集散控制新版系统与现场总线试题习题及答案.doc

本答案仅供参照。
第1章 绪论

1.1 什么是过程计算机控制系统？它由哪几某些构成？通过详细示例阐明。
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普通有五种类型：
操作指引控制系统；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 计算机控制系统硬件普通有哪几大重要构成某些？各某些是如何互相联系？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：计算机控制系统硬件普通涉及：主机、外部设备、过程输入输出设备。两个过程通道，一种是输入通道，另一种为输出过程通道。
输入过程通道涉及：A/D通道----把模仿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。
输出过程通道涉及：D/A通道----把数字信号转换成模仿信号后再输出；
DO通道-----直接输出开关量信号或数字量信号。
1.4 直接数字控制系统硬件由哪几某些构成？
答：直接数字控制系统硬件重要有计算机（主机）、过程输入输出通道、操作台和计算机辅助设备构成。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。位置式依照偏差计算阀门位置，增量式依照偏差计算阀门变化；速度式依照偏差变化限度计算阀门变化。
1.6 试推导计算机控制系统控制算法位置式、增量式和速度式。
答：模仿控制算法为

其中，----比例增益
----积分时间常数
在采样周期相称短暂时，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）
---第次输出偏差校正值
---第次采样值偏差校正值
1.7 试推导计算机控制系统控制算法位置式、增量式和速度式。
答：模仿控制算法为

其中，----比例增益
----微分时间常数
在采样周期相称短暂时，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）
---第次输出偏差校正值
---第次采样值偏差校正值
1.8 集散型控制系统产生因素是什么？为什么集散型控制系统能得到广泛应用？
答：随着生产规模扩大，生产过程复杂限度提高，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、实现多变量有关联对象控制规定，导致集散控制系统产生。DCS吸取了操作指引控制系统和直接数字控制系统长处，实现功能分散化，危险分散化，而管理和显示集中，灵活应用使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，集散型控制系统长处是什么？
答：与直接数字控制系统相比，集散控制系统具备控制功能分散、危险分散，而参数显示和操作高度集中长处。
1.10 集散型控制系统发展方向是什么？
答：集散控制系统发展方向体当前两个方向上一种方向是向上发展，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；另一种方向是向下发展，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）导论

2.1 什么是集散型控制系统？它重要特点是什么？
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(control)（简称4C技术）发展产物，它是一种通过通信网络将现场控制站、操作员站、工程师站联系起来，共同完毕分级控制、集中管理综合控制系统。
它重要特点是：①可靠性高 ②灵活扩展性 ③完善自主控制性 ④完善通信网络。
2.2 集散型控制系统设计思想是什么？
答：集散控制系统设计思想是：危险分散、控制功能分散，而操作和管理集中。
2.3 集散型控制系统普通由哪几某些构成？各自重要功能是什么？
答：集散控制系统普通由过程控制单元、数据采集器、CRT显示操作站、管理计算机以及高速数据通路五某些构成。
过程控制单元：实现对DCS一种或各种回路较复杂闭环控制。
数据采集器：针对生产过程中非控制变量而言，实现数据采集、预解决以及实时数据进一步加工，供CRT操作站显示和打印，实现开环监视
CRT显示操作站：它是DCS与外界联系人机接口，具备显示控制过程中各种信息、监视操作、输出报表，还对DCSPCU和PIU进行组态，实现系统操作和管理。
高速数据通路：它将过程控制单元、操作站、管理计算机等设备连接成一种完整DCS，以一定速率在各单元之间完毕数据、指令及其他信息传播，普通设立成冗余构造。
管理计算机：综合监视DCS单元，管理DCS所有信息，具备进行大型复杂运算能力以及多输入、多输出控制功能，以实现系统最优控制和全厂优化管理。
2.4 什么是计算机网络？集散型控制系统通信网络常采用什么类型网络形式？
答：凡是将地理位置不同并且具备独立功能各个计算机系统通过通信设备和线路将它们连接起来，由功能完善网络软件（网络合同、信息互换方式、控制程序和网络操作系统）实现网络资源（硬件、软件、信息）共享。集散控制系统惯用总线网和环形总线网络。
2.5 什么是通信网络合同？惯用通信网络合同有哪几种？
答：由网络全体“成员”共同遵守一套“商定”，以实现彼此通信和共享资源，这就是网络合同。常用网络合同有：
开放系统互连参照模型OSI；IEEE802原则局域网原则；MAP制造业自动化通信合同；PROWAY过程数据高速公路。
2.6 试分别画出数字量：（1）65H和（2）BAH不归零、归零及差分曼彻斯特编码信号波形图。
答：65H转换为二进制是：01100101B

BAH转换为二进制是：10111010B

2.7 已知数据传播中发送端码元序列为01101101B，试求接受端码元序列分别为01101100B和01100011B时差错码元序列。
答：当接受端码元序列为01101100B时差错码元序列为

当接受端码元序列为01100011B时差错码元序列为

2.8 已知信息码=1011，要生成循环码（8，4），设采用循环码生成多项式为：，求生成循环码。
答：由题意，信息码为=1011，相应多项式为

为了获得循环冗余码，将两边乘以，得

运用余式定理，再除以生成多项式得余式为

于是，循环冗余码所相应多项式为

相应二进制循环冗余码为 10111011
2.9 已知数据传送信噪比为10，频带宽度为3kHz，试求
（1）无噪声信道上理论极限传播能力；
（2）噪声信道上理论极限传播能力；
（3）双绞线噪声信道实际传播能力。
答：由题意，信噪比为，频带宽度为。
无噪声信道上理论极限传播能力为

bit/s
噪声信道上理论极限传播能力为

bit/s
双绞线噪声信道实际传播能力为
9600 bit/s
2.10 OSI参照模型分为几层？各层重要作用是什么？
答：OSI参照模型分为七层，各层重要作用如下表所示。
层次
定义
1．物理层
它是通信网上各设备之间物理接口，直接把数据位信息从一台设备传送到另一台设备。
2．数据链路层
它负责将传送数据按帧构造格式化，组织成帧，实现差错控制和介质访问控制，实现对物理层管理。
3．网络层
它重要功能是信息包途径选取和链路协调管理，防止链路死锁和堵塞。
4．传播层
它为会话层提供可靠而透明端对端传送服务，使信息传送无差错。
5．会话层
提供顾客进程之间一次会话，其目在于通过进程之间连接建立和调节，使得连接双方交互活动变得简易。
6．表达层
它功能是实现顾客与服务之间翻译与转换。
7．应用层
它为顾客进程通信执行面向应用任务，涉及必要监督和管理。
2.11 IEEE802原则涉及哪些内容？
答：IEEE802原则内容涉及：
IEEE802.1：系统构造和网络互连；
IEEE802.2：逻辑链路控制；
IEEE802.3：CSMA/CD总线访问办法和物理层技术规范；
IEEE802.4：Token Passing Bus访问办法和物理层技术规范；
IEEE802.5：Token Passing Ring访问办法和物理层技术规范；
IEEE802.6：都市网络访问办法和物理层技术规范；
IEEE802.7：宽带网络原则；
IEEE802.8：光纤网络原则；
IEEE802.9：集成声音数据网络。
2.12 阐明IEEE802.3，IEEE802.4 ，IEEE802.5通信合同重要解决网络通信哪一层问题？各有什么特点？
答：IEEE802.3、IEEE802.4、IEEE802.5通信合同重要解决网络通信中数据链路层问题。它们特点为
IEEE802.3：用于CSMA/CD总线访问办法和物理层技术规范；
IEEE802.4：用于Token Passing Bus访问办法和物理层技术规范；
IEEE802.5：用于Token Passing Ring访问办法和物理层技术规范；
2.13 在DCS中，对通信网络访问存取控制技术重要有哪几种？
答：在DCS中，惯用存取访问控制技术有：轮询(Poll)、令牌传送(Token Passing)、带有碰撞检测载波监听多重访问(CSMA/CD：Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)。
2.14 提高集散型控制系统可靠性途径有哪些？在软件、硬件方面各有什么办法？
答：DCS充分运用计算机技术、通信技术、显示技术、人机互换技术、硬件制造技术和其他电子技术上一系列最新技术成果，为了提高DCS可靠性，在系统构造、CRT操作站设立、通信系统配备、系统自诊断与在线维护功能、电源系统设计以及其他许多环节上均采用一系列办法。DCS在软件、硬件方面采用如下办法以提高可靠性：
1．DCS硬件采用宇航工艺，可靠性和性能价格比得到提高；
2．所有I/O卡具备良好浪涌电压吸取器及采用滤波、屏蔽等办法，能承受雷雨天气强烈电磁干扰；
3．对DCS管理计算机采用一系列安全保密办法，如设立各种权限，提高对数据库和文献等资源保护；
4．对操作员键盘和工程师键盘加以区别，采用键锁手段，防止人为导致系统故障。
2.15 集散型控制系统中，普通对核心性部件、系统要采用哪些冗余构造？
答：普通对DCS核心性环节均采用冗余化构造。即多重化构成自动备用方式，详细形式为同步运转方式；待机运转方式； 后退运转方式。
2.16 串级控制技术基本思想是什么？它有哪些长处？
答：串级控制是在单回路单参数控制系统基本上发展起来一种控制技术。由于普通单回路PID控制很难满足被控对象在各种干扰因素同步作用下，实现高精度控制规定。为此，引进了新控制技术，即在原控制系统控制回路中，增长一种或各种控制内回路，并且是互相串接，一种控制回路输出是另一种控制回路设定值，以达到控制也许引起被控对象发生变化各种干扰因素，提高控制系统性能指标，这就是串级控制技术基本思想。
串级控制系统中，副回路给系统带来许多长处：由于副回路作用，串级控制比单回路控制更具备抑制各种干扰能力，因而设计时应把重要干扰包括在副回路中；采用串级控制可以克服被控对象纯滞后影响，改进系统控制性能；若系统中具有非线性被控对象，把非线性被控对象包括在副回路中，可以适应操作条件和负荷变化，自动变化副回路控制器给定值，因而控制系统仍具备良好自适应能力。
2.17 前馈控制基本思想是什么？前馈和反馈相结合有什么好处？
答：前馈控制实质上是一种按扰动进行调节开环控制系统。当扰动产生后，被控变量尚未显示出变化前，依照扰动作用大小进行调节，以补偿扰动作用对被控变量影响。这种前馈作用运用恰当，可以使被控变量不会因扰动作用而产生偏差，比反馈控制要及时，并且不受系统滞后影响。
对于精准控制对象和扰动数学模型，如果补偿得当，对于某一特定扰动，前馈控制系统品质十分抱负，明显优于反馈控制系统。但是，要实现完全补偿并非易事，由于工业过程数学模型是时变、非线性；同步，扰动也是不可完全预见，前馈控制只能在一定限度上补偿扰动对被控制变量影响。因而，为了保证有更大适应性，在工业过程中经常把前馈控制与反馈控制结合起来，构成前馈-反馈控制系统。前馈控制克服重要扰动影响，反馈控制克服别的扰动及前馈补偿不完全某些。这样，系统虽然在大而频繁扰动下，依然可以获得良好控制品质。
2.18 试述Smith预估补偿控制系统设计思想及其实现。
答：Smith预估补偿控制系统设计思想：在控制系统设计时，为了提高系统控制质量，应尽量减少处在闭合回路中时滞，克服大时间滞后对控制系统影响。
它实现过程为：未加入Smith预估器时，系统闭环传递函数分母中具有时滞，它减少了系统稳定性。如果足够大，则系统将不稳定，这就是时滞过程难以控制因素。
为了改进系统控制品质，引入Smith预估器，使原闭环特性方程中不含时滞， 则规定Smith预估器传递函数为

通过Smith预估器补偿作用后，系统特性方程中不含项，消除了时滞项对控制系统影响，仅将控制作用在时间坐标上推移了一种时间，此时系统过渡过程及控制品质与无时滞完全一致。
2.19 惯用顺序控制系统编程办法有哪几种？其功能是什么？
答：惯用顺序控制系统编程办法诸多。如梯形逻辑图、功能模块、助记符及编程语言等。梯形逻辑图法是采用梯形逻辑图来描述顺序控制系统逻辑顺序关系；功能模块法把逻辑运算作为功能模块解决，按功能块组态办法连接起来完毕编程；助记符办法在可编程逻辑控制器编程时经常采用，它普通由操作码、标记符和元素参数表达；编程语言采用集散型控制系统提供语言或通用高档语言来编程。

第3章 国产集散型控制系统—HS

3.1 HS系统基本特点是什么？
答：可靠性高、以便、直观操作，维护以便，系统开放。
3.2 HS系统构造构成有何特点？
答：HS系统由三层网络构成，即管理协调网络、系统网络、控制网络，可依照不同系统规模、灵活配备成HS系统大型、中型和小型系统。
3.3 何谓DCS“三站一线”构造？
答：DCS三站指：工程师站、操作员站、现场控制站；一线指：网络。DCS就是通过网络将工程师站、操作员站、现场控制站联系起来，实现控制功能分散、危险分散，参数显示和管理集中档复杂控制。
3.4 HS系统I/O组件分为几种？它们有何区别？
答：HS系统I/O组件分为两种，一种为主控组件；另一种为辅助组件，两者唯一区别：主控组件内涉及主控制器CPU模板，而辅助组件内只涉及I/O功能模板，不涉及主控制器CPU模板。
3.5 已知某HS系统I/O现场控制站AI信号如下；
（1）控制回路：4~20mA，12路，供电型
（2）检测回路：4~20mA，28路，供电型
（3）热电阻回路：16路，隔离型
试选取所需I/O功能模板数量和型号，并配套选取I/O调理模板及其端子模板。
答：由教材第3章表3-1可知。
类型
数据点参数
功能模板类型及数量
调理模板类型及数量
端子模板类型及数量
冗余
AI1
控制回路，供电型4~20mA， 12路
2F40×1
2T42×1
2T30×1
否
AI2
检测回路，供电型4~20mA， 28路
2F40×2
2T42×2
2T30×2
否
AI3
热电阻回路，隔离型， 16路
2F40×1
2T41×2
2T30×1
否

3.6 已知某HS系统I/O现场控制站AO信号为：4~20mA，18路。试选取所需I/O功能模板、调理模板及其端子模板。
答：
类型
数据点参数
功能模板类型
调理模板类型
端子模板类型
冗余
AO
4~20mA， 12路
2F41
2T46
2T30
否

3.7 已知前题I/O现场控制站开关量信号如下：
（1）DI：干结点输入，38点
（2）DO：电平输出，32点
试分别选取所需I/O功能模板、调理模板及其端子模板。
答：
类型
数据点参数
功能模板类型及数量
调理模板类型及数量
端子模板类型及数量
冗余
DI
干结点，12路
2F60×2
2T60×2
2T30×3
否
DO
电平输出， 28路
2F60×1
2T61×1
2T30×2
否
3.8 某一中型HS系统DCS硬件配备如下图所示。

已知各I/O现场控制站信号如下表所示
站
号
信
号

11#
12#
13#
14#
AI
控制
4~20mA 12路*
4~20mA 18路*
-----
4~20mA 16路*
AI
检测
4~20mA 28路
-----
4~20mA 56路
1~5V 32路
AI
热电阻
16路
64路
16
-----
AO
热电偶
-----
20路
8
-----
AO
控制
4~20mA 12路*
4~20mA 18路*
4~20mA 8路
4~20mA 16路*
AO
检测
-----
4~20mA 16路
-----
1~5V 32路
DI
干结点48点
-----
干结点32点
干结点16点
DO

晶体管输出32点
-----
-----
-----
注：表中具有“*”标志各项均为冗余构造。
试选取__________站所需I/O功能模板、调理模板及其端子模板。
答：根据题意，选取14#现场控制站进行配备。
1、选取I/O功能模板型号及数量
类型
数据点参数
功能模板型号及数量
调理模板型号及数量
端子模板型号及数量
冗余
AI1
控制回路
4~20mA 16路*
2F40×1×2
2T42×1×2
2T30×1
是
AI2
检测回路
1~5V 32路
2F40×2
2T42×2
2T30×2
否
AO1
控制回路
4~20mA 16路*
2F41×1×2
2T46×1×2
2T30×1
是
AO2
检测回路
1~5V 32路
2F41×2
2T46×2
2T30×2
否
DI
干结点16点
2F60×1
2T60×1
2T30×1
否

2、现场控制站机柜设备配备
HS系统规定：
站名： 工程师站、操作员站、现场控制站。
站号： 01#~09#为工程师站1个、操作员站1~8个。
10#~31#为现场控制站。*为冗余标志。

站名：现场控制站 站名：11# 冗余标志：*
机架
槽号
功能模板型号
调理模板型号
端子模板型号
备注
现场电源
0
2F71*

现场电源冗余
1
2F71*

2

3

0#
机架
0
2F70*

系统电源冗余
1
2F80*

主控制器CPU模板冗余
2
2F80*

3
2F40*
2T42*
2T30
控制回路4~20mA 16路*
4
2F40*
2T42*

5
2F40
2T42
2T30
检测回路 1~5V 32路
6
2F40
2T42
2T30

7

1#

机架
0
2F70*

系统电源冗余
1
2F41*
2T46*
2T30
控制回路4~20mA 16路*
2
2F41*
2T46*

3
2F41
2T46
2T30
检测回路 1~5V 32路
4
2F41
2T46
2T30

5
2F60
2T60
2T30
干结点16点
6

7

3、I/O现场控制站模板表
型号
规格阐明
数量
单位
2F70
系统电源 5V DC
2
块
2F71
现场电源 24V DC 12A
2
台
2F80
主控制器CPU模板
2
块
2F40
多点模仿量输入模板
4
块
2F41
多点模仿量输出模板
4
块
2F60
多点开关量输入/输出模板
1
块
2T42
多点模仿量输入调理模板
4
块
2T46
多点模仿量输出调理模板
4
块
2T60
触点型开关量输入转换模板
1
块
2T30
通用外接量端子模板
7
块

第4章 大型集散型控制系统—TDC3000

4.1 TDC3000系统构造如何？特点是什么？
答：TDC3000系统从构造上看重要由三种通信网络构成，它们是局域控制网络LCN、通用控制网络UCN、高速数据公路HW，其特点是每种网络上都挂有不同功能模件，实现控制系统分散控制、集中管理。
4.2 TDC3000系统有哪些冗余办法？
答：TDC3000系统在构造上采用多级冗余办法，TDC3000大多数核心性单元都采用带有自动切换全冗余，局域控制网络LCN、通用控制网络UCN、高速数据公路HW始终冗余；
TDC3000在构造上还提供了历史模件中冗余盘和应用模件冗余来提高可靠性；
操作员控制台至少由三个通用工作站构成，对一操作员控制台，其冗余度由其他任何通用控制站来保证；
对于过程控制级，其冗余是由过程管理机中过程管理模件来实现，原则做法是采用三重冗余。
4.3 CL程序与原则算法关系如何？图4.4中有几处用CL程序，解决什么问题？
答：TDC3000系统所提供原则算法，几乎涉及所有控制状况，但对某些顾客提出控制方案，则由TDC3000系统提供一套高档控制语言（CL）来完毕，它是适合于过程语言，用来实现特殊控制方略。图4。4中几处CL程序，解决两股燃料热量波动和稳定烟道气氧含量。
4.4 举例阐明TDC3000原则算法。
答：TDC3000提供了许多原则算法，诸如算术运算、PID、比率、超前/滞后、选取器等。这里以算术运算为例，简介原则算法和相应图标。TDC3000图标类型分为：检测类、控制类、算术类、程序类等。
检测类图标为：
控制类图标为：
算术类图标为：
程序类图标为：
算术算法分为：加法、乘法、除法，它们表达式和图标分别为
加法：
其中为刻度系数，工程单位。
乘法：
其中为刻度系数，工程单位。
除法：
其中为刻度系数，工程单位。
4.5 TDC3000LCN系统由哪几某些构成？简述各某些作用。
答：TDC3000LCN系统涉及：局域控制网络UCN、高速通道接口HG、通用操作站US、应用模块AM、历史模块HM、计算机接口CG、LCN扩展器接口NIM、通用工作站UWS工厂信息网络接口PINM、可编程控制器接口PLCG。
LCN网是TDC3000主干网，是短程高速通信链，采用冗余构造，令牌存取通信控制方式，符合IEEE802。4，传播速率为5Mbit/s，总线拓扑构造，传播距离不不不大于300m。其功能就是联接一系列内部模件。
通用操作站是TDC3000重要人机接口。由操作员、工程师或维护人员用来完毕不同任务，例如生成全系统管理调度图表画面，生成历史画面和趋势画面等等。
通用工作站是TDC3000又一种人机接口，具备US所有功能。它重要是为工厂办公室管理设计，用做模块原则控制台或专门顾客控制台，对生产过程进行集中监视、操作和管理，具备“触摸屏幕”和“开窗口”功能。
应用模块是用控制语言（CL：Control Language）来完毕UCN和HW网络上所连接模件不能完毕高档控制功能、复杂及多变量运算功能，提高过程控制及管理水平。
历史模块是TDC3000存储单元，可以用来存储过程报警、操作员状态变化、操作员信息、系统状态变化、系统维护及提示信息、持续过程历史数据等。
NIM网络接口模块提供了UCN与LCN网络通讯指标及合同间互相转换，它使LCN网上模块能访问UCN设备数据，并将LCN上程序与数据库装载到APM等UCN设备上；也可将NIM设备报警及信息传递到LCN网络。
HG高速通道接口是HW网与LCN网之间进行数据传播和格式变换双向接口，重要作用是信息互换、匹配、诊断、报警和时间同步。
CG计算机接口提供了诸如DEC、IBM、HP等上位机与LCN网络相连接接口。
PLCG可编程控制器接口是LCN网络与PLC可编程控制器进行通信接口模件。
PINM工厂信息网络接口：是LCN与PIN（全厂信息网络：Plant Information Network Module）网络进行通信接口模件。
4.6 TDC3000UCN系统由哪几某些构成？简述各某些作用。
答：TDC3000UCN系统涉及：通用控制网络UCN、逻辑控制站LM、过程管理机PM、先进过程管理机APM。
通用控制网络是以MAP为基本双冗余实时控制网络，采用令牌总线通讯方式，传播速率为5Mbit/s，支持32个冗余设备，应用层采用RS511原则。UCN网是作为直接与过程相连接数据采集和控制设备通信通道。
逻辑控制站LM是用于逻辑控制现场控制站。它具备PLC控制特点，同步LM在UCN网络上可以便地与系统中各模件进行通信，使DCS与PLC更有机地结合，并能使其数据集中显示、操作和管理。
过程管理站PM集多功能控制器和过程接口单元两者功能于一体，并在速度、容量和功能方面有更大改进和提高。
先进过程管理站APM是过程管理站（PM）发展，它为顾客提供一种可靠输入/输出及控制技术，除了具备PM相似功能外，APM还可以提供更密集持续控制和离散控制以及某一装置子系统信息。
4.7 一冷却系统如图P4-7所示，已知液位传感器LI01在高限时触点“ON”，LI02在低限时“ON”，温度传感器TI在降到规定温度时触点“ON”，，写出下列顺序控制CL语言程序。
环节：
1．进液操作：进液达到液面上限为止；
2．冷却：冷却到TI下限温度为止；
3．出液操作；出液到工作液面液面下降到下限液位为止。

图P4-7 某冷却系统
答：冷却系统顺序控制CL语言程序为：
OPEN V001
WAIT LI01=“ON”
CLOSE V001
OPEN V002
WAIT LI02=“ON”
CLOSE V002
OPEN V003
WAIT TI02=“0N”
CLOSE V003
END
4.8 已知夹套容器串级控制方略如图P4-8所示。容器加热是通过下列顺序控制实现。请写出相应CL语言程序。
环节：
1．设定TIC101方式=MAN；
2．设定TIC101输出=100%；
3．等待温度测量值TIC100=200℉；
4．设定TIC101方式=AUTO；
5．设定TIC101给定值=300℉；
6．等待30分钟；
7．设定TIC101方式=CASC；

图P4-8 夹套容器串级控制
答：夹套容器顺序控制CL语言程序为：
SET TIC101。MODE=MAN
SET TIC101。OP=100%
WAIT TIC100。PV=200℉
SET TIC101。MODE=AUTO
SET TIC101。SP=300℉
WAIT 30min
SET TIC101。MODE=CASC
END

第5章 集散型控制系统设计与应用

5.1 集散型控制系统设计有哪些办法？
答：当前，DCS设计普通采用三种办法：第一种：以制造厂为主导，依照设计单位详细设计，由制造厂完毕应用软件设计、组态、生成和调试；第二种：制造厂、顾客及设计单位三方合伙完毕DCS设计、组态、生成和调试；第三种：制造厂仅仅提供硬件和技术指引，软件组态、生成和调试由设计单位完毕。
5.2 集散型控制系统设计涉及哪些阶段？
答：集散控制系统设计涉及如下几种阶段：
总体设计：是DCS设计初期阶段。
初步设计：介于总体设计与详细设计之间设计，其基本任务是在总体设计基本上，为DCS每一种子系统提出控制方案。
详细设计：是初步设计在DCS上详细实现。
5.3 评价集散型控制系统准则是什么？
答：DCS运营不受故障影响；DCS不易发生故障；可以迅速排除故障；DCS性能价格比较高。
5.4 在集散型控制系统选型时，重要需要考虑哪些性能指标？
答：DCS选型时，需要考虑性能指标有：
可靠性：即系统能否长期稳定运营；
实用性：控制系统各方面技术指标能否全面满足生产控制规定；
系统软件：涉及组态软件及监控软件与否齐全、完善、可靠和以便，顾客与否自己完毕组态、现场调试及运营后与否便于维护；
价格：系统价格与否合理、顾客与否可以接受；
可操作性：控制系统人机界面与否便于操作人员操作，画面与否直观，系统与否是中文报表等；
维修性：故障诊断功能与否完善，故障批示与否明确，硬件维修与否以便，顾客与否自行完毕维修，模板与否可带电拔插而不影响系统正常运营；
备品备件供应与否充分、价格与否合理；与否能及时得到厂家技术人员协助；培训力度如何、以便限度如何、费用高低、能否事实上机操作等。
5.5 集散型控制系统调试普通涉及哪些内容？
答：DCS调试分普通提成三个某些内容：工厂调试、顾客现场离线调试和在线调试。

第6章 现场总线技术与应用

6.1 什么是现场总线？
答：依照国际电工委员会IEC（International Electrotechnical Commision）原则和现场基金会FF(Fieldbus Foundation)定义，现场总线概念普通为：一种用于智能化现场设备和自动化系统开放式、数字化、双向串行、多节点底层通信总线。
6.2 现场总线本质含义体当前哪些方面？
答： 1．现场通信网络； 2．现场设备互联； 3．互操作性； 4．分散功能块； 5．通信线供电； 6．开放式互联网络。
6.3 现场总线有哪些长处？
答：1．全数字化； 2．全分布； 3．双向传播； 4．自诊断； 5．节约布线及控制室空间； 6．多功能仪表； 7．开放性； 8．互操作性； 9．智能化与自治性
6.4 现场总线有哪几种典型类型？它们各有什么特点？
答：惯用现场总线有5种类型，它们特点如下表所示。
特性
现场总线类型
FF
Profibus
HART
CAN
LonWorks
开发公司
Fisher-Rosemount
Siemens
Rosemount
Bocsh
Echelon
应用范畴
仪表
PLC
智能变送器
汽车
楼宇自动化、工业自动化
OSI网络层次
1、2、7
1、2、7
1、2、7
1、2、7
1-7
通讯介质
双绞线、光缆、同轴电缆
双绞线、光缆
电源信号线
双绞线
双绞线、光缆、同轴电缆、无线和电力线
介质访问方式
令牌、主从
令牌、主从
令牌、查询
位仲裁CSMA
可预测P坚持CSMA（PP CSMA CRC）
CSMA/CA
纠错方式
CRC
CRC
CRC
CRC
CRC
最大传播速率
2.5Mbps
12 Mbps
12 Mbps
1 Mbps
1.25 Mbps
最大节点数
32（H1）
124（H2）
128
15
110
3
优先级
有
有
有
有
有
安全性
是
是
是
是
是
开发工具
有
有

有
有

6.5 现场总线系统（FCS）与老式集散型控制系统（DCS）相比较，有哪些特点？
答：1． 数字式通信方式取代设备级模仿量（如4~20mA，0~5V等信号）和开关量信号。
2． 在车间级与设备级通信数字化网络。
3． 现场总线是工厂自动化过程中现场级通信一次数字化革命。
4． 现场总线使自控系统与设备加入工厂信息网络，成为公司信息网络底层，使公司信息沟通覆盖范畴始终延伸到生产现场。
5． 在CIMS系统中，现场总线是工厂计算机网络到现场级设备延伸，是支撑现场级与车间级信息集成技术基本。
6.6 现场设备有哪些某些构成？它们各自作用是什么？
答：现场设备或现场仪表是指变送器、执行器、服务器和网桥、辅助设备以及监控设备等。这些设备可通过双绞线、同轴电缆、光缆和电源线等传播线进行互联。
（1）变送器 惯用变送器有温度、压力、流量、物位和分析五大类，它既有检测、变换和补偿功能，又有PID控制和运算功能。
（2）执行器 惯用执行器有电动和气动两大类。执行器基本功能是控制信号驱动和执行，还内含调节阀输出特性补偿、PID控制和运算功能，此外有阀门特性自动校验和自诊断功能。
（3）服务器和网桥 服务器下接H1和H2，上接局域网LAN（Local Area Network）；网桥上接H2，下接H1。
（4）辅助设备