填空1.1975年，世界上第一套集散控制系统由Honeywell公司首先向市场推出，其型号是TDC2000。

2. 操作站的基本功能包括显示、操作、报警、系统组态、系统维护和报告生成。

3. OSI参考模型的七层分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

4.TDC3000系统中，一条LCN网最多可连40个模块，通过扩大器可连645个模块。

5. CS3000系统主要由操作站、现场控制站、工程师站、通信总线和通信网关等部分组成。

6.MACS现场控制站由控制机笼、主控制器、电源模块、智能I/O模块、端子模块、通信网络、控制机柜等部分组成。

7. 现场总线是一种数字式、双向传输、多分支结构和计算机局部网络的底层控制网络。

8. 典型的现场总线有Profibus、CAN、FF等。

9. 现场总线的基本设备有现场总线变送器、温度变送器、电流-现场总线转换器和现场总线-电流变换器等。

10. PROFIBUS现场总线的组态软件是STEP711。

11. 计算机控制系统由工业控制机和生成过程两大部分组成。

12. 计算机控制系统按参与控制的计算机不同，可分为工业控制机控制系统、PLC控制和单片机控制。

13. 集散控制系统是计算机技术、控制技术、显示技术和通信技术相结合的产物。

14. 计算机网络的拓扑结构主要有总线型、星型、环型、树型和网状型。

15. JX-300X集散控制系统控制站卡件有主控制卡、数据转发卡和I/O卡。

16. JX-300X DCS 的基本组态软件是sckey，实时监控软件是Advantrol/Advantrol-Pro17. 现场控制站的基本功能包括反馈控制、逻辑控制、顺序控制、批量控制、数据采集与处理和数据通信。

18. TPS集散控制系统的网络类型主要有工厂信息网路PIN、TPS过程控制网络TPN和万能控制网络UCN。

19. TDC3000集散控制系统的万能控制网UCN上挂接着过程管理站PM、先进过程管理站APM、万能控制网络UCN等。

20. CS3000集散控制系统的FCS有标准型、扩展型和紧凑型三种。

21. MACS通信网络主要分系统网络SNET、监控网络MNET和企业管理网ENET层次。

22. 计算机控制系统按其结构不同可分为集中结构和分散结构两大类。

23. 集散控制系统由工业控制机、通信网络和现场检测控制设备三大部分组成。

24. 常用的通信介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。

25. 集散控制系统又称为分散控制系统英文简称DCS，现场总线控制系统简称为FCS。

26. 集散控制系统的设计思想为集中管理、分散控制。

27. JX-300X DCS的通信网络主要有SBUS总线、过程控制网SC netII和信息管理网EYHERNET三个层次。

28.TDC3000系统的三种通信网络主要是局部控制网LCN、万能控制网UCN和数据高速通道DHW。

29. TPS集散控制系统中，一个HPMM最多能安装40块IOP和40块后备IOP。

30. CS3000系统RIO标准型FCS中，一个FCU最多连1031个节点。

31. MACS系统主要由网络、工程师站、操作员站、高级计算站、管理网网关、系统服务器、现场控制站、通信控制站等部分组成。

31.集散控制系统的设计一般分为方案论证、方案设计、工程设计和系统文件设计四个部分。

32. TDC3000系统早期技术比较成熟的现场控制站是多功能控制站MC。

33.冗余的两种方式是工作冗余、后备冗余。

34.写出五种常用的数字滤波算法程序判断法、中位值法、算术平均滤波法、加权平均滤波法和一阶惯性滤波法。

35.从生产角度，集散控制系统大致分为过程控制级、控制管理级、生产管理级和经营管理级。

36.集散控制系统的验收分工厂验收和现场验收两个阶段。

问答题(一). 简述DCS的操作员站、工程师站、监控计算机站的主要功能？操作站的主要功能为过程显示和控制、系统生成与诊断、现场数据的采集和恢复显示等。

工程师站的主要功能：控制系统组态的修改、控制参数的调试监控计算机的主要功能：在车间管理级与过程优化级之间起到信息传递的作用，同时可对信息进行优化计算，为系统决策提供参考。

(二). 简述组态设计的基本步骤。

（1）组态软件的安装按照要求正确安装组态软件，并将外围设备的驱动程序、通信协议等安装就绪。

（2）工程项目系统分析首先要了解控制系统的构成和工艺流程，弄清被控对象的特征，明确技术要求，然后再进行工程的整体规划，包括系统应实现哪些功能、需要怎样的用户界面窗口和哪些动态数据显示、数据库中如何定义及定义哪些数据变量等。

（3）设计用户操作菜单为便于控制和监视系统的运行，通常应根据实际需要建立用户自己的菜单以方便操作，例如设立一按钮来控制电动机的起/停。

（4）画面设计与编辑画面设计分为画面建立、画面编辑和动画编辑与链接几个步骤。

画面由用户根据实际工艺流程编辑制作，然后需要将画面与已定义的变量关联起来，以便使画面上的内容随生产过程的运行而实时变化。

（5）编写程序进行调试程序由用户编写好之后需进行调试，调试前一般要借助于一些模拟手段进行初调，检查工艺流程、动态数据、动画效果等是否正确。

（6）综合调试对系统进行全面的调试后，经验收方可投入试运行，在运行过程中及时完善系统的设计。

（三）. 什么是PROFIBUS总线？PROFIBUS总线有什么特点？PROFIBUS是一种国际性的开放式现场总线标准，是唯一的全集成H1（过程）和H2（工厂自动化）现场总线解决方案[12]，它不依赖于产品制造商，不同厂商生产的设备无须对其接口进行特别调整就可通信，因此它广泛应用于制造加工、楼宇和过程自动化等自动控制领域。

PROFIBUS现场总线系统的技术特点：①容易安装，节省成本。

②集中组态，建立系统简单。

③提高可靠性，工厂生产更安全、有效。

④减少维护，节省成本。

⑤符合国际标准，工厂投资安全。

（四）. DCS的层次结构一般分为几层，并说明每层的功能？集散控制系统分为四个层次，每个层次由多个计算机组成，分别行使不同的功能，自下而上分别是：现场控制级、过程控制级、过程管理级和经营管理级。

与这四层结构相对应的四层局部网络分别是现场网络、控制网络、监控网络和管理网络。

现场控制级的功能：一是完成过程数据采集与处理。

二是直接输出操作命令、实现分散控制。

三是完成与上级设备的数据通信，实现网络数据库共享。

四是完成对现场控制级智能设备的监测、诊断和组态等。

过程控制级功能：一是采集过程数据，进行数据转换与处理；二是对生产过程进行监测和控制，输出控制信号，实现反馈控制、逻辑控制、顺序控制和批量控制功能；三是现场设备及 I/O 卡件的自诊断；四是与过程操作管理级进行数据通信。

过程管理级功能：一是监视和控制生产过程；二是控制方式的无扰动切换，修改设定值，调整控制信号，操控现场设备，以实现对生产过程的干预；三是打印各种报表，复制屏幕上的画面和曲线等。

（五）. 简述现场控制站的基本功能。

现场控制站是多功能型的，其基本功能包括反馈控制、逻辑控制、顺序控制、批量控制、数据采集与处理和数据通信等功能（六）. 典型的现场总线有哪些？各有什么特点？（至少写3种）PROFIBUS现场总线系统的技术特点：①容易安装，节省成本。

②集中组态，建立系统简单。

③提高可靠性，工厂生产更安全、有效。

④减少维护，节省成本。

⑤符合国际标准，工厂投资安全。

基金会现场总线是一种全数字式的串行双向通信系统，它可以将现场仪表、阀门定位器等智能设备连接在一起，其自身可向整个网络提供应用程序。

它以 ISO/OSI 参考模型为基础，采用物理层、数据链路层和应用层为 FF 通信模型的相应层次，并在应用层上增加用户层。

ControlNet 现场总线采用并行时间域多路存取 CTDMA (Concurrent Time Domain Multiple Access) 技术，它不采用主从式通信，而采用广播或一点到多点的通信方式，使多个节点可精确同步获得发送方数据。

（七）. 计算机控制系统与常规仪表控制系统的主要异同点是什么？计算机控制系统的控制器由计算机来实现，是模拟、数字混合系统。

（八）. 概述DCS 的产生过程，并分析其设计思想。

早期计算机参与到控制中，采用的集中式结构，即由一个计算机完成所有的控制功能和对所有设备的控制，但这种集中式计算机控制系统危险集中、控制集中，且对中央节点的可靠性要求很高，因此逐渐被淘汰，后来随着通信网络技术的发展，出现了分散控制系统，由多个计算机分别完成多个控制功能和对多个生产设备的控制，其特点是集中操作、集中显示，分散控制、分散危险。

（九）. 什么是现场总线？与集散控制系统比较有哪些优点？现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的计算机局域网络，其网络节点是以微处理器为基础的、具有检测、控制、通信能力的智能式仪表或控制设备。

现场总线的优点(1)节省硬件数量与投资：由于现场总线系统中分散在设备前端的智能设备能直接实现多种测量、控制、报警和计算功能，因而可减少变送器的数量，不再需要单独的控制器、计算单元等，也不再需要DCS的信号调理、转换、隔离技术等功能单元及其复杂接线，还可以用工业PC机作为操作站，从而节省了大笔硬件投资。

随着控制设备的减少，控制室的占地面积还可随之减少。

(2)节省安装费用：现场总线系统的接线十分简单，一对双绞线或一条电缆可挂接多个设备，因而电缆、接线端子、槽盒、桥架的用量大大减少，连线设计与接头校对的工作量也大大减少。

当需要增加现场控制设备时，无需增设新的电缆，可就近连接在原有的电缆上，既节省了投资，也减少了设计、安装的工作量．(3)节省维护开销：由于现场控制设备具有自诊断与简单故障处理的能力，并通过数字通信将相关的诊断维护信息送往控制室，用户可以查询所有设备的运行，诊断维护信息，以便早期分析故障原因并快速排除。

缩短了维护停工时间，同时由于系统结构简化，连线简单而减少了维护工作量．(4)用户具有高度的系统集成主动权用户可以自由选择不同厂商所提供的设备来实现系统集成。

突破了选择某一品牌产品的种种限制，不会为系统集成中不兼容的协议和接口而一筹莫展，使系统集成过程中的主动权完全掌握在用户手中。

(5)提高了系统的准确性与可靠性：现场总线设备的智能化、数字化，从根本上提高了仪表的测量与控制的准确度，减少了传送误差。

同时，由于系统的结构简化，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强，减少了信号的往返传输，提高了系统工作的可靠性。

此外，由于设备标准化和功能模块化，因此还具有系统设计简单、构建灵活等优点。

现场总线控制系统具有信号传输全数字化、控制功能分散化、现场设备具有互操作性、通信网络全互连式、技术和标准全开放式等特点。