集散控制系统(DCS)试卷A
《集散控制系统应用》试题（A 卷）
一、填空（40分）：
1. 集散控制系统通常由 、 、 、 和 五个主要部分组成。
2. 控制部分是集散系统的核心，其功能包括 、 、 和 控制。
3. 常用的通信介质主要有 、 和 。
4. 国产SUPCON JX-300X的三层通信网络是指 、 和 。
5. 集散控制系统又成为分散控制系统，英文简称 ；现场总线控制系统简称为 。
6. JX-300X集散控制系统控制站卡件有 、 和 。
7. 集散控制系统的设计一般分为 、 、 和 四个部分。
8. TDC3000系统早期技术比较成熟的现场控制站是 。
9. 冗余的两种方式是指 和 。
10. 写出五种常用的数字滤波算法 、 、 、 和 。
11. 从生产角度，集散控制系统大致分为 、 、 和 级。
12. T D C -3000万能控制网U C N 属于过程控制层，实时控制网络包括 、 和 。
13. 集散控制系统的验收分工厂验收和 两个阶段。
二、名词解释（20分）：
1、集散控制系统：
2、组态：
3、数字滤波：
4、现场总线：
5、实时：
三、简答（40分）：
1. 与常规模拟仪表相比，集散控制系统具有哪些优点？
2. 过程接口单元分为几类？各适用于什么场合？
3. 增强型操作站（EOS ）是有哪几部分构成的？其功能是什么？
4、集散控制系统选择的一般原则应考虑哪些方面？
试卷标准答案
一、填空：（每空1.5分, 共40分）
1、过程控制单元、过程接口单元、CRT 显示操作站、管理计算机、高速数据通道
2、连续控制、逻辑控制、顺序控制、批量控制
3、双绞线、同轴电缆、光缆
4、信息管理网、过程控制网络、SBUS 总线
5、DCS 、FCS
6、主控制卡、数据转发卡、系统I/O卡件
7、方案论证、方案设计、工程设计、系统文件设计
8、多功能控制站MC
9、工作冗余、后备冗余
10、程序判断法、中位值法、算术平均滤波法、递推平均滤波法、加权平均滤波法、一阶惯性滤波法、复合滤波法等（选5种）
11、过程控制级、控制管理级、生产管理级、经营管理级
12、过程管理站、先进过程管理站、逻辑管理站
13、现场验收
二、简答（每题15分）
1、集散控制系统（DCS ）是以微处理器为基础的分散性综合控制系统，是计算机、通信、CRT
显示和控制技术发展起来的产物。（3分）
常规模拟调节仪表组成的过程控制系统存在有许多局限性，例如：难以实现复杂的高级控制规律和参数的集中显示操作、难以实现多变量相关对象的控制。随着生产规模的扩大和工艺过程的复杂，相应的仪表屏增大，给操作人员的监视记录带来极大的不便。（5分）
而直接数字控制系统DDC 虽然用一台计算机可以控制几十个甚至几百个回路，但会导致危险集中，降低了系统的安全运行性。（3分）
集散控制系统吸收了模拟仪表和计算机集中控制的优点，采用危险分散、控制分散、而操作和管理集中的基本设计思想以及分层、分级和合作自治的结构形式，因此，集散控制系统不仅具有极高的可靠性、多功能性。而且人机联系便利，能够完成各类数据的采集与处理，实现各种复杂的高级控制。（4分）
2、过程接口单元PIU 根据接收信息的电平高低和本质安全要求的不同，分3类：
（1）高电平接口单元（HL-PIU ）：主要用于采集现场的4-20mA 或1-5V 的高电平信号。也具有数字输入/输出能力。扫描速率400点/秒，因而适合于要求扫描速率高的场合和需要DDC 控制的系统。对于要求本质安全防爆的系统应在现场仪表和PIU 之间增加安保器、安全栅，防止高能量窜入危险现场。（5分）
（2）低电平接口单元（LL-PIU ）：主要用于采集热电偶、热电阻等mv 级信号。只接收模拟和数字输入。mv 级低电平经程控放大、A/D转换、零偏校正、增益最佳化和报警限测试对热电偶信号进行冷端补偿和断偶检查。扫描速率160点/秒。（5分）
（3）低能量过程接口单元（LE-PIU ）：只要用于本质安全防爆系统，为远程多路传输的高电平或低电平模拟输入提供终端和数据处理。仅具有模拟和数字输入功能。现场传感器安装在远离PIU 的金属多路切换箱中，并设置有齐纳安保器，狗成本安系统。扫描速率16点/秒。5分）
3、增强型操作站：由硬件和硬件两部分组成。硬件包括CRT 监视器、键盘、软盘驱动器和电子组件箱四部分组成。软件主要由系统程序和数据磁盘组成。为了操作的安全可靠，一般由2-3台EOS 组成一个操作中心。（5分）
增强型操作站是TDC-3000BASIC 系统中最重要、最常用的人机接口，通过它对整个生产过程实现监视和管理。它的主要功能是对测点数据进行显示、报警和打印；对高速数据通道（HW ）设备进行组态和加载；对SOPL 程序的生成和加载以及对系统的诊断和报告。增强型操作站可以支持63台设备，由1500点细目显示、99页用户流程画面、100点趋势记录、20个报表、150个程序运算功能和32个批量过程管理。（10分）
4、集散系统的选择一般考虑以下原则：
（1）系统功能与生产过程要求
（2）先进性与成熟性兼顾
（3）系统生命周期与技术更新的权衡
（4）一次投资及多次投资的综合考虑
（5）系统的性能与技术管理水平的匹配
（5条原则答出10分，每条适当论述加1分）
、逻辑控制、顺序控制、批量控制
3、双绞线、同轴电缆、光缆
4、信息管理网、过程控制网络、SBUS 总线
5、DCS 、FCS
6、主控制卡、数据转发卡、系统I/O卡件
7、方案论证、方案设计、工程设计、系统文件设计
8、多功能控制站MC
9、工作冗余、后备冗余
10、程序判断法、中位值法、算术平均滤波法、递推平均滤波法、加权平均滤波法、一阶惯性滤波法、复合滤波法等（选5种）
11、过程控制级、控制管理级、生产管理级、经营管理级
12、过程管理站、先进过程管理站、逻辑管理站
13、现场验收
二、简答（每题15分）
1、集散控制系统（DCS ）是以微处理器为基础的分散性综合控制系统，是计算机、通信、CRT 显示和控制技术发展起来的产物。（3分）
常规模拟调节仪表组成的过程控制系统存在有许多局限性，例如：难以实现复杂的高级控制规律和参数的集中显示操作、难以实现多变量相关对象的控制。随着生产规模的扩大和工艺过程的复杂，相应的仪表屏增大，给操作人员的监视记录带来极大的不便。（5分）
而直接数字控制系统DDC 虽然用一台计算机可以控制几十个甚至几百个回路，但会导致危险集中，降低了系统的安全运行性。（3分）
集散控制系统吸收了模拟仪表和计算机集中控制的优点，采用危险分散、控制分散、而操作和管理集中的基本设计思想以及分层、分级和合作自治的结构形式，因此，集散控制系统不
仅具有极高的可靠性、多功能性。而且人机联系便利，能够完成各类数据的采集与处理，实现各种复杂的高级控制。（4分）
2、过程接口单元PIU 根据接收信息的电平高低和本质安全要求的不同，分3类：
（1）高电平接口单元（HL-PIU ）：主要用于采集现场的4-20mA 或1-5V 的高电平信号。也具有数字输入/输出能力。扫描速率400点/秒，因而适合于要求扫描速率高的场合和需要DDC 控制的系统。对于要求本质安全防爆的系统应在现场仪表和PIU 之间增加安保器、安全栅，防止高能量窜入危险现场。（5分）
（2）低电平接口单元（LL-PIU ）：主要用于采集热电偶、热电阻等mv 级信号。只接收模拟和数字输入。mv 级低电平经程控放大、A/D转换、零偏校正、增益最佳化和报警限测试对热电偶信号进行冷端补偿和断偶检查。扫描速率160点/秒。（5分）
（3）低能量过程接口单元（LE-PIU ）：只要用于本质安全防爆系统，为远程多路传输的高电平或低电平模拟输入提供终端和数据处理。仅具有模拟和数字输入功能。现场传感器安装在远离PIU 的金属多路切换箱中，并设置有齐纳安保器，狗成本安系统。扫描速率16点/秒。5分）
3、增强型操作站：由硬件和硬件两部分组成。硬件包括CRT 监视器、键盘、软盘驱动器和电子组件箱四部分组成。软件主要由系统程序和数据磁盘组成。为了操作的安全可靠，一般由2-3台EOS 组成一个操作中心。（5分）
增强型操作站是TDC-3000BASIC 系统中最重要、最常用的人机接口，通过它对整个生产过程实现监视和管理。它的主要功能是对测点数据进行显示、报警和打印；对高速数据通道（HW ）设备进行组态和加载；对SOPL 程序的生成和加载以及对系统的诊断和报告。增强型操作站可以支持63台设备，由1500点细目显示、99页用户流程画面、100点趋势记录、20个报表、150个程序运算功能和32个批量过程管理。（10分）
4、集散系统的选择一般考虑以下原则：
（1）系统功能与生产过程要求
（2）先进性与成熟性兼顾
（3）系统生命周期与技术更新的权衡
（4）一次投资及多次投资的综合考虑
（5）系统的性能与技术管理水平的匹配
（5条原则答出10分，每条适当论述加1分）