集散控制系统3

DCS（集散控制系统）模拟题

第一部分：

1、DCS产生于那个年代？是从哪两大控制系统发展而来？

答:DCS产生于二十世纪70年代中期，由美国霍尼韦尔公司提出的。它是由直接数字控制DDC(Direct Digital Control)或监督计算机控制SCC(Supervisory Computer Control)发展来的。

2、DCS的概念如何描述？

答: DCS(Distributed Control System)分散控制系统的简称,国内一般习惯称之为集散控制系统DCS是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机、通信、显示和控制等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。

3、DCS的系统结构是什么？可图示。

4、何为全集成自动化（TIA）？

答: TIA 是高度自动化的工业系统产品简称。TIA 的中文含义是，完全集成自动化。TIA 是一个由西门子公司从１９９６年开发和完善的策略构造和策略理念。这套策略定义了所有涉及到的个体部件，工具和相应的服务（替换部件服务，等）是如何构成一个整体的。这个整体承担着四个自动化层面的一致性。管理层面、策划层面、控制层面、工作层面。

TIA 的这个一致性提供给相应企业在创造价值环节（OEM，系统策划和客户终端）一个简便并且经济的过程。子定义：一个自动化系统必须要由拖动系统（变频器+ 马达）和可编程控制器来实现。

5、PROFIBUS-DP网络最多可连接多少个站点？其通讯率是多少？

答: PROFIBUS-DP总线上最多站点（主-从设备）数为126。通讯波特率从9.6Kbit/s到12Mbit/s。

第二部分：综合应用题

制作方案书

某企业年产20万吨/年三元硫基复合肥的生产主要有以下4个工段完成：磷酸工段、氢钾工段、制氨工段、复合工段，各工段的I/O点如下表：

置1台ES、4台OS，报表、报警打印机各1台，每个工段配置1套AS，I/O可集中配置也可分布式配置，按15%余量。并选用合适的通讯网络。

请写出较合理的方案配置书（包含以下内容：1、配置方案说明2、系统配置图3、I/O 模板数量计算说明4、软硬件配置清单）。

附：可供选择的主要硬件

1、工控机

SIMATIC箱式PC

2、电源：

3、底板9槽底板

18槽底板

4、CPU 400系列：

5、I/O模板

400系列：

6、通讯模板

7、扩展模板：400系列：

自动化控制系统-概述

第1章概述 (2) 1.1自动化控制系统的发展 (2) 1.1.1集散式控制系统 (2) 1.1.2现场总线控制系统 (3) 1.2全集成自动化 (3) 1.2.1企业对自动化系统的需求3 1.2.2全集成自动化 (4) 1.2.3 全集成自动化中的通讯 4 1.3 SIMA TIC NET工业通讯网络 5 1.3.1 工业通讯网络结构 (5) 1.3.2 SIMA TIC NET工业通讯网络解决方案 6 1.3.3 通讯技术说明 (7)

第1章概述近些年来，随着自动控制、计算机、通信、网络等技术的发展，企业的信息管理系统的覆盖范围正逐渐的从传统的经营、管理信息扩展到工厂的主控信息及现场的控制信息，对于企业而言，将整个工厂的生产流程和自动化控制系统纳入到统一的信息管理平台上已不再是一个梦想。借助于强大的工业通讯网络，企业的信息管理平台不仅可以对市场信息和管理信息进行处理，还可以囊括从原料采购、生产加工到成品储运的全部生产流程，这意味着，通过与工厂中强大的工业通讯网络的集成，企业的信息管理系统可以实现对生产、物流、销售和管理信息的统一集成处理，为企业管控一体化功能的实现提供了坚实的基础。强大的工业通讯网络与信息技术的结合彻底改变了传统的信息管理方式，将企业的生产管理带入到一个全新的境界。 1.1自动化控制系统的发展纵观自动化控制系统的发展历史，我们可以发现，自动化控制系统的发展和工业通讯技术的不断成熟是相辅相成的。自动化控制系统的发展给工业通讯提出了新的要求；反过来，工业通讯技术的进步也极大地提升了自动化控制系统的性能，为用户带来了巨大的收益。简单的说，自动化控制系统的历史大致可分为三个阶段：集中式控制系统 20世纪50年代前后，现场的仪表和自动化设备提供的都是模拟信号，这些模拟信号统一送往集中控制室的控制盘上，操作员可以在控制室中集中观测生产流程各处的状况。但是，模拟信号的传递需要一对一的物理连接，信号变化缓慢，计算速度和精度都难以保证，信号传输的抗干扰能力也很差，传输距离也比较短。为了解决模拟信号的这些缺点，一部分模拟信号被数字信号所取代，这些数字信号和模拟信号都接入到主控室的中心计算机上，由中心计算机统一进行监视和处理。通过使用数字技术，克服了模拟技术的缺陷，延长了通讯距离，提供了信号的精度。不过，由于当时计算机技术的限制，中心计算机并不可靠，一旦中心计算机出现故障，就会导致整个系统的瘫痪。 1.1.1集散式控制系统随着计算机技术的发展，计算机的可靠性不断提高，价格也大幅度的下降，出现了可编程控制器PLC及多个计算机递阶构成的集中与分散相结合的集散式控制系统（Distributed Control System, DCS）。集散式控制系统弥补了传统的集中式控制系统的缺陷，实现了集中控制，分

分布式控制系统

题，才能使计算机自动化真正起到其应有的作用。

1975-1980年，在这个时期集散控制系统的技术特点表现为：

从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O 单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。 DCS的控制程序：DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的。过程控制站的组成： DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU（中央处理器）、网络接口和I/O组成 I/O：控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是I/O。DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器（调节阀）。 I/O单元：通常，一个过程控制站是有几个机架组成，每个机架可以摆放一定数量的模块。CPU所在的机架被称为CPU单元，同一个过程站中只能有一个CPU单元，其他只用来摆放I/O模块的机架就是I/O单元。国内外应用分散控制系统 1975 年美国最大的仪表控制公司Honeyw ell 首次向世界推出了它的综合分散控制系统TDC—2000 ( Toal Distributed Control-2000),这一系统的发表,立即引起美国工业控制界高度评价，称之为“最鼓舞人心的事件”。世界各国的各大公司也纷纷仿效，推出了一个又一个集散系统，从此过程控制进入了集散系统的新时期。在此期间有日本横河公司推出的CEN TUM,美国泰勒仪表公司的MO SË,费雪尔公司的DCÉ —400,贝利公司的N —90,福克斯波罗公司的Cpect rum 和德国西门子公司的Telepermm。随着计算机特别是微型计算机与网络技术的飞速发展，加上各制造商的激烈竞争，使DCS 很快从70 年代的第一代发展到90 年代初的第三代DCS。尽管在这之前的集散系统的技术水平已经很高，但其中存在着一个最主要的弊病是：各大公司推出的几十种型号的系统，几乎都是该公司的专利产品，每个公司为了保护自身的利益，采用的都是专利网络，这就为全厂、全企业的管理带来问题。随着计算机的发展与网络开发使各控制厂商更多地采用商业计算机的技术，80年代末许多公司推出新一代的集散系统，其主要特征是新系统的局部网络采用MA P 协议；引用智能变送器与现场总线结构；在控制软件上引入PLC 的顺序控制与批量控制，使DCS 也具有PLC 的功能。至90 年代初各国知名的DCS 有：3000,Bailey 的IN F I—90,Ro semoun t 的RS—3,W est Hoo se 的WDPF,L eeds &Non th rup 的MAX—1000,Foxbo ro 的IöA S,日本横河的CEN TUM。这里所提到的均为大型的DCS,为了适应市场的需要各厂商也开发了不少中小型的DCS 系统如S—9000,MAX—2,LXL,A 2 PACS 等等。

集散控制系统试题库

填空1.1975年，世界上第一套集散控制系统由Honeywell公司首先向市场推出，其型号是TDC2000。2. 操作站的基本功能包括显示、操作、报警、系统组态、系统维护和报告生成。 3. 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。 4.TDC3000系统中，一条LCN网最多可连40个模块，通过扩大器可连645个模块。 5. CS3000系统主要由操作站、现场控制站、工程师站、通信总线和通信网关等部分组成。 6.MACS现场控制站由控制机笼、主控制器、电源模块、智能I/O模块、端子模块、通信网络、控制机柜等部分组成。 7. 现场总线是一种数字式、双向传输、多分支结构和计算机局部网络的底层控制网络。 8. 典型的现场总线有Profibus、CAN、FF等。 9. 现场总线的基本设备有现场总线变送器、温度变送器、电流-现场总线转换器和现场总线-电流变换器等。10. PROFIBUS现场总线的组态软件是STEP711。11. 计算机控制系统由工业控制机和生成过程两大部分组成。12. 计算机控制系统按参与控制的计算机不同，可分为工业控制机控制系统、PLC控制和单片机控制。13. 集散控制系统是计算机技术、控制技术、显示技术和通信技术相结合的产物。14. 计算机网络的拓扑结构主要有总线型、星型、环型、树型和网状型。 15. JX-300X集散控制系统控制站卡件有主控制卡、数据转发卡和I/O卡。16. JX-300X DCS 的基本组态软件是sckey，实时监控软件是Advantrol/Advantrol-Pro17. 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、数据采集与处理和数据通信。18. TPS集散控制系统的网络类型主要有工厂信息网路PIN、TPS过程控制网络TPN和万能控制网络UCN。19. TDC3000集散控制系统的万能控制网UCN上挂接着过程管理站PM、先进过程管理站APM、万能控制网络UCN等。20. CS3000集散控制系统的FCS有标准型、扩展型和紧凑型三种。21. MACS通信网络主要分系统网络SNET、监控网络MNET和企业管理网ENET层次。22. 计算机控制系统按其结构不同可分为集中结构和分散结构两大类。23. 集散控制系统由工业控制机、通信网络和现场检测控制设备三大部分组成。24. 常用的通信介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。25. 集散控制系统又称为分散控制系统英文简称DCS，现场总线控制系统简称为FCS。26. 集散控制系统的设计思想为集中管理、分散控制。27. JX-300X DCS的通信网络主要有SBUS总线、过程控制网SC netII和信息管理网EYHERNET三个层次。 28.TDC3000系统的三种通信网络主要是局部控制网LCN、万能控制网UCN和数据高速通道DHW。29. TPS集散控制系统中，一个HPMM最多能安装40块IOP和40块后备IOP。30. CS3000系统RIO标准型FCS中，一个FCU最多连1031个节点。31. MACS系统主要由网络、工程师站、操作员站、高级计算站、管理网网关、系统服务器、现场控制站、通信控制站等部分组成。31.集散控制系统的设计一般分为方案论证、方案设计、工程设计和系统文件设计四个

集散控制系统试卷及答案(2012)

昆明理工大学试卷（）B5-1 考试科目：集散控制系统考试日期：命题教师：学院：信自专业班级：自动化07、测控07 学生姓名：学号：任课教师：课序号：考试座位号：一、填空题(共32 分，每空1分) 1、DCS 设计思想是分散________、集中________，设计原则是分而 ________、综合________。 2、一个典型的DCS应该包括四大部分组成：至少一台___________站，至少一台___________站，一台___________站（也可以兼做）和一条通信系统。 3、在DCS操作站的画面体系中有___________、____________及______________这三种类型的显示画面。 4、DCS 控制层软件的基本功能可以概括为__________________、____________、____________、及I/O 数据的输出。 5、现场总线是自动化领域的通信、网络技术, 也被称之为工厂的____________。 6、集散控制系统是___________、___________、___________、___________技术（简称四C技术）发展的产物。

B5-2 7、发送装置和接收装置之间的信息传输通路称为___________，它包括 ___________和有关的中间设备。 8、DCS中报警优先级由高到底依次是：___________、___________、___________、___________和___________。 9、集散控制系统中，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____________中实现。 10请列出主要DCS 生产厂家及产品①厂家:____________产品:____________ ②厂家:____________产品:____________③厂家:____________产品:____________。二、名词解释(12分,每题3分) 1、实时 2、在线 3、集散控制系统

集散控制系统

直接数字控制系统现场总线控制系统实时控制传输速率计算机控制系统集散控制系统现场总线组态串行传输通信协议监督计算机控制系统分级控制系统模拟通信数字通信并行传输开放系统互连参考模型数字滤波：实时三、单项选择题 1. TDC3000系统进行NCF组态时，每个系统可以定义（）个单元。 (A)24 (B)100 (C)36 (D)64 2. TDC3000系统进行NCF组态时，每个系统可以定义（）个区域。 (A)24 (B)10 (C)36 (D)64 3. TDC3000系统运行中，HM 如出现故障，可能会影响（）。

(A) 控制功能运行 (B) 流程图操作 (C) 键盘按键操作 (D) 以上3种情况都有 4. TDC3000系统运行中，在HM 不可以进行如下操作（）。 (A) 格式化卡盘 (B) 流程图文件复制 (C) 删除系统文件 (D) 删除用户文件 5. TDC3000系统中，HPMM 主要完成以下功能（）。 (A) 控制处理和通讯 (B) 控制点运算 (C) 数据采集处理 (D) 逻辑控制 6. TDC3000系统中，每个HPM 可以有（）卡笼箱。 (A) 8个 (B) 6个 (C) 3个 (D) 没有数量限制 7. TDC3000系统中，当IOP卡件（如AI卡）的状态指示灯闪烁时，表示此卡件存在（）。 (A) 通信故障 (B) 现场输入/输出参数超量程报警(C) 软故障(D) 硬件故障 8. TDC3000系统中，若有一组AO卡为冗余配置，当其中一个AO卡状态指示灯灭时，其对应FTA 的输出应为（）。 (A) 输出为100，对应现场为20mA (B) 正常通信 (C) 输出为设定的安全值 (D) 输出为0，对应现场为4mA 9.TDC3000系统中，HLAI为高电平模拟量输入卡，不可以接收（）信号。 (A) 24VDC信号(B) 4-20mA信号(C) 1-5V信号 (D) 0-100mv信号 10. TDC3000系统中，若有一组DI卡为冗余配置，则其对应的FTA应为（）。 (A) 不冗余配置(B) 冗余配置(C) 由工艺重要性确定是否冗余配置 (D) 由控制工程师确定是否冗余配置 11. TDC3000/TPS系统中，每个LCN系统可以定义（）个AREA区域。 (A) 36 (B) 100 (C) 20 (D) 10 12.TDC3000/TPS系统中，操作员的操作权限是通过（）的划分来限制的。 (A) UNIT单元(B) HPM硬件 (C) AREA区域 (D) 由工艺流程岗位 13. TDC3000/TPS系统中，每个AREA区域可以定义（）个操作组。 (A) 390 (B) 400 (C) 450 (D) 20 14. TDC3000/TPS系统中，操作员在操作组画面上不可以进行下列（）操作。

集散控制系统的设计

前言计算机控制技术在通信、遥感、无损检测、智能仪器、工业自动控制等工程领域有着广泛的应用。在开发计算机控制系统时，程序设计是很多技术人员要面临的问题。在高校和科研院所，有众多的研究人员在使用各种计算机控制系统，他们都迫切需要相关的书籍来学习相关的编程技术。组态软件是标准化、规模化、商品化的通用工控开发软件，只需进行标准功能模块的软件组态和简单的编程，就可以设计出标准化、专业化、通用性强、可靠性高的上位机人机界面工控程序，且工作量较小，开发调试周期短，对程序设计员要求低，因此，组态软件是性能优良的软件产品，成为开发上位机工控程序的主流开发工具。近几年来，随着计算机软件技术的发展，组态软件技术的发展也非常迅速，可以说是到了令人目不暇接的地步，特别是图形界面技术、面向对象编程技术，组件技术的出现，使原来单调、呆板、操作麻烦的人机界面变得耳目一新，因此，除了一些小型的工控系统需要开发者自己编写应用程序，凡属于大中型的工控系统，最明智的办法应该是选择一个合格的组态软件。然而，集散控制系统则是一个很好的选择。分布式集散控制系统是由多台计算机分别控制生产过程中多个控制回路，同时又可集中获取数据集中管理和集中控制的自动控制系统。分布式集散控制系统采用微处理机分别控制各个回路，而用中小型工业控制计算机或高性能的微处理机实施上一级的控制，各回路之间和上下级之间通过高速数据通道交换信息。分布式集散控制系统具有数据获取直接，数字控制人机交互以及监控和管理等功能。分布式集散控制系统是在计算机监督控制系统直接数字控制系统和计算机多级控制系统的基础上发展起来的，是生产过程的一种比较完善的控制与管理系统。在分布式集散控制系统中，按地区把微处理机安装在测量装置与控制执行机构附近，将控制功能尽可能分散，管理功能相对集中。这种分散化的控制方式能改善控制的可靠性不会由于计算机的故障而使整个系统失去控制，当管理级发生故障时过程控制级控制回路仍具有独立控制能力，个别控制回路发生故障时也不致影响全局与计算机多级控制系统。相比，分布式控制系统在结构上更加灵活，布局更为合理和成本更低。因此，以后的发展用途将会更广泛。

一种简单实用的水位自动控制系统设计

一种简单实用的水位自动控制系统设计发表时间：2010-03-10T16:21:22.827Z 来源：《中小企业管理与科技》2010年2月上旬刊供稿作者：周玲钟义广[导读] 近年来对城市供水提出了更高的要求，水塔水位控制自动化系统被不断地改造，以适应社会的发展和人民生活水平的提高周玲钟义广（广西机电职业技术学院）摘要：本文介绍一种简单实用的水箱水位自动控制系统的基本组成及工作原理，通过对该系统组装测试，达到预期效果，正式应用于乡镇供水系统中。实践证明，该水位控制系统设计方案合理，运行效果好，具有低成本、高使用价值的优点。关键词：水位自动控制系统 0 引言近年来对城市供水提出了更高的要求，水塔水位控制自动化系统被不断地改造，以适应社会的发展和人民生活水平的提高，满足及时、准确、安全和保证充足供水。目前水位自动控制系统有很多成熟的产品，控制手段主要有单片机监控、比较电路监控、利用PLC和传感器构成水塔水位恒定的控制系统等，运行可靠，可实现远程监控和无人值守。在许多偏远地区，特别是居住相对分散的农村地区，供水问题也待解决。如果仍然沿用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障。本文针对乡镇和偏远农村家庭供水的特点，设计一款简单实用、符合要求的水位自动控制系统。 1 水箱水位自动控制系统的组成针对偏远农村分散居住，取水不方便（包括从水井取水）的特点，考虑到农民生活消费水平不高，设计的供水系统必须是既方便农民的生活，又经济实惠等特点的水箱水位自动控制系统。水箱水位自动控制系统的组成。由图中可知，水位自动控制系统电路主要由主电路和控制电路两大部分组成。主电路是一台抽水水泵，由220V交流电源电压供电。控制电路由包括整流、滤波、稳压电路、感应电路及限流限压电路组成。 2 水箱水位自动控制系统的设备水位自动控制系统的设备只需选用价格低廉、安全可靠的设备。由设备表可知，所有的设备都是简单而常用的小型设备，价格低廉，控制和维护简单易于掌握，对远离城市的偏远地区非常适用。传统的水位控制系统通常使用传感器进行上、下限控制，以保证水位在上、下限之间。此设计中只用三根导线来代替传感器放置在上、下限水位之间，利用水的导电特性完成上、下限水位的自动控制，节省了购买传感器的费用，也不必考虑传感器的故障，进一步降低成本，提高系统的可靠性。常见的生活用水供应系统工作形式是由外来补充水源（一次水源）向一个高位水塔和一个低位水池补水，再由高位水塔和低位水池（二次水源）向各用户供水。此设计主要考虑针对家庭供水系统（或者某些单独取用水之处），因此只需用（储）水箱而非水塔供水。系统供水是由水箱直接供应，不用考虑由位置高度所形成的压力来进行供水，不用气压供水，不必在屋顶上设置水箱，也不用单独建筑水塔，仅在厨房或需用水的地方放置一足够大的（储）水箱即可满足供水要求。 3 水箱水位自动控制系统的控制原理该水箱水位自动控制系统结构简单，控制原理如下：系统上电后，交流电源经整流、滤波、稳压后，由电位器调节获得12V直流工作电压。当水箱水位低于下限时，接触器线圈失电，其常闭触头使水泵接通工作，抽水到水箱中；当水位上升到上限时，接触器线圈得电，常闭触头断开，常开触头闭合，水泵停止抽水。 V1、V2用来保护LM317输出端电压为安全电压，使其免受短路电流的影响；V3用来保护三极管，同时避免触电事故的发生。水位的上、下限可通过调整三根导线的位置设定。 4 测试应用该设计经安装调试，结合实验室给排水系统进行测试，效果良好。正式应用于某乡镇几个家庭的日常用水装置中已将近两年，至今未发生故障。该系统在运行期间稳定性高，完全符合预先规定的标准，只需将控制电路稳压输出调整在10V-12V之间，可投入使用。可用交流变压器供电，也可以用直流供电。 5 结束语设计的水箱水位控制系统因价格便宜，结构简单，使用方便，不易发生故障，可用于要求不高的给排水系统中，特别适用于城镇及偏远山区取水装置。参考文献： [1]布挺，王帆.基于西门子PLC的水塔水位自动控制系统[J].科技信息，2009年第12期. [2]曹琦.一种节能的变压变频供水系统[J].变频器世界，2006（7）：133-137. [3]朱晓青主编.过程检测控制技术与应用.北京，冶金工业出版社，2002年.

集散控制系统学习心得

集散控制系统课程学习报告学院名称：电气学院专业班级： 1 学生姓名：学生学号： 2013年12 月

集散控制系统学习心得通过本课程的学习，让我对集散控制系统有了初步的了解下面就本学期的学习对本课程做介绍。一、集散控制系统(DCS)简介 DCS，即所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。在系统功能方面，DCS和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。首先，DCS的骨架——系统网络，它是DCS的基础和核心。由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用，因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。对于DCS的系统网络来说，它必须满足实时性的要求，即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度，是指在无论何种情况下，信息传送都能在这个时间限度内完成，而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此，衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率，即通常所说的每秒比特数（bps），而是系统网络的实时性，即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠，无论在任何情况下，网络通信都不能中断，因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。为了满足系统扩充性的要求，系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。这样，一方面可以随时增加新的节点，另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态，以确保系统的实时性和可靠性。在系统实际运行过程中，各个节点的上网和下网是随时可能发生的，特别是操作员站，这样，网络重构会经常进行，而这种操作绝对不能影响系统的正常运行，因此，系统网络应该具有很强在线网络重构功能。其次，这是一种完全对现场I/O处理并实现直接数字控制（DOS）功能的网络节点。一般一套DCS中要设置现场I/O控制站，用以分担整个系统的I/O和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效，提高系统可靠性，也可以使各站点分担数据采集和控制功能，有利于提高整个系统的性能。DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面（HMI-Human Machine Interface或operator interface）功能的网络节点。系统网络是DCS的工程师站，它是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件（即组态软件），并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳的工作状态之下。与集中式控制系统不同，所有的DCS都要求有系统组态功能，可以说，没有系统组态功能的系统就不能称其为DCS。 DCS自1975年问世以来，已经经历了二十多年的发展历程。在这二十多年中，DCS虽然在系统的体系结构上没有发生重大改变，但是经过不断的发展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。总的来说，DCS正在向着更加开放，更加标准化，更加产品化的方向发展。作为生产过程自动化领域的计算机控制系统，传统的DCS仅仅是一个狭义的概念。如果以为DCS只是生产过程的自动化系统，那就会引出错误的结论，因为现在的计算机控制系统的含义已被大大扩展了，它不仅包括过去DCS中所包含的各种内容，还向下深入到了现场的每台测量设备、执行机构，向上发展到了生产管理，企业经营的方方面面。传统意义上的DCS现在仅仅是指生产过程控制这一部分的自动化，而工业自动化系统的概念，则应定位到企业全面解决方案，即total solution 的层次。只有从这个角度上提出问题并解决问题，才能使计算机自动化真正起到其应有的作用。进入九十年代以后，计算机技术突飞猛进，更多新的技术被应用到了DCS之中。PLC是一种针对顺序逻辑控制发展起来的电子设备，它主要用于代替不灵活而且笨重的继电器逻

集散控制系统期末考试试题库及答案解析(1)

集散控制系统期末考试试题库及答案解析一、填空 4. TDC3000系统中，一条LCN网最多可连40 个模块，通过扩大器可连64 个模块。 5. CS3000系统主要由操作站、现场控制站、工程师站、通信总线、通信网关等部分组成。 7.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。 9.现场总线的基本设备有现场总线变送器、温度变送器、电流-现场总线转换器、现场总线-电流变换器等。 10. PROFIBUS现场总线的组态软件是STEP7。 11.计算机控制系统由:工业控制机生产过程组成。 12.计算机控制系统按参与控制的计算机不同，可分为工业控制机控制系统、PLC控制、单片机控制 20. CS3000集散控制系统的FCS有标准型、扩展型、紧凑型三种。 22.计算机控制系统按其结构不同可分为集中结构、分散结构大类。 23.集散控制系统由:工业控制机、通信网络、现场检测控制设备大部分组成。 25.集散控制系统又称为分散控制系统，英文简称DCS ，现场总线控制系统简称为FCS 。

二、名词解释数据采集系统：计算机只承担数据的采集和处理，而不直接参与控制。直接数字控制系统：计算机既采集数据，又对数据进行处理，并按照一定的控制规律进行运算，其结果经输出通道作用到控制对象，使被控变量符合要求。现场总线控制系统：利用现场总线将分布在工业现场的各种智能设备和I/O单元方便的连接在一起构成的系统。实时控制：计算机在规定的时间内完成数据的采集、、计算和输出。传输速率：单位时间内通信系统所传输的信息量，一般以每秒种能够传输的比特数来表示，其单位是bps。计算机控制系统：利用计算机来实现工艺过程自动控制的系统。集散控制系统：是一种操作显示集中、控制功能分散、采用分级分层结构形式、局部网络通信的计算机综合控制系统。现场总线：连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。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。串行传输：把数据逐位依次在信道上进行传输的方式。通信协议：通信双方共同遵守的规则，包括语法、语义、时序。监督计算机控制系统：简称SCC系统，是一种两级微型计算机控制系统，其中DDC级计算机完成生产过程的直接数字控制。分级控制系统：由多台计算机完成不同的控制功能和对多个设备的控制，其特点是控制分散、危险分散。模拟通信：通信系统中所传输的是模拟信号，通常采用0-10m A DC或4-20m A DC电流信号传输信息。数字通信：通信系统中所传输的是数字信号。并行传输：把数据多位同时在信道上进行传输的方式。开放系统互连参考模型：信息处理领域内最重要的标准之一，是一种框架模型，它将开发系统的通信功能分为七层，描述了各层的意义及各层的命名和功能。六、问答题 1.操作站的主要功能：为过程显示和控制、系统生成与诊断、现场数据的采集和恢复显示等。工程师站的主要功能：控制系统组态的修改、控制参数的调试监控计算机的主要功能：在车间管理级与过程优化级之间起到信息传递的作用，同时可对信息进行优化计算，为系统决策提供参考。 2.组态设计的一般步骤如下：（1）组态软件的安装按照要求正确安装组态软件，并将外围设备的驱动程序、通信协议等安装就绪。（2）工程项目系统分析首先要了解控制系统的构成和工艺流程，弄清被控对象的特征，明确技术要求，然后再进行工程的整体规划，包括系统应实现哪些功能、需要怎样的用户界面窗口和哪些动态数据显示、数据库中如何定义及定义哪些数据变量等。

探讨智能化楼宇中央空调集散控制系统

探讨智能化楼宇中央空调集散控制系统发表时间：2019-04-29T10:27:54.267Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第36期作者：谷益成 [导读] 本文就是根据智能化集散控制系统在我国中央空调的具体应用，探索该系统的各方面优势和具体的措施手段，希望有一定的借鉴作用。摘要：随着我国计算机技术的不断发展，集散控制系统成为新的监控技术手段。本文就是根据智能化集散控制系统在我国中央空调的具体应用，探索该系统的各方面优势和具体的措施手段，希望有一定的借鉴作用。关键词：智能化，中央空调，集散控制系统前言中央空调的集散控制系统主要就是为了空气温度的调控，实现远程操作。由于现在空调的大量使用，温度调控的不协调，对污染物的排放以及气流组织的协调都有一定的问题，因此为了改善这种状况，中央空调的集散调控系统就被应用于此。我们通过集散控制系统的实施，进行了如下的讨论和研究。二、中央空调集散控制系统 1.中央空调集散控制系统———新风自动控制系统主要实现净化房间的温、湿度控制。操作工作站以计算机为核心，提供操作者图形界面和基本过程控制功能及人机接口，完成设备的监视、控制、调节。中央空调温度控制系统的组成风道温度传感器TI设于回风处，输出4-20MA的电流信号给控制器TC，控制器将传感器检测的温度与设定值相比较，并根据比较结果输出相应的电流信号控制电动调节阀的开启度，调节冷（热）水的流量，使送风温度随之变化，最终使房间温度保持在设定值范围内。（一）被控对象在自动控制系统中，工艺变量需要控制的生产设备或机器为被控对象，简称对象。空调温度控制系统中房间就是被控对象。（二）执行器在过程控制中，执行器大多采用阀的形式，控制各种气体或液体的流量与流速，是过程控制系统的一个重要组成部分，其特性好坏对控制质量的影响是很大的。它接受调节器送来的信号，自动地改变阀门的开度，从而改变输送给被控对象的能量或物料量。我们选用的电动执行器接受0-10V的连续信号，进行连续的PID控制。（三）调节器又称控制器，它将检测元件或变送器送来的信号与其内部的工艺参数给定值信号进行比较，得到偏差信号；根据这个偏差信号的大小按一定的运算规律计算出控制信号，并将控制信号传送给执行器。 2.微机控制下的集散式系统微机测控系统足以微型计算机为核心来检测和控制被对象生产过程的自动化系统。它主要包括硬件和软件两部分，目前在工业控制上面应用较多的是微机测控系统一种称为微机直接数字控制系统，简称为DDC。数转换后，变为数字量信息送给微机。微机则根据对应于一定控制规律的控制算式，用数字运行的方式，完成对工业参数若干回路的比例、积分、微分计算和比较分析，并通过操作台显示、打印输出结果，同时将运算结果经输出通道的数、模转换、输出扫描等装置顺序地将各路校正信息送到相应的执行器，实现对生产装置的闭环控制。在整个生产过程中。由于生产过程复杂，设备分布又广，其中各工序、各设备同时并行地工作，而且基本上是独立的，故系统比较复杂。采用这样的系统可以实现从简单到复杂的调度，兼顾了集中式和分散式两者的部分优点，从而达到最佳控制。在这种系统中，基础的微机只把必要的信息送到主控计算机，而绝大部分时间都是各个微机并行地就地工作。这个分布式控制就称为“集散式控制系统（TDS）”。在大型的建筑物或者生产厂房中，有可能会设置几套甚至十几套空调系统。这样在管理上面则不可避免的出现控制上的复杂性。在这种情况下，为了便于运行管理，在现场采用编程控制器（PLC）进行各空调系统的就地运行控制，然后用总线将可编程控制器的通信接口与中央控制总站内的监控微机实现通信。三、智能化集散控制系统的构成 1.计算机监控管理软件系统软件一般选Windows NT。应用软件是用户根据要解决的控制问题而编写的多种程序，其中现场控制单元的软件多采用模块化结构设计，其执行代码部分固化在EPROM中，数据部分保留在RAM中，系统复位或开机时，数据初始值从网络装入。组态分为硬件组态和软件组态，硬件组态就是根据硬件的模块化结构对计算机及其网络系统进行管理配置；软件组态又包括基本配置组态和应用软件组态，前者是给系统一个配置信息，而后者则负责数据库的生成、历史库的生成、图形牛成、报表生成和控制系统组态等。采集中央空调智能监测系统中末端数据，并根据监测对象的要求，对现场监测节点的硬件和软件进行详细的分析和设计。要求实现智能仪表的作用，具体包括：现场数据测鼋、运行状态显示、按键控制与参数设定以及与上层部分的数据通信等。 2.PLC软件设计每一栋楼的中央空调系统的控制只受控于各自的PLC，它们除接受中控室的计算机控制之外，彼此之间是独立的。下面以1号楼为例说明PLC软件程序的设计。PLC控制中央空调系统的起／停有手动和自动两种方式，当选择手动方式时，手动指示灯亮，在现场PLC操作台上可以任意选择机组、开／关冷却塔、起／停冷冻泵、冷却泵、空调主机等；也可以在中控室PC台上操作，通过鼠标点击控制界面上的控制按钮实现手动操作。当选择自动方式时，自动指示灯亮，通过在PLC或者PC操作台上按下自动起动按钮，中央空调系统自动起动，工艺顺序为：支部开关一冷却塔一冷却泵一冷冻泵一空调主机。按下停止按钮，系统按照起动逆序自动停止。在中央空调变频调速集散控制系统中，第一级为中央监控工作站（即PC机），是集中监控、远程控制、数据处理和中央管理的中心；第二级为直接数字控制器（DDC）变频器和可编程控制器PLC，能独立完成对现场机电设备的数据采集和控制；第三级为现场传感探测元件（如热电阻或者热电偶）及控制执行元件（继电器等）四、中央空调系统采用集散控制的必要性集散型计算机控制系统，实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种新的控制技术，是由计算机

第08章集散型控制系统(DCS)

第8章集散型控制系统 (DCS) 回顾自动化技术发展的历史，可以看到它与生产过程本身的发展密切相关，是一个从简单形式到复杂形式，从局部自动化到全局自动化，从低级智能到高级智能的发展过程。20 世纪70 年代初，受生产过程控制和管理要求的驱动以及4C 技术 ( Computer, Communication, Control and CRT )的影响，过程控制系统由直接数字控制系统DDC( Direct Digital Control )发展成为以“危险分散” 为基本设计思想的集散型控制系统 DCS( Distributed Control System )，目前正向着现场总线控制系统FCS( Fieldbus Control System )方向发展。本章主要讲述集散控制系统的一些基本知识，重点介绍两种常用的分散型控制系统：德国西门子 ( Siemens )公司的基于PLC( Programmable Logic Controller )的分散控制系统PCS7 和北京和利时( Hollysys )公司的MACS 系统。 8.1 集散控制系统基础集散控制系统又称多级计算机分布控制系统和分布式控制系统，它是以微处理器为基础的集中分散型控制系统，根据分级设计的基本思想，实现功能上分离，位置上分散，以达到“分散控制为主，集中管理为辅”的控制目的。目前，集散控制系统已在工业控制领域得到了广泛应用，越来越多的仪表和控制工程师已经认识到集散控制系统必将成为过程工业自动控制的主流。在计算机集成制造系CIMS ( Computer Integrated Manufacturing System )或计算机集成作业系统CIPS ( Computer Integrated Production System )中，集散控制系统将成为主角，发挥其优势。随着计算机技术和网络技术的发展，系统的开放性不仅能使不同制造厂商的集散控制系统产品互联，方便地进行数据交换，而且也使得第三方的软件可以方便地在现有的集散控制系统上应用。目前，我国已引进不同型号集散控制系统的数量多达几百套，同时也有自行研发的DCS 系统，应用领域遍及石化、轻化、冶金、建材、纺织、制药等各行各业。 8.1.1 集散控制系统的基本组成和特点尽管集散控制系统的种类和制造厂商繁多(如Siemens 、Honeywell 、Tayler 、Foxboro 、Yokogawa 、AB 、ABB 等)，控制系统软、硬件功能不断完善和加强，但从系统的结构分析，它们都是由过程控制站、操作站和通信系统三部分组成。这三部分之间的关系如图8-1-1 所示。 ( 1 )过程控制站过程控制站由分散过程控制装置组成，是集散控制系统与生产过程之间的界面，它的主要功能是分散的过程控制，生产过程的各种过程变量通过分散过程控制装置转化为操作监视的数据，而操作的各种信息也通过分散过程控制装置送到执行机构。在分散过程控制装置内，进行模拟量与数字量的相互转换，完成控制算法的各种运算，对输入与输出量进行有关的软件滤波及其它的一些运算。其结构具有如下特征：

上能集散式光伏发电解决方案

目录 ☆前言........................................................................................ 错误！未定义书签。☆集散式方案优势说明. (2) ☆集散式逆变器技术优势一览表............................................ 错误！未定义书签。☆集散式产品及方案介绍. (7)

☆集散式方案优势说明光伏逆变器是光伏发电系统的两大主要部件之一，光伏逆变器核心任务是跟踪光伏阵列的最大输出功率，并将其能量以最小的变换损耗、最佳的电能质量馈入电网，因此逆变器方案的选择将成为光伏电站实现更高收益、智能化的关键因素。集中式逆变方案是大型光伏地面电站普遍采用的技术方案，系统技术相对成熟，电站可靠性较高，投资性价比高。理论上讲，采用更高单机功率的逆变器可以进一步降低光伏发电系统造价，并进一步提升系统可靠性。但是集中式光伏电站应用中，存在单机功率过大与光伏组件MPPT失配造成的发电量损失的矛盾。因此在成熟的集中式光伏电站应用中，单机超过500kW的光伏逆变器应用较少。采用小功率的组串式光伏逆变器理论上可以很好地解决光伏组件MPPT的失配造成的发电量损失，但却存在轻载情况下转换效率变差，以及轻载情况下的并网电能质量劣化的问题，甚至出现其它一些并网及后期运维等问题，系统成本造价相比集中逆变系统也会提高。因此目前组串型光伏逆变器一般应用并网规模较小的光伏发电系统中。上能公司创新融合了组串式逆变器与集中式逆变器各自优点，推出了新型的集散式1MW逆变解决方案。该方案实现了1MW逆变器单元的48路MPPT优化功能，很好地解决了逆变器单机大功率化与光伏电池组件并联MPPT失配损失之间的矛盾。同时解决组串式逆变器系统投资成本高、轻载下电能质量裂化以及后期运维复杂、成本高的问题。同时新型1MW逆变器将直流输入电压、交流输出电压等级提升近40％，相同电缆配置情况下，比组串式逆变系统和集中式逆变系统的线损大幅度降低，如果保持相同的线路损耗不变为原则，则可以大幅降低系统成本。集散式逆变系统采用多种节能降耗理念，加之完善的监测及保护功能，并与带有MPPT优化功能的智能汇流箱一起实现光伏电站的智能监控，可以很好的解决前述大型光伏电站面临的所有主要问题。上能集散式光伏发电解决方案采用分散优化控制、集中并网形式，与传统的集中式并网电站不同的是，直流汇流箱被替换成带MPPT优化功能的智能汇流箱，每1MW发电系统具备48路独立的MPPT优化单元，有效解决了因灰尘遮挡、

简单控制系统的设计教案

简单控制系统的设计【教材分析】普通高中通用技术课程《技术与设计2》第4章，控制与设计的内容。通过学习控制系统中的控制目标，控制的过程，和控制的机理，控制与设计的知识，有助于我们运用简单的控制方法解决现实生活中遇到的相关问题，发展学生良好的逻辑思维品质。【教学目标】 1.知识与技能：理解控制的含义及其在生产和生活中的应用，了解手动控制，自动控制，熟悉简单的开环闭环控制系统的基本组成，和简单的工作过程，并能够分析典型的案例。了解控制系统的设计，对整个设计产生的重要影响，了解简单的被控制对象的基本特征，能确定被控量控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制设计方案。 2.过程与方法：通过案例分析，学会多角度的思考问题，发展辩证思维能力。 3.情感态度与价值观：培养对控制系统设计的兴趣和想象力，理解控制系统技术设计在艺术中的魅力，提高审美情趣。【教学重难点】能根据开环控制系统的设计方案，制作一个控制装置，或者能根据简单闭环控制系统的设计方案，进行实施或模拟实施，学会调试运行，提出改进方案。【教学课时及地点】

两课时。一课时在教室学习理论，一课时在实验室实践活动。【教学过程】引入。通过上一节的学习，我们知道，任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节就构成了一个系统，称为控制系统，控制系统通常又分为开环控制系统和闭环控制系统，其中闭环控制系统在日常生活和生产中，有着广泛的应用。新课讲授。简单控制系统设计概论。控制系统是一项大而专业的工程，光概论都是一本厚厚的书，今天我们只作为入门了解一下简单控制系统的涵义和设计步骤。简单控制系统其实就是单回路反馈控制系统，仅对一个被控变量进行控制，特点是结构简单、投资少、易于调整、易于运行，因此适用于被控过程的纯滞后和惯性小、负荷和扰动变化比较平缓、控制质量要求不太高的场合。控制系统设计的一般步骤如下：一、确定控制的目的。二、确定系统的被控量，即控制系统要控制什么。一般情况下，系统的控制目的就是系统的被控量，但有些控制系统的控制目的与系统的被控量就可能不同。三、明确系统被控量应达到的精度指标。四、选定控制系统的结构。五、建立系统各环节的模型。六、确定待调参数。

集散型(DCS)控制系统特点及工艺流程

集散型(DCS)控制系统采用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制，适用于化肥、化工、食品、粮食、制药、智能生物、饲料等行业自动化系统改造及自动化系统生产线，能够保证生产安全，提高自动化水平和管理水平，提高产品质量，提高劳动生率，降低人工费用、能源消耗和原材料消耗。系统结构 ◆集散型控制系统采用标准化、模块化和系列化设计，由集中管理部分、分散控制检测部分和通信部分组成。 ◆集中管理部分包括管理计算机、工程师站、操作站。管理计算机用于系统的信息管理和优化控制,工程师站用于组态和维护，操作站用于监视和操作。 ◆分散控制监测部分包括控制站、监测站或现场控制站，用于控制和监测。 ◆通信部分连接系统各个分布部分，完成数据、指令及其他信息的传递。系统特点 ◆各工作站独立完成合理分配的数据采集、处理、计算、监视、操作、控制等规定任务。 ◆控制功能齐全，控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批量控制于--体，系统可控性高。 ◆操作方便、显示直观、可监视性好。

◆人机会话系统实用、简捷,工艺流程状态图、参数表、历史趋势图、实时趋势图、信息报警、故障分析、操作指导等窗口画面丰富。 ◆DCS控制系统可以通过电脑在专用软件环境下进行编程，较小的参数修改和程序变更送入PLC不

会引起中断运行，并且PLC的内变量参数也可在线读写，因而方便了程序的维护和检查。 ◆积木式系统结构,开放式、标准化、模块化设计的硬件和软件，配置灵活,适应性和扩充性好。 ◆实时采集、分析、记录、监视、操作控制过程对象参数,在线修改系统结构和组态回路，在线维护局部故障，系统可用性高。 ◆采用系统结构容错设计，任意单元失效时可保持系统的完整性,全局性通信或管理站失效时可维持局部站的工作。 ◆具有事故报警、双重化措施、在线故障处理等手段,系统可靠性、安全性高。山东祺龙电子有限公司创建于1998年，是山东省高新技术企业、全国肥料机械设备协作联盟副理事长单位，设有市级自动配料系统工程技术研究中心。拥有国家发明专利和实用新型专利二十多件。集科研开发、工程设计、生产安装、调试服务于一体的国内规模较大的自动化控制计量设备专业制造商。公司创建二十年来，一直致力于化肥行业自动化配料计量设备、自动包膜系统、自动控制系统的研制开发。并承接有机肥、掺混肥、微量元素肥、水溶肥、硅肥等整条生产线的制造、安装、调试。产品远销巴基斯坦、越南、南非等国家和地区。因在化肥行业的良好口碑，被授予“全国肥料机械设备协作联盟副理事长单位”、“中国化肥行业优质设备配套供应商”、“自动化计量设备指定供应商”等荣誉称号。