集散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)總線試題習(xí)題及答案

1、答：直接數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件主要有計(jì)算機(jī)(主機(jī))、過(guò)程輸入輸出通道、操 本答案僅供參考。 第 1 章 緒論 1.1 什么是過(guò)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)？它由哪幾部分組成？通過(guò)具體示例說(shuō)明。 答：它是指由被控對(duì)象、測(cè)量變送裝置、計(jì)算機(jī)和執(zhí)行裝置構(gòu)成，以實(shí)現(xiàn)生 產(chǎn)過(guò)程閉環(huán)控制的系統(tǒng)，它綜合了計(jì)算機(jī)過(guò)程控制和生產(chǎn)工藝過(guò)程。例 如溫度控制系統(tǒng)。 1.2 計(jì)算機(jī)控制工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程有哪些種類型？ 答：計(jì)算機(jī)控制工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程一般有五種類型： 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)；直接數(shù)字控制系統(tǒng)；監(jiān)督控制系統(tǒng)；集散控制系統(tǒng)； 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。 1.3 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件一般有哪幾大主要組成部分？各部分是怎樣互相聯(lián)系 的？其中過(guò)程通道有幾

2、種基本類型？它們?cè)谙到y(tǒng)中起什么作用？ 答：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件一般包括：主機(jī)、外部設(shè)備、過(guò)程輸入輸出設(shè)備。 兩個(gè)過(guò)程通道，一個(gè)是輸入通道，另一個(gè)為輸出過(guò)程通道。 輸入過(guò)程通道包括： A/D 通道 把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后再輸入； DI 通道 直接輸入開關(guān)量信號(hào)或數(shù)字量信號(hào)。 輸出過(guò)程通道包括： D/A 通道 把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)后再輸出； DO 通道 直接輸出開關(guān)量信號(hào)或數(shù)字量信號(hào)。 1.4 直接數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件由哪幾部分組成？ 作臺(tái)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備組成。如下圖所示。 生嚴(yán)過(guò)rT 1.5 數(shù)字PID控制算法有幾種形式？各有什么特點(diǎn)? 答：數(shù)字PID控制算法有位置式、增量式、速度式三種形

3、式。PID位置式根 據(jù)偏差計(jì)算閥門的位置，PID增量式根據(jù)偏差計(jì)算閥門的變化；PID速 度式根據(jù)偏差變化程度計(jì)算閥門的變化。 1.6 試推導(dǎo)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)PI控制算法的位置式、增量式和速度式。 答：模擬PI控制算法為 1 t u(t) kpe(t) t 0e(t)dt 其中，kp -比例增益 Ti -積分時(shí)間常數(shù) tk 在采樣周期相當(dāng)短暫時(shí)，用矩形法近似代替積分項(xiàng)0e(t)dtTe(i)， i 0 其中T為采樣周期，k為采樣序號(hào)。 PI位置式算法為: k u(k) kpe(k) ki e(i) Ux i 0 PI增量式算法為： u(k) kp e(k) kie(k) PI速度式算法為: v(k

4、) u(k) kp e(k)kp(k) T 其中，Ux -偏差(它是初始閥門位置) u(k)-第k次輸出的偏差校正值 e(k)-第k次采樣值的偏差校正值 1.7 試推導(dǎo)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)PD控制算法的位置式、增量式和速度式。 答：模擬PD控制算法為 de(t) u(t) kpe(t) Td dt 其中，kp -比例增益 Td -微分時(shí)間常數(shù) 在采樣周期相當(dāng)短暫時(shí)，用后向差分法近似代替微分項(xiàng) de(t) dt e(k) e(k 1) 其中T為采樣周期, k為采樣序號(hào)。 PD位置式算法為: u(k) kpe(k) kD(e(k) e(k 1) Ux PD增量式算法為: u(k) kp e(k) kD(

5、 e(k) e(k 1) PD速度式算法為: v(k) _u(k) kp e(k) kD( e(k) e(k 1) t TT 其中，Ux -偏差(它是初始閥門位置) u(k)-第k次輸出的偏差校正值 e(k)-第k次采樣值的偏差校正值 1.8 集散型控制系統(tǒng)產(chǎn)生的原因是什么？為什么集散型控制系統(tǒng)能得到廣泛應(yīng) 用？ 答：隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，生產(chǎn)過(guò)程的復(fù)雜程度的提高，使像DDC這樣集 中控制系統(tǒng)無(wú)法滿足諸如控制回路增多、實(shí)現(xiàn)集中顯示和操作、實(shí)現(xiàn)多 變量相關(guān)聯(lián)對(duì)象的控制要求，導(dǎo)致集散控制系統(tǒng)的產(chǎn)生。DCS吸取了操 作指導(dǎo)控制系統(tǒng)和直接數(shù)字控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)功能分散化，危險(xiǎn)分 散化，而管理和顯示集中

6、，靈活的應(yīng)用使DCS得到廣泛應(yīng)喲功能和發(fā)展。 1.9 與直接數(shù)字控制系統(tǒng)相比較，集散型控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是什么？ 答：與直接數(shù)字控制系統(tǒng)相比，集散控制系統(tǒng)具有控制功能分散、危險(xiǎn)分散， 而參數(shù)顯示和操作高度集中的優(yōu)點(diǎn)。 1.10 集散型控制系統(tǒng)的發(fā)展方向是什么？ 答：集散控制系統(tǒng)的發(fā)展方向表現(xiàn)在兩個(gè)方向上：一個(gè)方向是向上發(fā)展，即 向CIMS計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、CIPS計(jì)算機(jī)集成過(guò)程系統(tǒng)方向發(fā)展；另 一個(gè)方向是向下發(fā)展，即向FCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)方向發(fā)展。 1.11 寫出下列縮略詞的中、英文名稱。 SCC DDC DCS CIMS FCS 計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制 答： SCC： Supervisory Com

7、puter Control DDC ： Direct Digital Control 直接數(shù)字控制 DCS： Distributed Control System集散控制系統(tǒng) CIMS ： Computer Integrated Manufactured System 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) FCS： Fieldbus Control System現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) CIPS： Computer Integrated Process System計(jì)算機(jī)集成過(guò)程系統(tǒng) 第2章集散型控制系統(tǒng)(DCS的導(dǎo)論 2.1 什么是集散型控制系統(tǒng)？它的主要特點(diǎn)是什么？ 答：集散控制系統(tǒng)又稱為分布式控制系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)技

8、術(shù) (computer) 、通信技 術(shù)(communication) 、圖形顯示技術(shù)(CRT)、控制技術(shù)(control)(簡(jiǎn)稱4C 技術(shù))的發(fā)展產(chǎn)物，它是一個(gè)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場(chǎng)控制站、操作員站、工 程師站聯(lián)系起來(lái)，共同完成分級(jí)控制、集中管理的綜合控制系統(tǒng)。 它的主要特點(diǎn)是： 可靠性高 靈活的擴(kuò)展性 完善的自主控制性 完 善的通信網(wǎng)絡(luò)。 2.2 集散型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是什么？ 答：集散控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是：危險(xiǎn)分散、控制功能分散，而操作和管理集 中。 2.3 集散型控制系統(tǒng)一般由哪幾部分組成？各自主要功能是什么？ 答：集散控制系統(tǒng)一般由過(guò)程控制單元、數(shù)據(jù)采集器、 CRT 顯示操作站、管理 計(jì)

9、算機(jī)以及高速數(shù)據(jù)通路五部分組成。 過(guò)程控制單元：實(shí)現(xiàn)對(duì) DCS 的一個(gè)或多個(gè)回路的較復(fù)雜閉環(huán)控制。 數(shù)據(jù)采集器：針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中非控制變量而言，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理以 及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步加工，供 CRT 操作站顯示和打印，實(shí)現(xiàn) 開環(huán)監(jiān)視。 CRT 顯示操作站： 它是 DCS 與外界聯(lián)系的人機(jī)接口， 具有顯示控制過(guò)程中 各種信息、監(jiān)視操作、輸出報(bào)表，還對(duì) DCS 的 PCU 和 PIU 進(jìn)行組態(tài)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的操作和管理。 高速數(shù)據(jù)通路：它將過(guò)程控制單元、操作站、管理計(jì)算機(jī)等設(shè)備連接成一 個(gè)完整的 DCS ，以一定速率在各單元之間完成數(shù)據(jù)、指令及 其它信息的傳輸，一般設(shè)置成冗余結(jié)構(gòu)。 管理計(jì)算機(jī)：綜合

10、監(jiān)視 DCS 的單元，管理 DCS 的所有信息，具有進(jìn)行大 型復(fù)雜運(yùn)算的能力以及多輸入、多輸出控制功能，以實(shí)現(xiàn)系 統(tǒng)的最優(yōu)控制和全廠的優(yōu)化管理。 2.4 什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)？集散型控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)常采用什么類型的網(wǎng)絡(luò)形 式？ 答：凡是將地理位置不同而且具有獨(dú)立功能的各個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)通信設(shè)備和 線路將它們連接起來(lái)，由功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、信息交換方式、 控制程序和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源（硬件、軟件、信息）共享。集 散控制系統(tǒng)常用總線網(wǎng)和環(huán)形總線網(wǎng)絡(luò)。 2.5什么是通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議？常用的通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有哪幾種？ 答：由網(wǎng)絡(luò)全體“成員”共同遵守的一套“約定”，以實(shí)現(xiàn)彼此通信和共享資源, 這

11、就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。常見的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有： 開放系統(tǒng)互連參考模型 OSI; IEEE802標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)；MAP制造業(yè)自動(dòng) 化通信協(xié)議；PROWAY過(guò)程數(shù)據(jù)高速公路。 2.6 試分別畫出數(shù)字量：（1）65H和（2）BAH的不歸零、歸零及差分曼徹斯特編碼 的信號(hào)波形圖。 答：65H轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制是：01100101B 1 c 0 I 不歸壽常 歸宰制：曼呦審特嫻碼 BAH 轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制是：10111010B 11J 下歸蕃削 0專制曼帕特塢砂 豊占曼時(shí)埠須兀 2.7已知數(shù)據(jù)傳輸中發(fā)送端的碼元序列為01101101B,試求接收端碼元序列分別為 01101100B和01100011B時(shí)的差錯(cuò)碼元序列。 答：當(dāng)接

12、收端的碼元序列為01101100B 時(shí)的差錯(cuò)碼元序列為 E C R 0110110101101100 00000001B 當(dāng)接收端的碼元序列為01100011B 時(shí)的差錯(cuò)碼元序列為 E C R 011011010110001100001110B 2.8已知信息碼 m=1011，要生成循環(huán)碼(8，4)，設(shè)采用的循環(huán)碼生成多項(xiàng)式為: 432 g(x) x xx 1,求生成的循環(huán)碼。 答：由題意，信息碼為 m=1011，對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式為 m(x) x3 x 1 為了獲得循環(huán)冗余碼，將m(x)兩邊乘以x4，得 x4 m(x) x4 (x3 x 1) x7 x5 x4 利用余式定理，再除以生成多項(xiàng)式g(x

13、)，得余式r(x)為 r (x) x3 x 1 于是，循環(huán)冗余碼所對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式為 v(x) x7 x5x4 x3 x 1 對(duì)應(yīng)二進(jìn)制循環(huán)冗余碼為10111011 2.9已知數(shù)據(jù)傳送的信噪比為10,頻帶寬度為3kHz,試求 (1) 無(wú)噪聲信道上理論極限傳輸能力； (2) 噪聲信道上理論極限傳輸能力； (3) 雙絞線噪聲信道實(shí)際傳輸能力。 S 答：由題意，信噪比為10,頻帶寬度為H 3kHz。 N 無(wú)噪聲信道上理論極限傳輸能力為 R 2H log 2 v 3 2 3 103 log2 2 6k bit/s 噪聲信道上理論極限傳輸能力為 m ,S R H log 2 (1) N 3 103 log2

14、(1 10) 10.38k bit/s 雙絞線噪聲信道實(shí)際傳輸能力為 9600 bit/s 2.10 OSI參考模型分為幾層？各層的主要作用是什么？ 答：OSI參考模型分為七層，各層的主要作用如下表所示。 層次 定義 1 .物理層 它是通信網(wǎng)上各設(shè)備之間的物理接口，直接把數(shù)據(jù)位信息從一臺(tái)設(shè) 備傳送到另一臺(tái)設(shè)備。 2 數(shù)據(jù)鏈路層 它負(fù)責(zé)將傳送的數(shù)據(jù)按幀結(jié)構(gòu)格式化，組織成幀，實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)控制和 介質(zhì)訪問(wèn)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理層的管理。 3 .網(wǎng)絡(luò)層 它的主要功能是信息包的路徑選擇和鏈路的協(xié)調(diào)管理，防止鏈路的 死鎖和堵塞。 4 傳輸層 它為會(huì)話層提供可靠而透明的端對(duì)端傳送服務(wù)，使信息傳送無(wú)差錯(cuò)。 5 .會(huì)話層

15、 提供用戶進(jìn)程之間的一次會(huì)話，其目的在于通過(guò)進(jìn)程之間連接的建 立和調(diào)節(jié)，使得連接雙方的交互活動(dòng)變得簡(jiǎn)易。 6 .表示層 它的功能是實(shí)現(xiàn)用戶與服務(wù)之間的翻譯與轉(zhuǎn)換。 7 應(yīng)用層 它為用戶進(jìn)程通信執(zhí)行面向應(yīng)用的任務(wù)，包括必要的監(jiān)督和管理。 2.11 IEEE802標(biāo)準(zhǔn)包括哪些內(nèi)容? 答：IEEE802標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容包括： IEEE802.1 :系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)互連； IEEE802.2 :邏輯鏈路控制； IEEE802.3 : CSMA/CD總線訪問(wèn)方法和物理層技術(shù)規(guī)范； IEEE802.4 : Token Passing Bus 訪問(wèn)方法和物理層技術(shù)規(guī)范； IEEE802.5 : Token Pass

16、ing Ring訪問(wèn)方法和物理層技術(shù)規(guī)范; IEEE802.6 :城市網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)方法和物理層技術(shù)規(guī)范； IEEE802.7 :寬帶網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)； IEEE802.8 :光纖網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)； IEEE802.9 :集成聲音數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。 2.12 說(shuō)明 IEEE802.3 ，IEEE802.4 ， IEEE802.5 通信協(xié)議主要解決網(wǎng)絡(luò)通信哪一層 的問(wèn)題？各有什么特點(diǎn)？ 答： IEEE802.3 、 IEEE802.4 、IEEE802.5 通信協(xié)議主要解決網(wǎng)絡(luò)通信中的數(shù) 據(jù)鏈路層的問(wèn)題。它們的特點(diǎn)為 IEEE802.3 ：用于 CSMA/CD 總線訪問(wèn)方法和物理層技術(shù)規(guī)范； IEEE802.4 ：用于 To

17、ken Passing Bus 訪問(wèn)方法和物理層技術(shù)規(guī)范； IEEE802.5 ：用于 Token Passing Ring 訪問(wèn)方法和物理層技術(shù)規(guī)范； 2.13 在 DCS 中，對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的存取控制技術(shù)主要有哪幾種？ 答：在 DCS 中，常用的存取訪問(wèn)控制技術(shù)有：輪詢 (Poll) 、令牌傳送 (Token Passing) 、帶有碰撞檢測(cè)的載波監(jiān)聽多重訪問(wèn) (CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)。 2.14 提高集散型控制系統(tǒng)的可靠性的途徑有哪些？在軟件、硬件方面各有什么措 施？ 答：DCS充分

18、利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、顯示技術(shù)、人機(jī)交換技術(shù)、硬件 制造技術(shù)和其它電子技術(shù)上的一系列最新技術(shù)成果， 為了提高 DCS 的可 靠性，在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、 CRT 操作站的設(shè)置、通信系統(tǒng)的配置、系統(tǒng)的自 診斷與在線維護(hù)功能、電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及其它許多環(huán)節(jié)上均采取一系列 措施。 DCS 在軟件、硬件方面采取如下措施以提高可靠性： 1DCS 的硬件采用宇航工藝，可靠性和性能價(jià)格比得到提高； 承受雷雨天氣的強(qiáng)烈電磁干擾； 3 對(duì) DCS 的管理計(jì)算機(jī)采取一系列安全保密措施，如設(shè)置各種權(quán)限， 提高對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和文件等資源的保護(hù)； 4 對(duì)操作員鍵盤和工程師鍵盤加以區(qū)別， 采用鍵鎖手段， 防止人為造成 的系統(tǒng)故障。

19、2.15 集散型控制系統(tǒng)中，通常對(duì)關(guān)鍵性部件、系統(tǒng)要采用哪些冗余結(jié)構(gòu)？ 答：通常對(duì) DCS 的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)均采用冗余化結(jié)構(gòu)。 即多重化構(gòu)成的自動(dòng)備用 方式，具體形式為同步運(yùn)轉(zhuǎn)方式；待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方式； 后退運(yùn)轉(zhuǎn)方式。 2.16 串級(jí)控制技術(shù)的基本思想是什么？它有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 答：串級(jí)控制是在單回路單參數(shù)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種控制技術(shù)。 由于一般的單回路 PID 控制很難滿足被控對(duì)象在各種干擾因素同時(shí)作用 下，實(shí)現(xiàn)高精度的控制要求。為此，引進(jìn)了新的控制技術(shù)，即在原控制 系統(tǒng)的控制回路中，增加一個(gè)或多個(gè)控制內(nèi)回路，而且是相互串接，一 個(gè)控制回路的輸出是另一個(gè)控制回路的設(shè)定值，以達(dá)到控制可能引起被 控

20、對(duì)象發(fā)生變化的各種干擾因素，提高控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，這就是串 級(jí)控制技術(shù)的基本思想。 串級(jí)控制系統(tǒng)中， 副回路給系統(tǒng)帶來(lái)許多優(yōu)點(diǎn)： 由于副回路的作用， 串級(jí)控制比單回路控制更具有抑制各種干擾的能力，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)把主 要的干擾包含在副回路中；采用串級(jí)控制可以克服被控對(duì)象的純滯后影 響，改善系統(tǒng)的控制性能；若系統(tǒng)中含有非線性被控對(duì)象，把非線性被 控對(duì)象包含在副回路中，能夠適應(yīng)操作條件和負(fù)荷的變化，自動(dòng)改變副 回路控制器的給定值，因而控制系統(tǒng)仍具有良好的自適應(yīng)能力。 2.17 前饋控制的基本思想是什么？前饋和反饋相結(jié)合有什么好處？ 答： 前饋控制實(shí)質(zhì)上是一種按擾動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的開環(huán)控制系統(tǒng)。 當(dāng)擾動(dòng)產(chǎn)生

21、后， 被控變量還未顯示出變化前，根據(jù)擾動(dòng)作用大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，以補(bǔ)償擾動(dòng) 作用對(duì)被控變量的影響。這種前饋?zhàn)饔眠\(yùn)用恰當(dāng)，可以使被控變量不會(huì) 因擾動(dòng)作用而產(chǎn)生偏差， 比反饋控制要及時(shí)， 并且不受系統(tǒng)滯后的影響。 對(duì)于精確的控制對(duì)象和擾動(dòng)數(shù)學(xué)模型，如果補(bǔ)償?shù)卯?dāng)，對(duì)于某一特定擾 動(dòng)，前饋控制系統(tǒng)的品質(zhì)十分理想，明顯優(yōu)于反饋控制系統(tǒng)。但是，要 實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償并非易事， 因?yàn)楣I(yè)過(guò)程的數(shù)學(xué)模型是時(shí)變的、 非線性的； 同時(shí)，擾動(dòng)也是不可完全預(yù)見的，前饋控制只能在一定程度上補(bǔ)償擾動(dòng) 對(duì)被控制變量的影響。因此，為了保證有更大的適應(yīng)性，在工業(yè)過(guò)程中 經(jīng)常把前饋控制與反饋控制結(jié)合起來(lái)， 構(gòu)成前饋 - 反饋控制系統(tǒng)。 前饋

22、控 制克服主要擾動(dòng)的影響， 反饋控制克服其余擾動(dòng)及前饋補(bǔ)償不完全部分。 這樣，系統(tǒng)即使在大而頻繁的擾動(dòng)下，依然可以獲得良好的控制品質(zhì)。 2.18 試述 Smith 預(yù)估補(bǔ)償控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想及其實(shí)現(xiàn)。 答： Smith 預(yù)估補(bǔ)償控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想：在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，為了提高系 統(tǒng)的控制質(zhì)量，應(yīng)盡量減少處于閉合回路中的時(shí)滯，克服大時(shí)間滯后對(duì) 控制系統(tǒng)的影響。 它的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：未加入 Smith 預(yù)估器時(shí)，系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的 Gb(s)分母中含有時(shí)滯e s,它降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如果 足夠大，則 系統(tǒng)將不穩(wěn)定，這就是時(shí)滯過(guò)程難以控制的原因。 為了改善系統(tǒng)的控制品質(zhì)，引入 Smith 預(yù)估器，使原閉

23、環(huán)特征方程 中不含時(shí)滯 e s ， 則要求 Smith 預(yù)估器的傳遞函數(shù)為 Gc(s) G0(s)(1 e s) 經(jīng)過(guò)Smith預(yù)估器的補(bǔ)償作用后，系統(tǒng)的特征方程中不含e s項(xiàng)，消除 了時(shí)滯項(xiàng)對(duì)控制系統(tǒng)的影響，e s僅將控制作用在時(shí)間坐標(biāo)上推移了一 個(gè)時(shí)間 ，此時(shí)系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程及控制品質(zhì)與無(wú)時(shí)滯的完全一致。 2.19 常用的順序控制系統(tǒng)編程方法有哪幾種？其功能是什么？ 答：常用的順序控制系統(tǒng)編程方法很多。如梯形邏輯圖、功能模塊、助記符 及編程語(yǔ)言等。梯形邏輯圖法是采用梯形邏輯圖來(lái)描述順序控制系統(tǒng)的 邏輯順序關(guān)系；功能模塊法把邏輯運(yùn)算作為功能模塊處理，按功能塊組 態(tài)的方法連接起來(lái)完成編程；助記符

24、方法在可編程邏輯控制器編程時(shí)經(jīng) 常采用，它通常由操作碼、標(biāo)識(shí)符和元素參數(shù)表示；編程語(yǔ)言采用集散 型控制系統(tǒng)提供的語(yǔ)言或通用的高級(jí)語(yǔ)言來(lái)編程。 第 3 章 國(guó)產(chǎn)集散型控制系統(tǒng) HS2000 3.1 HS2000系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是什么？ 答：可靠性高、方便、直觀的操作，維護(hù)方便，系統(tǒng)開放。 3.2 HS2000系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成有何特點(diǎn)？ 答： HS2000 系統(tǒng)由三層網(wǎng)絡(luò)組成，即管理協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、控制網(wǎng)絡(luò)， 可根據(jù)不同的系統(tǒng)規(guī)模、靈活配置成 HS2000 系統(tǒng)的大型、中型和小型系 統(tǒng)。 3.3 何謂DCS的“三站一線”結(jié)構(gòu)？ 答： DCS 的三站指：工程師站、操作員站、現(xiàn)場(chǎng)控制站；一線指：網(wǎng)絡(luò)。

25、 DCS 就是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將工程師站、操作員站、現(xiàn)場(chǎng)控制站聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)控制功 能分散、危險(xiǎn)分散，參數(shù)顯示和管理集中等復(fù)雜控制。 3.4 HS2000系統(tǒng)的I/O組件分為幾種？它們有何區(qū)別？ 答： HS2000 系統(tǒng)的 I/O 組件分為兩種，一種為主控組件；另一種為輔助組件， 二者唯一區(qū)別： 主控組件內(nèi)包括主控制器 CPU 模板，而輔助組件內(nèi)只包括 I/O 功能模板，不包括主控制器 CPU 模板。 3.5已知某HS2000系統(tǒng)的I/O現(xiàn)場(chǎng)控制站的 AI信號(hào)如下； （1）控制回路：420mA 12路，供電型 （2）檢測(cè)回路： 420mA，28 路，供電型 （3）熱電阻回路： 16 路，隔離型 試選擇

26、所需I/O功能模板的數(shù)量和型號(hào)，并配套選擇I/O調(diào)理模板及其端子模 板。 答：由教材第3章表3-1可知。 類型 數(shù)據(jù)點(diǎn)參數(shù) 功能模板類型 及數(shù)量 調(diào)理模板類型 及數(shù)量 端子模板類型 及數(shù)量 冗余 A11 控制回路，供電型 420mA 12 路 2F40 X1 2T42 X1 2T30 X1 否 AI2 檢測(cè)回路，供電型 420mA 28 路 2F40 X2 2T42 X2 2T30 X2 否 AI3 熱電阻回路，隔離 型，16路 2F40 X1 2T41 X2 2T30 X1 否 3.6 已知某HS2000系統(tǒng)的I/O現(xiàn)場(chǎng)控制站的 AO信號(hào)為：420mA 18路。試選擇所 需I/O功能模板、調(diào)

27、理模板及其端子模板。 答： 類型 數(shù)據(jù)點(diǎn)參數(shù) 功能模板類型 調(diào)理模板類型 端子模板類型 冗余 AO 420mA 12 路 2F41 2T46 2T30 否 3.7已知前題I/O現(xiàn)場(chǎng)控制站的開關(guān)量信號(hào)如下： （1）DI :干結(jié)點(diǎn)輸入，38點(diǎn) （2）DO電平輸出，32點(diǎn) 試分別選擇所需I/O功能模板、調(diào)理模板及其端子模板。 答： 類型 數(shù)據(jù)點(diǎn)參數(shù) 功能模板類型 調(diào)理模板類型 端子模板類型 冗余 及數(shù)量 及數(shù)量 及數(shù)量 DI 干結(jié)點(diǎn)，12路 2F60 X2 2T60 X2 2T30 X3 否 DO 電平輸岀，28路 2F60 X1 2T61 X1 2T30 X2 否 3.8某一中型HS2000系統(tǒng)的

28、DCS硬件配置如下圖所示。 已知各I/O現(xiàn)場(chǎng)控制站的信號(hào)如下表所示 站 11# 12# 13# 14# AI 控制 420mA 12 路* 420mA 18 路* 420mA 16 路 * AI 檢測(cè) 420mA 28 路 420mA 56 路 15V 32路 AI 熱電阻 16路 64路 16 AO 熱電偶 20路 8 AO 控制 420mA 12 路* 420mA 18 路* 420mA 8路 420mA 16 路 * AO 檢測(cè) 420mA 16 路 15V 32 路 DI 干結(jié)點(diǎn)48點(diǎn) 干結(jié)點(diǎn)32點(diǎn) 干結(jié)點(diǎn)16點(diǎn) DO 晶體管輸岀32點(diǎn) 注：表中含有* ”標(biāo)志的各項(xiàng)均為冗余結(jié)構(gòu)。 試選

29、擇站所需I/O功能模板、調(diào)理模板及其端子模板。 答：依據(jù)題意，選擇 14#現(xiàn)場(chǎng)控制站進(jìn)行配置。 1、選擇I/O功能模板型號(hào)及數(shù)量 類 型 數(shù)據(jù)點(diǎn)參數(shù) 功能模板型號(hào)及數(shù) 量 調(diào)理模板型號(hào)及數(shù)量 端子模板型號(hào)及數(shù) 量 冗 余 A11 控制回路 420mA16 路 * 2F40 X1 X2 2T42 X1 X2 2T30 X1 是 AI2 檢測(cè)回路 15V 32路 2F40 X2 2T42 X2 2T30 X2 否 AO 1 控制回路 420mA16 路 * 2F41 X1 X2 2T46 X1 X2 2T30 X1 是 AO 2 檢測(cè)回路 15V 32路 2F41 X2 2T46 X2 2T30

30、X2 否 DI 干結(jié)點(diǎn)16點(diǎn) 2F60 X1 2T60 X1 2T30 X1 否 2、現(xiàn)場(chǎng)控制站機(jī)柜設(shè)備配置 HS2000系統(tǒng)規(guī)定： 站名： 工程師站、操作員站、現(xiàn)場(chǎng)控制站。 站號(hào)： 01#09#為工程師站1個(gè)、操作員站18個(gè)。 10#31#為現(xiàn)場(chǎng)控制站。*為冗余標(biāo)志。 站名：現(xiàn)場(chǎng)控制站站名：11#冗余標(biāo)志：* 機(jī)架 槽號(hào) 功能模板型號(hào) 調(diào)理模板型號(hào) 端子模板型號(hào) 備注 現(xiàn)場(chǎng) 電源 0 * 2F71 現(xiàn)場(chǎng)電源冗余 1 * 2F71 2 3 0 * 2F70 系統(tǒng)電源冗余 1 2F80* 主控制器CPU模板冗余 2 2F80* 0# 機(jī)架 3 2F40* 2T42 * 2T30 控制回路420m

31、A 16路* 4 2F40* 2T42 * 5 2F40 2T42 2T30 檢測(cè)回路15V 32路 6 2F40 2T42 2T30 7 1# 機(jī)架 0 * 2F70 系統(tǒng)電源冗余 1 2F41 * * 2T46 2T30 控制回路420mA 16路* 2 2F41 * * 2T46 3 2F41 2T46 2T30 檢測(cè)回路15V 32路 4 2F41 2T46 2T30 5 2F60 2T60 2T30 干結(jié)點(diǎn)16點(diǎn) 6 7 3、I/O現(xiàn)場(chǎng)控制站模板表 型號(hào) 規(guī)格說(shuō)明 數(shù)量 單位 2F70 系統(tǒng)電源 5V DC 2 塊 2F71 現(xiàn)場(chǎng)電源 24V DC 12A 2 臺(tái) 2F80 主控制器

32、CPU模板 2 塊 2F40 多點(diǎn)模擬量輸入模板 4 塊 2F41 多點(diǎn)模擬量輸出模板 4 塊 2F60 多點(diǎn)開關(guān)量輸入/輸出模板 1 塊 2T42 多點(diǎn)模擬量輸入調(diào)理模板 4 塊 2T46 多點(diǎn)模擬量輸出調(diào)理模板 4 塊 2T60 觸點(diǎn)型開關(guān)量輸入轉(zhuǎn)換模板 1 塊 2T30 通用外接量端子模板 7 塊 第 4 章 大型集散型控制系統(tǒng) TDC3000 4.1 TDC3000系統(tǒng)結(jié)構(gòu)怎樣？特點(diǎn)是什么？ 答： TDC3000 系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上看主要由三種通信網(wǎng)絡(luò)組成， 它們是局域控制網(wǎng)絡(luò) LCN 、通用控制網(wǎng)絡(luò) UCN 、高速數(shù)據(jù)公路 HW ，其特點(diǎn)是每種網(wǎng)絡(luò)上都掛 有不同功能的模件，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的分

33、散控制、集中管理。 4.2 TDC3000 系統(tǒng)有哪些冗余措施？ 答： TDC3000 系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上采用多級(jí)冗余措施， TDC3000 的大多數(shù)關(guān)鍵性單 元都采用帶有自動(dòng)切換的全冗余，局域控制網(wǎng)絡(luò)LCN、通用控制網(wǎng)絡(luò)UCN、 高速數(shù)據(jù)公路 HW 始終冗余； TDC3000 在結(jié)構(gòu)上還提供了歷史模件中的冗余盤和應(yīng)用模件冗余來(lái) 提高可靠性； 操作員控制臺(tái)至少由三個(gè)通用工作站組成，對(duì)一操作員控制臺(tái)，其冗 余度由其它任何通用控制站來(lái)保證； 對(duì)于過(guò)程控制級(jí)，其冗余是由過(guò)程管理機(jī)中的過(guò)程管理模件來(lái)實(shí)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)做法是采用三重冗余。 4.3 CL程序與標(biāo)準(zhǔn)算法的關(guān)系怎樣？圖 4.4中有幾處用CL程序，解決什么問(wèn)

34、題？ 答：TDC3000系統(tǒng)所提供的標(biāo)準(zhǔn)算法，幾乎涉及所有控制情況，但對(duì)一些用戶 提出的控制方案，則由 TDC3000系統(tǒng)提供的一套高級(jí)控制語(yǔ)言（ CL）來(lái) 完成，它是適合于過(guò)程的語(yǔ)言， 用來(lái)實(shí)現(xiàn)特殊的控制策略。 圖4。4中的幾 處CL程序，解決兩股燃料熱量的波動(dòng)和穩(wěn)定煙道氣的氧含量。 4.4 舉例說(shuō)明TDC3000標(biāo)準(zhǔn)算法。 答：TDC3000提供了許多標(biāo)準(zhǔn)算法，諸如算術(shù)運(yùn)算、PID、比率、超前/滯后、 選擇器等。這里以算術(shù)運(yùn)算為例，介紹標(biāo)準(zhǔn)算法和相應(yīng)的圖標(biāo)。TDC3000 的圖標(biāo)類型分為：檢測(cè)類、控制類、算術(shù)類、程序類等。 檢測(cè)類的圖標(biāo)為： 控制類的圖標(biāo)為： 算術(shù)類的圖標(biāo)為： 程序類的圖標(biāo)

35、為： 算術(shù)算法分為：加法、乘法、除法，它們的表達(dá)式和圖標(biāo)分別為 加法： c ki xi k2X2 其中ki,k2為刻度系數(shù)，工程單位。 乘法：c kx1x2 其中k k1k2為刻度系數(shù)，工程單位。 除法：c kx1 / x2 其中k k1 /k2為刻度系數(shù)，工程單位。 4.5 TDC3000的LCN系統(tǒng)由哪幾部分構(gòu)成？簡(jiǎn)述各部分的作用。 答：TDC3000的LCN系統(tǒng)包括：局域控制網(wǎng)絡(luò) UCN、高速通道接口 HG、通 用操作站US、應(yīng)用模塊AM、歷史模塊HM、計(jì)算機(jī)接口 CG、LCN擴(kuò)展 器接口 NIM、通用工作站 UWS、工廠信息網(wǎng)絡(luò)接口 PINM、可編程控制 器接口 PLCG。 LCN網(wǎng)是

36、TDC3000的主干網(wǎng)，是短程高速通信鏈，采用冗余結(jié)構(gòu)，令牌 存取通信控制方式，符合 IEEE802。4，傳輸速率為5Mbit/s ，總線拓 撲結(jié)構(gòu)，傳輸距離不大于 300m。其功能就是聯(lián)接一系列內(nèi)部模件。 通用操作站是 TDC3000的主要人機(jī)接口。由操作員、工程師或維護(hù)人員 用來(lái)完成不同的任務(wù)，例如生成全系統(tǒng)的管理調(diào)度圖表畫面，生成歷 史畫面和趨勢(shì)畫面等等。 通用工作站是TDC3000的又一個(gè)人機(jī)接口， 具有US的全部功能。它主要 是為工廠辦公室管理設(shè)計(jì)的，用做模塊標(biāo)準(zhǔn)控制臺(tái)或?qū)ｉT用戶控制臺(tái)， 對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作和管理，具有“觸摸屏幕”和“開窗 口”功能。 應(yīng)用模塊是用控制語(yǔ)言

37、(CL：Control Language )來(lái)完成 UCN 和 HW 網(wǎng) 絡(luò)上所連接的模件不能完成的高級(jí)控制功能、 復(fù)雜及多變量運(yùn)算功能， 提高過(guò)程控制及管理水平。 歷史模塊是 TDC3000 的存儲(chǔ)單元，可以用來(lái)存儲(chǔ)過(guò)程報(bào)警、操作員狀態(tài) 改變、操作員信息、系統(tǒng)狀態(tài)改變、系統(tǒng)維護(hù)及提示信息、連續(xù)過(guò)程 歷史數(shù)據(jù)等。 NIM 網(wǎng)絡(luò)接口模塊提供了 UCN 與 LCN 網(wǎng)絡(luò)的通訊指標(biāo)及協(xié)議間相互轉(zhuǎn) 換，它使 LCN 網(wǎng)上模塊能訪問(wèn) UCN 設(shè)備的數(shù)據(jù)， 并將 LCN 上的程序 與數(shù)據(jù)庫(kù)裝載到 APM 等 UCN 設(shè)備上；也可將 NIM 設(shè)備的報(bào)警及信 息傳遞到 LCN 網(wǎng)絡(luò)。 HG 高速通道接口是 H

38、W 網(wǎng)與 LCN 網(wǎng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和格式變換的雙向 接口，主要作用是信息交換、匹配、診斷、報(bào)警和時(shí)間同步。 CG 計(jì)算機(jī)接口提供了諸如 DEC、IBM 、 HP 等上位機(jī)與 LCN 網(wǎng)絡(luò)相連接 的接口。 PLCG 可編程控制器接口是 LCN 網(wǎng)絡(luò)與 PLC 可編程控制器進(jìn)行通信的接口 模件。 PINM 工廠信息網(wǎng)絡(luò)接口：是 LCN 與 PIN (全廠信息網(wǎng)絡(luò)： Plant Information Network Module )網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的接口模件。 4.6 TDC3000的UCN系統(tǒng)由哪幾部分構(gòu)成？簡(jiǎn)述各部分的作用。 答： TDC3000 的 UCN 系統(tǒng)包括：通用控制網(wǎng)絡(luò) UCN 、邏

39、輯控制站 LM 、過(guò)程 管理機(jī) PM 、先進(jìn)過(guò)程管理機(jī) APM 。 通用控制網(wǎng)絡(luò)是以 MAP 為基礎(chǔ)的雙冗余實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò)，采用令牌總線通訊方 式，傳輸速率為 5Mbit/s ，支持 32 個(gè)冗余設(shè)備， 應(yīng)用層采用 RS511 標(biāo)準(zhǔn)。 UCN 網(wǎng)是作為直接與過(guò)程相連接的數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備的通信通道。 邏輯控制站 LM 是用于邏輯控制的現(xiàn)場(chǎng)控制站。它具有 PLC 控制的特點(diǎn)，同時(shí) LM 在 UCN 網(wǎng)絡(luò)上可方便地與系統(tǒng)中各模件進(jìn)行通信，使DCS 與 PLC 更 有機(jī)地結(jié)合，并能使其數(shù)據(jù)集中顯示、操作和管理。 過(guò)程管理站 PM 集多功能控制器和過(guò)程接口單元兩者功能于一體，并在速度、 容量和功能方面有

40、更大改進(jìn)和提高。 先進(jìn)過(guò)程管理站 APM 是過(guò)程管理站（ PM ）的發(fā)展，它為用戶提供一個(gè)可靠的 輸入/ 輸出及控制技術(shù)，除了具有 PM 的相同功能外， APM 還可以提供更 密集的連續(xù)控制和離散控制以及某一裝置的子系統(tǒng)信息。 4.7 一冷卻系統(tǒng)如圖 P4-7 所示，已知液位傳感器 LI01 在高限時(shí)觸點(diǎn)“ ON”，LI02 在低限時(shí)“ or”，溫度傳感器ti在降到規(guī)定溫度時(shí)觸點(diǎn)“ or”，寫出下列順序 控制的 CL 語(yǔ)言程序。 步驟： 1進(jìn)液操作：進(jìn)液達(dá)到液面上限為止； 2 冷卻：冷卻到 TI 下限溫度為止； 3 出液操作；出液到工作液面液面下降到下限液位為止。 A詡菲工寧 圖P4-7 某冷

41、卻系統(tǒng) 答：冷卻系統(tǒng)的順序控制CL語(yǔ)言程序?yàn)椋?OPEN V001 WAIT LIO仁 “ON ” CLOSE V001 OPEN V002 WAIT LI02= “ON ” CLOSE V002 OPEN V003 WAIT TI02= “ON ” CLOSE V003 END 4.8 已知夾套容器的串級(jí)控制策略如圖P4-8所示。容器的加熱是通過(guò)下列順序控 制實(shí)現(xiàn)的。請(qǐng)寫出對(duì)應(yīng)的CL語(yǔ)言程序。 步驟: 1 .設(shè)定TIC101方式=MAN 2 .設(shè)定TIC101的輸出=100% 3 .等待溫度測(cè)量值 TIC100=200 T; 4 .設(shè)定TIC101 方式=AUTO 5 .設(shè)定TIC101的給

42、定值=300 T; 6 .等待30分鐘； 7 .設(shè)定TIC101 方式=CASC TICK10 K；01 圖P4-8夾套容器的串級(jí)控制 答：夾套容器順序控制的 CL語(yǔ)言程序?yàn)? SET TIC101。 MODE=MAN SET TIC101。 OP=100% WAIT TIC100 。PV=200 T SET TIC101。 MODE=AUTO SET TIC101。 SP=300 T WAIT 30mi n SET TIC101。 MODE=CASC END 第 5 章 集散型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 5.1 集散型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有哪些方法？ 答：目前， DCS 設(shè)計(jì)一般采用三種方法：第一種：以

43、制造廠為主導(dǎo)，根據(jù)設(shè)計(jì) 單位的詳細(xì)設(shè)計(jì)，由制造廠完成應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)、組態(tài)、生成和調(diào)試；第 二種：制造廠、用戶及設(shè)計(jì)單位三方合作完成 DCS 的設(shè)計(jì)、組態(tài)、生成和 調(diào)試；第三種：制造廠僅僅提供硬件和技術(shù)指導(dǎo)，軟件組態(tài)、生成和調(diào)試 由設(shè)計(jì)單位完成。 5.2 集散型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括哪些階段？ 答：集散控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)階段： 總體設(shè)計(jì)：是 DCS 設(shè)計(jì)的初期階段。 初步設(shè)計(jì)：介于總體設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)之間的設(shè)計(jì)，其基本任務(wù)是在總體設(shè)計(jì)的 基礎(chǔ)上，為 DCS 的每一個(gè)子系統(tǒng)提出控制方案。 詳細(xì)設(shè)計(jì)：是初步設(shè)計(jì)在 DCS 上的具體實(shí)現(xiàn)。 5.3 評(píng)價(jià)集散型控制系統(tǒng)的準(zhǔn)則是什么？ 答： DCS 運(yùn)行

44、不受故障影響； DCS 不易發(fā)生故障；能夠迅速排除故障； DCS 的性能價(jià)格比較高。 5.4 在集散型控制系統(tǒng)選型時(shí)，主要需要考慮哪些性能指標(biāo)？ 答： DCS 選型時(shí)，需要考慮的性能指標(biāo)有： 可靠性：即系統(tǒng)能否長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行； 實(shí)用性：控制系統(tǒng)的各方面技術(shù)指標(biāo)能否全面滿足生產(chǎn)控制的要求； 系統(tǒng)軟件：包括組態(tài)軟件及監(jiān)控軟件是否齊全、完善、可靠和方便，用戶是否 自己完成組態(tài)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試及運(yùn)行后是否便于維護(hù)； 價(jià)格：系統(tǒng)價(jià)格是否合理、用戶是否可以接受； 可操作性：控制系統(tǒng)的人機(jī)界面是否便于操作人員的操作，畫面是否直觀，系 統(tǒng)是否是中文報(bào)表等； 維修性：故障診斷功能是否完善，故障指示是否明確，硬件維修是否

45、方便，用 戶是否自行完成維修，模板是否可帶電拔插而不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行； 備品備件供應(yīng)是否充足、 價(jià)格是否合理； 是否能及時(shí)得到廠家技術(shù)人員的幫助； 培訓(xùn)的力度如何、方便程度如何、費(fèi)用高低、能否實(shí)際上機(jī)操作等。 5.5 集散型控制系統(tǒng)的調(diào)試一般包括哪些內(nèi)容？ 答： DCS 的調(diào)試分一般分成三個(gè)部分內(nèi)容：工廠調(diào)試、用戶現(xiàn)場(chǎng)離線調(diào)試和在 線調(diào)試。 第6章現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與應(yīng)用 6.1什么是現(xiàn)場(chǎng)總線？ 答：根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)IEC (International Electrotechnical Commision) 標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場(chǎng)基金會(huì) FF(Fieldbus Fou ndatio n) 的定義，現(xiàn)場(chǎng)總線的概

46、念一 般為：一種用于智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的開放式、數(shù)字化、雙向串 行、多節(jié)點(diǎn)的底層通信總線。 6.2現(xiàn)場(chǎng)總線的本質(zhì)含義表現(xiàn)在哪些方面？ 答：1 現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)；2 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互聯(lián)；3 互操作性；4 分散功 能塊；5 通信線供電；6 開放式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。 6.3現(xiàn)場(chǎng)總線有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 答：1.全數(shù)字化；2 .全分布；3 .雙向傳輸；4 .自診斷；5 .節(jié)省布線 及控制室空間；6 .多功能儀表；7 .開放性；&互操作性；9 .智能 化與自治性 6.4現(xiàn)場(chǎng)總線有哪幾種典型類型？它們各有什么特點(diǎn)？ 答：常用的現(xiàn)場(chǎng)總線有 5種類型，它們的特點(diǎn)如下表所示。 特性 現(xiàn)場(chǎng)總線類型 FF Profibus HART

47、 CAN LonWorks 開發(fā)公司 Fisher-Rosemount Siemens Rosemount Bocsh Echelon 應(yīng)用范圍 儀表 PLC 智能變送器 汽車 樓宇自動(dòng)化、工業(yè)自 動(dòng)化 OSI網(wǎng)絡(luò) 層次 1、2、7 1、2、7 1、2、7 1、2、7 1-7 通訊介質(zhì) 雙絞線、光纜、同 軸電纜 雙絞線、光纜 電源信號(hào)線 雙絞線 雙絞線、光纜、同軸 電纜、無(wú)線和電力線 介質(zhì)訪問(wèn) 方式 令牌、主從 令牌、主從 令牌、查詢 位仲裁的 CSMA 可預(yù)測(cè)P堅(jiān)持CSMA (PP CSMA CR) CSMA/CA 糾錯(cuò)方式 CRC CRC CRC CRC CRC 最大傳輸 速率 2.5 Mbps 12 Mbps 12 Mbps 1 Mbps 1.25 Mbps 最大節(jié)點(diǎn) 數(shù) 32 (H1) 124 ( H2) 128 15 110 32000 優(yōu)先級(jí) 有 有 有 有 有 安全性 是 是 是 是 是 開發(fā)工具 有 有 有 有 6.5現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)（FCS與傳統(tǒng)的集散型控制系統(tǒng)（DCS相比較，有哪些特點(diǎn)？ 答：1.數(shù)字式通信方式取代設(shè)備級(jí)的模擬量（如 420mA , 05V等信號(hào)） 和開關(guān)量信號(hào)。 2 .在車間級(jí)與設(shè)備級(jí)通信的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)。 3.現(xiàn)場(chǎng)總線是工廠自動(dòng)化過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信的一次數(shù)字化革命。 4 現(xiàn)場(chǎng)總線使自控系統(tǒng)與設(shè)備加入工廠信息網(wǎng)絡(luò)，成為企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)