dcs和现场总线复习资料1

5、操作站的功能体系：操作站的功能有四类，即与系统有关的功能、操作员功能、操作员应用功能以及系统维护保养功能。

? 与系统有关的功能包括：命名系统、报警系统、安全系统、操作台组合及超级窗口。

为提高系统安全性，除了采用硬件密钥外还对操作监视进行分级。

? 操作员功能包括：操作、监视功能、记录功能以及基本功能。系统采用了窗口技术，

可以在需要的情况下，把需要的信息显示在一定的位置，便于操作和监视。窗口的调用采用触摸屏幕上的动态键或者动态变量。

? 操作员工程应用功能：操作员应用功能：目录画面、概貌画面的分配、控制分组画

面的分配、趋势图中过程变量的分配和趋势记录的保存、操作标志的分配和定义、功能键定义、操作顺序定义、辅助指导信息的定义以及向外部输出记录点的分配等。

6、趋势记录画面：使用灵活的趋势图组态工具，用户只需简单地从数据库中选择点名和相应的参数就可以在线组态趋势图画面。任何的历史数据采集间隔均可作为趋势数据的采样间隔。趋势显示功能包括实时趋势显示和历史趋势显示两种，都是用曲线方式反映过程变量的变化状态。

7、工程师站是承担从系统开发到系统保养等工程技术工作的多功能站，工程师站由服务器及工程师组态软件构成。它主要完成系统的配置、控制回路组态及下装目标运行系统到操作员站和现场控制站的功能。 工程师站中装载了操作员站软件后也可以作为操作员站使用。

第二章集散控制系统DCS的通信网络和系统特性

1、通信介质（传输介质、信道）是通信网络的物质基础。常见传输介质：双绞线、同轴电缆、光缆

2、同轴电缆由内导体（中心导体）、中间绝缘层、外屏蔽导体和外绝缘层构成。信号通过内导体和外导体传输。外导体一般是接地的，起屏蔽作用。同轴电缆分：基带同轴电缆 (如 50Ω同轴电缆 )用于基带传输。宽带同轴电缆 (如75Ω电视天线电缆)用于宽带传输。同轴电缆的数据传输速率、传输距离、可支持的节点数、抗干扰等性能优于双绞线，成本也高于双绞线，但低于光纤。 3、计算机网络 ：把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和介质连接起来，在功能完善的网络软件和协议的管理下，以实现网络中的资源共享。

4、网络拓扑结构：网络节点互连的方法。网络拓扑结构类型：星型、环型、总线型、树型、菊花链

5、网络控制方法：在通信网络中，使信息从发送装置迅速而正确地传递到接收装置的管理机制。常用的方法：查询、令牌传送、自由竞争、存储转发 6、存储转发式信息传送过程：

? ●源节点发送信息，到达它的相邻节点；

? ●相邻节点将信息存储起来，等到自己的信息发送完，再转发这个信息，直到把此

信息送到目的节点；

? ●目的节点加上确认信息 (正确) 或否认信息 (出错)，向下发送直至源站； ? ●源节点根据返回信息决定下一步动作，如取消信息或重新发送。

7、误码率是指通信系统所传输的总码元数中发生差错的码元数所占的比重 ( 取统计平均值 )，即Pe = pw / pt

? 式中 Pe——误码率；

? Pw——出错的码元数；

pt——传输的总码元数。

8、反馈重发纠错方式(ARQ)：在发送端，首先要对所发送的数据进行某种运算，产生能检测错误的帧校验序列，然后把校验序列与数据一起发往对方。

? 在接收端，根据事先约定的编码运算规则及校验序列，检查数据在传输过程中是否

有出错，并通过反馈信道把判决结果发回发送端。

? 发送端收到反馈信号若标明传送有错，则发送端重发数据，直到接收端返回信号标

明接收正确为止。?ARQ方式中，必须有一个反馈信道，并且只用于点对点的通信方式。

? 检错编码的方法很多，常用的有奇偶校验码和循环冗余校验码 CRC。 9、网络通信功能包括两大部分，即数据传输和通信控制。

在通信过程中，信息从开始发送到结束发送可分为若干个阶段，相应的通信控制功能也分成一组组操作。

一组组通信控制功能应当遵守通信双方共同约定的规则，并受这些规则的约束。 通信协议：对数据传输过程进行管理的规则。

10、开放系统互连参考模型( OSI)将开放系统的通信功能分为七层，描述了分层的意义及各层的命名和功能。ISO/OSI 模型由七层组成，从下至上分别为物理层、链路层、网络层、传送层、会话层、 表示层及应用层。

第三章 集散控制系统的算法

1、选择性控制系统-------当生产操作趋向限制条件时，一个用于控制不安全工况的控制方案将取代正常情况下的控制方案，直到生产操作重新回到安全范围以内恢复原控制方案为止。 选择性控制系统设有两个控制器（或多个变送器）由选择器选择出能适应生产安全状况的控制信号，实现对生产过程的自动控制。

2、前馈控制系统与反馈控制比较：

? 前馈控制比反馈控制及时有效

? 前馈控制属于开环控制系统，反馈控制是闭环控制系统

? 前馈控制使用的实施对象特性而定的专用控制器，反馈控制采用通用 PID控

制器

? 一种前馈作用之能克服一种干扰，反馈控制只用一个控制器就可克服多个干扰

3、位置式PID和增量式PID算法两者的区别

（１）而位置式PID每次输出与整个过去状态有关，容易产生较大的累积计算误差，增量式PID算法只需保持现时以前三个时刻的误差，计算增量，计算误差对控制量的计算影响较小；

（２）控制从手动切换到自动时，增量式PID比位置式PID更易于实现无冲击切换

4、饱和效应：在实际的控制系统中，控制变量的实际输出值往往受到执行机构性能的约束，而被限制在有限的范围内，即

。如果微机输出的控制变量超出此

工作范围，则实际执行的控制量就不再是计算值，由此将引起不期望的效应，称为饱和效应。

5、积分饱和：如果由于负载突变等原因，引起误差的阶跃，若根据PID算法公式计算出的控制量u超出了控制范围，例如，u>umax，那么实际上控制变量u就只能取上界值umax，而不是计算值，此时系统变量Y输出值虽在不断上升，但由于控制量受到限制，其增长要比没有受限制时慢，误差e将比正常情况下持续更长的时间保持在正值，而使公式中的积分项有较大的累积值，当过程变量输出值Y超出给定值后，开始出现负差，但由于积分项的累积值很大，还要经过一段时间t后，控制变量u才脱离饱和区，这样就使系统出现明显的超调，这种饱和

作用是由积分项引起的，故称为积分饱和。

6、克服积分饱和的方法：遇限制削弱积分法、积分分离法

7、控制度。所谓控制度，就是以模拟调节器为基准，将DDC的控制效果与模拟调节器的

?控制效果相比较。控制效果的评价函数通常采用 min （ 最小的误差平方积e2(t)dt?0分）表示。

?min?e2(t)dt??0??D? 控制度 ????min e2(t)dt???0??A

? 实际应用中并不需要计算出两个误差的平方积分，控制度仅表示控制效果的物理概

念。例如，当控制度为1.05时，就是指DDC控制与模拟控制效果基本相同；控制度为2.0时，是指DDC控制比模拟控制效果差。

7、前馈-反馈控制系统： 前馈控制的思路：被调量除了跟随给定量变化而应该变化外，扰动引起也能使被调量还会产生偏差，倘若在扰动出现时就能立即进行控制，而不是等到有偏差后再进行控制，这样就可以有效地消除扰动对系统被调量的影响。 特点：吸收前馈与反馈控制的优点，即前馈控制作用及时的优点及反馈控制能克服多个扰动和具有对被控参数进行反馈检测的长处。

8、一个集散控制系统工程设计可分为3个阶段：方案论证、方案设计、工程设计

第四章 集散控制系统的主要技术与应用实例

??1、方案论证也就是可行性研究设计(或简称可研设计)的主要任务： （1）功能规范的确定 、（2）系统配置 、（3）系统评价及选型

2、DCS 的控制范围：

? DCS是通过对各主要设备的控制来控制工艺过程。设备的形式、作用、复杂程度，

决定了该设备是否适合于用DCS 去控制。，以下设备宜采用DCS 控制。 ? (1) 工作规律性强的设备。 ? (2) 重复性大的设备。 ? (3) 在主生产线上的设备。

? (4) 属于机组工艺系统中的设备，包括公用系统。

? DCS通过对这些设备的控制实现对工艺过程的总体控制。除此以外，工艺线上的很

多独立的阀门、电动机等设备也往往是DCS的控制对象。

3、DCS 的控制深度

? 几乎任何一台主要设备是部分地由DCS 控制。DCS 有时可以控制这些设备的起停

和运行过程中的调节，但不能控制一些间歇性的辅助操作。而对有的设备，DCS 只能监视其运行状态，不能控制，这些就是DCS 的控制深度问题。DCS 的控制深度越深，就要求设备的机械与电气化程度越高，从而设备的造价越高。在总体设计中，要决定DCS 控制与监视的深度，使后续设计是可实现的。

4、DCS 的控制方式

? 这里的控制方式是指运行DCS 的方式，要确定以下内容。

? (1) 人机接口的数量，根据工艺过程的复杂程度和自动化水平决定人机接口的数量。 ? (2) 辅助设备的数量，包括工程师站、打印机等。

? (3) DCS 的分散程度，它对今后DCS的选择有重要的意义。

5、一个DCS项目从开始到结束可以分成：招标前准备、选型与合同、系统工程化设计与生成、现场安装与调试、运行与维护五个阶段。

6、DCS系统工程化设计与生成阶段要完成的工作

? (1) 进行联络会，确定项目进度及交换技术资料，提供设计依据和要求，形成《系

统设计》、《系统出厂测试与验收大纲》、《用户培训计划》。 ? (2) 用户培训。

? (3) 系统硬件装配和应用软件组态。 ? (4) 软件下装、联调与考机。 ? (5) 出厂测试与检验。

? (6) 系统包装、发货与运输。

7、DCS现场安装与调试阶段要完成的工作

? (1) 开箱验货和检查。 ? (2) 设备就位、安装。 ? (3) 现场接线。

? (4) 现场加电、调试。 ? (5) 现场考机。

? (6) 现场测试与验收。