散过程控制装置、操作管理装置、通信系统组成。

4.分级递接控制系统结构分为多层结构、多级结构、多重结构。

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5.开放系统的标志是可移植性、可操作性、可适宜性和可用性。

6.集散控制系统的分散控制结构表现为组织人事的分散、地域的分散、功能的分散和负荷的分散。

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7.常用的冗余方式有同步运转方式、待机运转方式、后退运转方式和多级操作方式。

8.现场总线是在过程自动化和制造自动化中，实现智能化现场设备与高层设备之间互联的、全数字、串行、双向传输的、多分枝结构的通信系统。

9.现场总线可分为执行器传感器现场总线、设备现场总线和全服务现场总线三类。

10.现总线的特点是开放性、智能化、互操作性、环境适应性和分散控制等。

11.采用现场总线控制系统的主要因素是节省硬件数量和投资、节省安装费用与维护费用、多变量检测和运输、缩短安装时间和投运时间、等。

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12.现场总线控制系统与传统集散控制系统的相同点包括分散控制集中管理和综合自动化组

成部分等；主要差别包括通信和传输的差别和数字传输技术等。

13.影响现场总线实时性的主要因素有现场总线数据传输速率和主战应用程序的大小与复杂

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程度；主要解决措施包括减少网络通信的吞吐量，保证一旦有通信要求就能够立即实现通信、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、设置优先级、采用虚拟局域网和引入质量服务等。

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14.提高集散控制系统可靠性的主要措施有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。

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15.保证互操作性的措施有标准化、OPC技术和设备描述技术等。

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16.分散过程装置有整体式和分离式两大类。

？

17.集散控制系统的性能评估指标有可靠性、易操作性、可组态性、可拓展性、实时性、环境适应性、开放性和经济性等。

18.集散控制系统的可靠性指标有可靠度、平均无故障时间（MTBF）、到发生故障平均时间

（MTTF）和故障率等。

19.系统由两个相同部件组成，一个部件工作，另一个部件备用，组成冷后备冗余系统。

设单个部件的MTBF是100000h，则该冷后备冗余系统是表决系统。

20.可维修性的三要素是机器，零件或系统是否被设计的很容易维修、进行维修的技术人员

的维修和判断技能和维修所需的备品备件供应情况。

衡量可维修性的指标有维修度、平均修复时间、修复率和有效度等。

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21.集散控制系统可靠性设计三准则是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和能迅速排除故障的设计。

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22.易操作性包括操作环境、操作功能、容错技术和安全性。

23.集散控制系统的操作功能包括显示功能、过程监视功能和操作功能。

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24.容错技术通过多重确认、硬件保护、不予响应、分工管理和数据保护等措施实现。

25.集散控制系统的用户识别包括硬件的硬件密钥方法和软件的用户口令，通行字输入等。

26.集散控制系统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房覆盖率、控制有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、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故障的技术措施、集成过程和等措施。

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27.集散控制系统的组态包括系统组态、控制组态和画面组态。

28.集散控制系统中的功能模块通常有结构参数、设置参数和可调整参数组成。

现场总线控制系统中的功能模块通常由输入参数、输出参数和内含参数组成。

29.功能模块的灵活性指是否满足生产过程的控制要求，是否可组成专用模块实现专用功能、

功能模块组态的方便性和维护和调试的易操作性。

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30.功能模块按功能分类，通常可分为输入输出功能模块、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、转换类功能模块和信号选择和状态类功能模块等类。

31.用户过程画面的分页是因为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等原因。

32.趋势画面包括实时趋势和历史趋势两类。

33.集散控制系统的可扩展性表现为集散控制系统分散过程控制装置的机柜或机架内有足够

的空间增加输入输出卡件、集散控制系统的许多设备通过通信网络进行联系，在生产发展需要适应能方便的增加设备或删除设备、集散控制系统通信网络可随生产的发展或联网的要求

而拓展延伸和集散控制系统是全开放结构，它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中等。

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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.香农（Shannon）定理规定采样频率应不小于原系统最高频率的2倍。

36.软件滤波采用计算方法，常用软件滤波有一阶低通滤波、一阶高通滤波、递推（加权）平均滤波和程序判别滤波等。

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37.控制系统的非线性主要来自检测变送环节、被控对象、执行器的非线性和采用非线性控

制规律等。

集散控制系统中非线性补偿的方法是串联非线性补充环节等。

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>1等问题。

39.集散控制系统的数字控制算法有位置算法、增量算法和速度算法三种。

三种数字算法中，增量算法应用最为广泛。

40.与模拟控制算法比较，数字算法进行了改进。

对积分算法的改进有积分分离、削弱积分和微分先行等。

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41.顺序逻辑控制系统分为时间、逻辑和条件三种。

42.IEC61131-3编程语言标准定义了指令表编程语言IL、结构化文本编程语言ST、梯形图编程语言LD、功能块图编程语言FBD和顺序功能表图SFC等编程语言。

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43.编程语言标准定义的软件模型包括配置、资源、任务、全局变量、存取路径变量和程序组织单元等概念。

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44.功能模型描述可编程控制器所具有的功能。

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。

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45.标准编程语言规定标准函数有类型转换类、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、时间数据类和枚举数据类型等。

规定的标准功能块有双稳元素功能块、边沿检测功能块、计数器功能块和定时器功能块等。

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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.顺序功能表图是用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。

它由步、转换和有向连线组成。

48.批量过程的过程模型分为过程段、过程操作和过程动作等。

物理模型分别是企业、现场、区域、过程组元、单元、装置模块等。

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、主处方和控制处方等。

50.现场总线设备的模块分为三种类型，即资源模块、转换器模块和功能模块。

51.现场总线设备的模块工作模式（Mode）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等。

功能模块退出服务称为离线工作模式。

52.现场总线控制系统中串级结构是指主功能模块提供一个输出作为从功能模块的串级输

入，从功能模块接收到主模块的输出后也提供一个输出告知主功能能模块，从功能模块的输出称为反算。

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53.所有可连接的功能模块参数有状态属性，分为好（串级）、好（非串级）、不确定和坏等。

状

态包括质量属性、子状态质量属性和限制条件等。

54.功能模块属性指功能模块运算时具有的功能。

按信息类型，属性分为输入属性、输出属性、内含属性和方式属性四种。

55.功能模块参数的计算包括设定值计算、输出计算和反馈回路中的输出计算等。

56.功能图描述符号，Δ、Χ、＞、≮和I/P分别表示差、乘、大于、下限限幅和电信号转换为气信号功能。

57.过程检测和控制流程图用文字符号中，TRC-210、FO-103、LIC-101、PT-104分别表示

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温度记录控制功能流量计算器、液位指示控制器和压力变送器功能。

58.过程显示画面包括概貌显示画面、过程显示画面、仪表面板显示画面、操作点显示画面、趋势显示画面和报警显示画面等画面和区域报警一览表、单元报警一览表、信息显示一览表和工位号一览表等一览表。

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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、红色与白色、白色与蓝色和白色与绿色等。

通常，红色用于表示高级报警，绿色用于表示正常操作。

60.过程操作画面中的显示数据位置应尽量靠近被监测的部位，也可在标有相应仪表位号的

方框内和方框旁边。

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61.动态数据显示方式有数据显示、文字显示和图形显示三种。

其中，图形显示方式可以是颜色的填充、颜色的改变、高亮度显示，闪烁或反相显示等。

62.进行过程画面组态时的注意事项包括标准化、协调性、操作灵活性和直观性等。

63.信号报警系统设计的原则有发生事故前能及时提供信号报警信息，避免事故的发生、发

生事故时应能从安全生产的要求出发，使连锁动作用于且处于事故有关设备的运行，尽量减少事故对生产过程的影响、事故发生后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和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等。

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64.联锁点设置的基本要求是工艺合理性和合适设置连锁点数量。

65.紧急停车系统设计的原则包括独立设置原则、结构冗余原则、故障安全原则、最少环节

原则、输入检出元件选用应根据独立设置原则和根据独立设置原则选用执行机构等原则。

66.联锁系统中，输入检出元件和执行机构的设计原则是独立设置原则。

67.电源的冗余设计包括对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。