计算机集中控制系统结构上和DCS基本一致,集散控制系统与现场总线试题习题及答案全解.doc...
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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?通过具体示例说明。
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。
1.5 数字控制算法有几种形式?各有什么特点?
答:数字控制算法有位置式、增量式、速度式三种形式。位置式根据偏差计算阀门的位置,增量式根据偏差计算阀门的变化;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控制算法的位置式、增量式和速度式。
答:模拟控制算法为
其中,----比例增益
----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,其中为采样周期,为采样序号。
位置式算法为:
增量式算法为:
速度式算法为:
其中, -----偏差(它是初始阀门位置)
---第次输出的偏差校正值
---第次采样值的偏差校正值
1.7 试推导计算机控制系统控制算法的位置式、增量式和速度式。
答:模拟控制算法为
其中,----比例增益
----微分时间常数
在采样周期相当短暂时,用后向差分法近似代替微分项,其中为采样周期,为采样序号。
位置式算法为:
增量式算法为:
速度式算法为:
其中, -----偏差(它是初始阀门位置)
---第次输出的偏差校正值
---第次采样值的偏差校正值
1.8 集散型控制系统产生的原因是什么?为什么集散型控制系统能得到广泛应用?
答:随着生产规模的扩大,生产过程的复杂程度的提高,使像DDC这样集中控制系统无法满足诸如控制回路增多、实现集中显示和操作、实现多变量相关联对象的控制要求,导致集散控制系统的产生。DCS吸取了操作指导控制系统和直接数字控制系统的优点,实现功能分散化,危险分散化,而管理和显示集中,灵活的应用使DCS得到广泛应哟功能和发展。
1.9 与直接数字控制系统相比较,集散型控制系统的优点是什么?
答:与直接数字控制系统相比,集散控制系统具有控制功能分散、危险分散,而参数显示和操作高度集中的优点。
1.10 集散型控制系统的发展方向是什么?
答:集散控制系统的发展方向表现在两个方向上:一个方向是向上发展,即向CIMS计算机集成制造系统、CIPS计算机集成过程系统方向发展;另一个方向是向下发展,即向FCS现场总线控制系统方向发展。
1.11 写出下列缩略词的中、英文名称。
SCC DDC DCS CIMS FCS
答: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
第2章 集散型控制系统(DCS)的导论
2.1 什么是集散型控制系统?它的主要特点是什么?
答:集散控制系统又称为分布式控制系统,是计算机技术(computer)、通信技术(communication)、图形显示技术(CRT)、控制技术(contro
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