2010-2011-I课程试卷及参考答案-自动化工程学院-东北电力大学.doc

自 编 教 材 东北电力大学自动化工程学院 2012年7月16日 目 录 第一章：概论 2 1.1分散控制系统的产生 3 1.2分散控制系统的体系结构 8 1.3分散控制系统的分散方式 10 1.4 DCS的特点 11 1.5国内电厂DCS的应用情况 12 1.6 DCS的典型示例 13 1.7 HS2000系列DCS的网络体系 17 第二章：DCS的网络体系及数字通信技术 25 2.1 计算机网络的产生和发展 25 2.2网络的传输介质 27 2.3局域网络的拓扑结构 30 2.4网络的存取控制方式 34 2.5数据通信技术 38 2.6 网络互连 55 第三章：DCS的过程控制站 58 3.1 PCU的结构原理及一般特性 58 3.2 过程控制站的模件种类 63 第四章：DCS的人机接口站（MMI） 64 4.1 概述 64 4.2人-机通信分析 65 4.3基本功能 65 4.4集散控制系统的操作站 66 第五章 王滩电厂一期工程DCS资料选编 70 5.1 系统概况 70 5.2 机组自动化水平 71 5.3 DCS的主要功能与规模 72 5.4 DCS技术要求 73 5.5系统性能指标： 73 5.6数据采集系统（DAS） 77 5.7 模拟量控制系统（MCS） 84 本课程主要内容 讲述分散控制系统的发展、数据通信原理、过程控制站、运行员操作站组态软件实验、SIS、MIS系统简介。 课程设计：最后讲述分散控制系统的可靠性及工程设计（包括选型、国内各厂家型号特点、性价比等）、工程师站组态、组态编程及组态实验。 前言 随着现代化工业的飞速发展，工业生产过程的控制规模不断扩大，对过程控制和生产管理系统提出了越来越高的要求。面临着日趋激烈的市场竞争，我们的工业生产过程正处于一个由劳动力密集型、设备密集型、信息密集型到知识密集型的转变过程。在这一过程中，以计算机为基础而构成的控制、管理、决策系统无疑起着非常重要的作用。分散型控制(Distributed?control?system，简称Dcs)，正是在这种背景下产生的，它是继直接作用式气动仪表、气动单元组合仪表、电动单元组合仪表和组件组装式仪表之后的新一代控制系统。 在讲述分散控制系统之前咱们先了解一下工业控制的发展历程： （1）首先了解工业自动化控制仪表，它主要包括：变送器、调节器、调节阀等部件，这是最初的单元控制系统，也称基地式调节器。 （2）发展为气动组合式仪表 （3）电动组合式仪表 （4）计算机控制系统（DDC，Direct Digital Controller） 也称为直接数字控制系统 （5） 分散控制系统（DCS） 顺序控制系统（PLC） （PLC:Programmable Logic Controller） DCS+PLC控制系统 现场总线控制系统 （FCS,Fieldbus Control System） 第一章：概论 定义：以多台微处理器为核心，采用控制功能分散、显示操作集中，兼顾分而自治和综合协调原则设计的新一代仪表控制系统——即：计算机网络控制系统。称为 分散控制系统； 分散型综合控制系统； 集散型控制系统或集散系统。 在多数场合并不过分加以区别，英文Distributed Control System简称DCS。 控制仪表的分类： 按能源类型： 气动——60年代前的主要种类，简单、稳定、防爆，目前仍有应用。 液动——如汽轮机调速系统，简单、平稳、功率大，慢。 电动——50年代后发展（DDZ），快速，远传、功能强，应用广。 按信号类型： 模拟仪表——模拟电路为基础，模拟信号运算，仪表功能=硬件。 数字仪表——数字电路为基础，数字信号运算，仪表功能=硬件。 智能仪表——数字电路为基础，微处理机为核心，仪表功能=硬件+软件。 按结构形式： 基地式仪表——就地指示、记录、调节于一体。 单元组合式——50年代DDZ-I；60年代DDZ - II ；70年代DDZ-III 组件组装式——机柜+模件+电源+显示操作盘 集散控制式——4C技术 控制仪表的发展原因： 工业过程 仪表控制技术 微电子、计算机技术 控制仪表的发展过程： 基地式仪表 单元组合式 组件组装式： 由于生产过程向大型化、复杂化发展，模拟仪表控制系统遇到了难题： 模拟仪表的局限性： ? 生产规模大型化，中控室表盘愈来愈长，难于实现集中监视和操作。