DCS试题及答案.doc

DCS简答题 1、DCS基本含义是什么？试述其基本结构及各层结构的基本功能。 答：集散控制系统DCS ( Distributed Control System )，又称为分布式控制系统是利用计算机技术对生产过程进行集中监测、操作、管理和分散控制的一种新型控制技术。是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通讯网络技术、CRT技术、图形显示技术及人机接口技术相互渗透发展而产生的。DCS既不同于分散的仪表控制,又不同于集中式计算机控制系统,而是克服了二者的缺陷而集中了二者的优势。它具有通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠的特点,适用于石油、化工、冶金、轻工、造纸等各种生产过程,能提高生产自动化水平和管理水平,提高产品质量,降低能源消耗和原材料消耗,提高劳动生产率,保证生产的安全,促进工业技术发展,创造最佳的经济效益和社会效益。 1）直接控制层是DCS的基础，其主要设备试过程控制站（PCS）,PCS主要由输入输出单元（IOU）和过程控制单元（PCU）两部分组成。 输入输出单元(IOU)直接与生产过程的信号传感器、变送器和执行器连接，其功能一是采集反映生产状况的过程变量（如温度、压力、流量、料位、成分）和状态变量（如开关或按钮的通或断，设备的启或停），并进行数据处理；二是向生产现场的执行器传送模拟量操作信号（4mA~20mA DC）和数字量操作信号（开或关、启或停）。 过程控制单元下于IOU连接，上与控制网络（CNET）连接，其功能一是直接数字控制（DDC），即连续控制、逻辑控制、顺序控制和批量控制等；二是与控制网络通信，以便操作监控层对生产过程进行检测和操作；三是进行安全冗余处理，一旦发PCS硬件和软件故障，就立即切换到备用件，保证系统不间断地安全运行。 2）DCS的操作监控层是DCS的中心，其主要设备是操作员站（OS）、工程师站(ES)、监控计算机站(SCS)和计算机网关(CG1)。操作员站为32位（或64位）微处理机或小型机，并配置彩色CRT、操作员专用键盘和打印机等外部设备，供工艺操作员对生产过程进行监视、操作和管理，具备图文并茂、形象逼真、动态效应的人机界面（MMI）。工程师站为32位（或64位）微处理机，或由操作员站兼用。供计算机工程师对DCS进行系统生成和诊断维护；供控制工程师进行控制回路组态、人机界面绘制、报表制作和特殊应用软件编制。监控计算机站为32位或64位小型机，用来建立生产过程的数学模型，实施高等过程控制策略，实现装置级的优化控制和协调控制；并对生产过程进行故障诊断、预报和分析，保证安全生产。计算机网关用作控制网络（CNET）和生产管理网络（MNET）之间相互通信。 3）生产管理层的主要设备是生产管理计算机（manufactory management computer, MMC）, 一般由一台中型机和若干台微型机组成。改层处于工厂级，根据订货量、库存量、生产能力、生产原料和能源供应情况及时指定全厂的生产计划，并分解落实到生产车间或装置；另外还要根据生产状况及时协调全厂的生产，进行生产调度和科学管理，使全厂的生产始终处于最佳状态，并能应付不可预测的事件。计算机网关（CG2）用作生产管理网络（MNET）和决策管理网络（DNET）之间相互通信。 4）决策管理层的主要设备是决策管理计算机（decision management computer DMC）,一般由一台大型机、几台中型机、若干台微型机组成。改成处于公司级，管理公司的生产、供应、销售、技术、计划、市场、财务、人事、后勤等部门。通过收集各部门的信息，进行综合分析，实时作出决策，协助各级管理人员指挥调度，使公司各部门处于最佳运行状态。另外还协助公司经理指定中长期生产计划和远景规划。计算机网关（CG3）用作决策管理网络（DNET）和其他网络之间相互通信，即企业网和公共网络之间的信息通道。 2、DCS的发展状况及代表性产品。 答：DCS分为三个发展阶段： 1）第一代DCS（1975-1980）。具有多微处理器的集中分散控制系统，实现了集中监视、操作和管理，以及分散输入、输出、运算和控制，从而分散危险，克服了计算机集中控制系统的一个致命弱点。产生背景：微处理技术的发展，CRT技术的发展，冗余通信系统的发展。典型产品有：TDC2000(Honeywell) , MOD3(Taylor), SPECTRUM( Foxboro), TELEPERMM(Siemens). 2）第二代DCS（1980-1985）。产生背景：多功能过程控制单元，优化和质量管理能力的提高，控制系统规模系列化，通信网络功能进一步增强。典型产品有：TDC3000(Honeywell), MOD300(Taylor),