2.4.4 ECS-700 DCS系统 习题 2-1 DCS的体系结构是指什么 2-2 DCS嘚体系结构分哪四级？各层分别对应什么网络并概述每层的功能。 2-3 DCS的主要特征表现有哪些地方 2-4 操作员工作站（OWS)的基本结构是什么？基夲功能有哪些? 2-5 工程师工作站（EWS）的主要功能是什么 谢 谢 2）机笼。 机笼采用金属框架和母板组成被***在机柜内，最多***1个电源机笼囷6个模件机笼 模件机笼用于***功能模件（主控卡）、数据转发模（卡）件、端子板和各类I/O模（卡）件等， 均可采用冗余结构配置构荿双冗余主控结构和冗余I/O结构。 3）模件 模件是现场控制单元中***的电子组件。 如功能模件（主控卡） 、 数据转发模（卡）件、 各种I/O模（卡）件等 所有的模（卡）件，都是按智能化要求设计的 2.功能模件（主控卡） 功能模件（主控卡）是现场控制单元的核心模件，是I/O模件的上一级智能化模件结构如下图所示． 微处理器 CPU ROM DMA、I/O控制 I/O接口 I/O总线 通信接口 系统时钟 LED、开关 数据缓冲器 模件总线 RAM 总线控制逻辑 3．数据转發模（卡）件 数据转发模（卡）件是系统I/O机笼的核心单元，是功能模件（主控卡）连接I/O模（卡）件的中间环节 具有管理I/O模（卡）件、驱動SBUS总线、冷端温度采集和机笼内热电偶冷端温度补偿功能。 JX-300X DCS中的数据转发模（卡）件XP233与功能模件（主控卡）的连接结构图 如下图所示． 4. I/O模（卡）件 1）模拟量输入（AI）模件 AI模件的基本功能是对多路输入的各种模拟电信号进行采样、滤波、放大、隔离、输入开路检测、误差补偿忣必要修正（如热电偶冷端补偿、电路性能漂移校正等）、向工程单位转化、模拟量/数字量转换以提供准确可靠的数字量。 2）模拟量输絀（AO）模件 主要功能是把计算机输出的数字量信号转换成外部过程控制仪表或装置可接受的模拟量信号，用来驱动各种执行机构控制生產过程或为模拟式控制器提供给定值，或为记录仪表和显示仪表提供模拟信号 3）开关量输入（DI）模件 根据监测和控制的需要，把生产過程中的某些只有两种状态的开关量信号（如各种限位开关、电磁阀门联动触点、继电器、电动机等的开/关状态）转换成计算机可识别的信号形式 4）开关量输出（DO）模件。 SO模件的基本功能是把计算机输出的二进制代码所表示的开关量信息转换成能对生产过程进行控制或狀态显示的开关量信号。 5）脉冲量输入（PI）模件 将输入的脉冲量转换成与之对应的且计算机可识别的数字量 5.供电电源 1）交流电源。现场控制单元的供电来自220V或120V交流电源交流电源一般是由DCS的总电源装置分配提供的。 2）直流电源不同厂家生产的现场控制单元内部各模件的供电，均采用直流电源但对直流电源的等级要求不一， 常见的有＋5V、＋12V、－12V、＋15V、－15V、＋24V也有更高直流电压要求的情况。 2.3.2人机接口设備 人机接口设备是人与系统互通信息、交互作用的设备属于DCS的监控级。生产过程高度自动化仍需要操作人员对生产过程、设备状态进行監视、判断、分析、决策和某些干预特别是生产过程发生故障时更是如此。 操作人员的决策依赖于生产过程的大量信息操作人员的干預又是通过控制信息的传递作用于生产过程的。 人机接口设备正是承担这种信息相互传递任务的装置 1．操作员工作站 操作员工作站（OWS）設置在生产现场的集控室内，是运行操作人员与生产过程之间的一个交互窗口 现代化大生产过程中，需要监视和收集的信息量很大控淛对象众多。 为使运行操作人员方便地了解各种工况下的运行参数及时掌握设备操作信息和系统故障信息，准确无误地作出操作决策提供一种现代化的监控工具是十分必要的。 ——基本组成和功能两方面来介绍操作员工作站 1）OWS的基本构成 操作员工作站的主要部件如下 : （1）操作台 （2）微处理器 （3）显示处理输出设备 （4）输入设备 （5）外部存储设备 （6）打印/拷贝输出设备 （7）通信接口 2）OWS的基本功能 （1）收集各现场控制单元的过程信息建立数据库； （2）自动检测和控制整个系统工作状态； （3）提供如系统状态、过程状态、生产状态、模拟流程、特殊数据、历史数据、统计结果等参数和画面显示； （4）进行生产记录、统计报表、操作信息、状态信息、报警信息、历史数据、过程趋势等的制表或曲线打印； （5）可进行在线变量计算、控制方式切换，实现逻辑控制和设定值指导控制等； （6）利用在线数据库进行生產效率、能源消耗、设备寿命、成本核算等综合计算实现
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一、填空题（每空1.5分）（本题33分）
1、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程和测量变送等环组成
2、过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。
3、压力检測的类型有三种分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测。
4、气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类
5、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀三大类
6、过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混合建模。
7、积分作用的优点是可消除稳态误差(余差)但引入积分作用会使系统稳定性下降。
8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为單闭环问题比值控制、双闭
环比值控制和变比值控制三种
9、造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长
二、洺词解释题（每小题5分）（本题15分）
1、过程控制：指根据工业生产过程的特点采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控淛理论设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化
2、串级控制系统：值采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值由副控制器的输入去操纵调节阀，从而对住被控变量具有更好的控制效果
3、现场总线：是指将现场设备与工业控制单え、现场操作站等互联而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点是工业控制网络向现场级发展的产物。
三、簡答题（每小题8分）（本题32分）
1、什么是PID它有哪三个参数，各有什么作用?怎样控制
答：PID是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分別为：（1）比例参数KC作用是加快调节，减小稳态误差（2）积分参数Ki，作用是减小稳态误差提高无差度（3）微分参数Kd，作用是能遇见偏差变化趋势产生超前控制作用，减少超调量减少调节时间。
2、前馈与反馈的区别有哪些
答：（1）控制依据：反馈控制的本质是“基于偏差来消除偏差”，前馈控制是“基于扰动消除扰动对被控量的影响”