集散控制系统模拟题与答案汇编.docx
《集散控制系统模拟题与答案汇编.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《集散控制系统模拟题与答案汇编.docx（25页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
集散控制系统模拟题与答案汇编
（集散控制系统）模拟题
第一部分：
1、工业自动化根据被控对象的特点主要分为哪两类？
并举出主要应用行业。
2、常讲DCS是基于4C技术于一体的综合型控制系统，问4C指的是什么？
3、DCS的英文全称是什么？
4、说明PLC和DCS的主要异同。
5、在DCS的操作监视层常采用C/S结构，请问何谓C/S结构？
其主要特点是什么？
参考答案：
1、工业自动化根据被控对象的特点主要分为哪两类？
并举出主要应用行业。
过程自动化：
石油化工、电力、造纸等；间歇过程工业：
冶金、食品、制药、纺织等
电气传动自动化：
机床、汽车制造等
2、常讲DCS是基于4C技术于一体的综合型控制系统，问4C指的是什么？
计算机技术；通信技术；控制技术；CRT显示技术
3、DCS的英文全称是什么？
DistributedControlSystem
4、说明PLC和DCS的主要异同。
PLC是一个可编程控制器，主要处理数字量，主要应用低压电器，全数字变频器，传动装置，数控设备；DCS是一个系统，主要处理模拟量，主要应用现场变送器，过程分析仪，回路调节器，执行机构。
5、在DCS的操作监视层常采用C/S结构，请问何谓C/S结构？
其主要特点是什么？
客户机和服务器结构；实时交互性好，安全的存取模式，主要用于点对点结构模式；客户机和服务器需要分别安装客户端应用程序和服务端管理程序。
第二部分：
综合应用题
制作方案书
某企业年产20万吨/年三元硫基复合肥的生产主要有以下4个工段完成：
磷酸工段、氢钾工段、制氨工段、复合工段，各工段的I/O点如下表：
磷酸工段
氢钾工段
制氨工段
复合工段
AI
4~20mA
120
150
70
160
AI
热电阻PT100
25
40
22
50
AO
4~20mA
14
13
9
21
DI
24V
170
220
60
220
DO
24V
100
160
40
180
请利用课中所学知识为该企业的复合肥生产配置一套DCS系统，要求集中控制室要配置1台ES、4台OS，报表、报警打印机各1台，每个工段配置1套AS，I/O可集中配置也可分布式配置，按15%余量。
并选用合适的通讯网络。
请写出较合理的方案配置书（包含以下内容：
1、配置方案说明2、系统配置图3、I/O模板数量计算说明4、软硬件配置清单）。
附：
可供选择的主要硬件
1、工控机
SIMATIC箱式PC
MicroboxPC420（新产品新科技）
∙CPU：
Intel赛扬400MHz处理器,100MHzfrontsidebus/Intel赛扬650MHz处理器,100MHzfrontsidebus/Intel奔腾III933MHz处理器,133MHzfrontsidebus
∙内存：
128/256/512MBSDRAM133
∙Memory：
HD40GB或CF卡512MB/1GB
∙接口：
1*COM（RS232）,1*DVI-I（数字DVI+VGA）,ProfibusDP/MPI接口12MBit/s（CP5611）,CAN-bus总线可选
∙网络：
2*10/100Mbit独立控制
∙USB接口：
4*USBv2.0，高速480Mbit/s（2*highpower0.5A）
∙图形显示：
AGP,最高32MB显示内存
∙PC-Card：
最大3*PC/104/PC/104-Plus（扩展框架）
∙备份内存：
128KB
∙看门狗
∙LED：
5个状态显示灯（2个可被编程）
∙操作系统：
嵌入式WindowsXP/WindowsXPProfessionalMUI/RMOS3V3.30（实时操作系统）
∙软件：
WinAC
∙电源供电：
24VDC;20.4……28.8VDC并行
∙紧凑尺寸：
262mm*134mm*47mm
∙安装：
导轨安装或墙面安装
2、电源：
300系列（ET200）：
PS307电源
120/230VAC;24VDC;2A
6ES7307-1BA00-0AA0
120/230VAC;24VDC;5A
6ES7307-1EA00-0AA0
120/230VAC;24VDC;10A
6ES7307-1KA01-0AA0
400系列：
24VDC输入,5VDC输出,4A
6ES7405-0DA01-0AA0
24VDC输入,5VDC输出,10A
6ES7405-0KA01-0AA0
24VDC输入,5VDC输出,10A（可冗余）
6ES7405-0KR00-0AA0
24VDC输入,5VDC输出,20A
6ES7405-0RA01-0AA0
120/230VAC输入,5VDC输出,4A
6ES7407-0DA01-0AA0
120/230VAC输入,5VDC输出,10A
6ES7407-0KA01-0AA0
3、底板
9槽底板
ER2基板、9槽、仅可作扩展基板、可插冗余电源
6ES7403-1JA01-0AA0
UR2基板、9槽、可作中央基板或扩展基板、可插冗余电源
6ES7400-1JA01-0AA0
UR2-H基板、2*9槽、可作中央基板或扩展基板
6ES7400-2JA00-0AA0
18槽底板
UR1基板、18槽、可作中央基板或扩展基板、可插冗余电源
6ES7400-1TA01-0AA0
CR2基板、2段、18槽、可插冗余电源
6ES7401-2TA01-0AA0
ER1基板、18槽、仅可作扩展基板、可插冗余电源
6ES7403-1TA01-0AA0
4、CPU
400系列：
CPU412-2,144KBRAM（72KB程序,72KB数据块）最大扩展32KDI/DO,2KAI/AO1个MPI/DP接口,1个Profibus-DP接口16个控制回路
6ES7412-2XG04-0AB0
CPU414-2256KBRAM（128KB程序,128KB数据块）,最大扩展64KDI/DO4KAI/AO1个MPI/DP接口,1个Profibus-DP接口48个控制回路
6ES7414-2XG04-0AB0
CPU414H，冗余1个MPI/DP口，1个DP口和2个同步模块插槽其余同CPU414
6ES7414-4HJ04-0AB0
CPU416-21.6MBRAM（0.8MB程序,0.8MB数据块）,最大扩展128KDI/DO8KAI/AO1个MPI/DP接口,1个Profibus-DP接口96个控制回路
6ES7416-2XK04-0AB0
CPU417-4H4MBRAM（2MB程序,2MB数据块）,最大扩展128KDI/DO8KAI/AO1个MPI/DP接口,1个Profibus-DP接口,2个同步模块插槽
6ES7417-4HL04-0AB0
5、I/O模板
300系列/ET200：
SM321数字输入模板
16点输入,24V，DC,0.05毫秒延迟
6ES7321-1BH10-0AA0
16点输入,24V，DC,NPN输入型
6ES7321-1BH50-0AA0
32点输入,24V，DC
6ES7321-1BL00-0AA0
16点输入,交/直流24V~48V
6ES7321-1CH00-0AA0
32点输入,120V，AC
6ES7321-1EL00-0AA0
8点输入,120V/230V，AC
6ES7321-1FF01-0AA0
16点输入，120V/230V，AC
6ES7321-1FH00-0AA0
SM322数字输出模板
8点输出,24V，DC;2A
6ES7322-1BF01-0AA0
16点输出,24V，DC;0.5A
6ES7322-1BH01-0AA0
32点输出,24V，DC;0.5A
6ES7322-1BL00-0AA0
8点输出,120/230V，AC;1A
6ES7322-1FF01-0AA0
16点输出，120V/230V，AC，0.5A
6ES7322-1FH00-0AA0
32点输出，120V/230V，AC，1A，双宽度
6ES7322-1FL00-0AA0
8点继电器输出24VDC,2A/230VAC,2A
6ES7322-1HF01-0AA0
SM331模拟量输入模板
8通道隔离输入,10到14位精度（不含符号位）;0--10V,+10V, +20mA,4--mA,+1V
6ES7331-7KF02-0AB0
8通道隔离输入,16位精度,+/-5/10V,1-5V,+/-20mA,0/4--20mA
6ES7331-7NF00-0AB0
8通道隔离输入,16位精度;2/3/4线制电阻输入,40针
6ES7331-7PF00-0AB0
8通道隔离输入,16位精度;热电偶输入,40针
6ES7331-7PF10-0AB0
SM332模拟量输出模板
4通道隔离输出,12位精度;0--10V,+10V,+20mA,4--20mA
6ES7332-5HD01-0AB0
400系列：
数字量输入模板
32点输入24VDC
6ES7421-1BL01-0AA0
32点输入120VAC或DC
6ES7421-1EL00-0AA0
16点输入120/230VAC或DC
6ES7421-1FH20-0AA0
数字量输出模板
16点输出24VDC,2A
6ES7422-1BH11-0AA0
32点输出24VDC,0.5A
6ES7422-1BL00-0AA0
16点输出120/230VAC,2A
6ES7422-1FH00-0AA0
模拟量输入模板
16路输入,非隔离,13bits电压和电流信号
6ES7431-0HH00-0AB0
模拟量输出模板
8路输出,隔离,13bits,±10v,0-10v,1-5v;±20mA,0-0mA,4-20mA
6ES7432-1HF00-0AB0
6、通讯模板
CP443-1TCP通讯处理器
6GK7443-1EX11-0XE0
CP443-1高级以太网通讯处理器
6GK7443-1EX40-0XE0
CP443-5PROFIBUS通讯模板
6GK7443-5DX03-0XE0
CP444以太网通讯模块
6ES7444-1MX00-0XE0
IM153-1 ET200M 接口模块
6ES7153-1AA03-0XB0
CP5611profibus用于有PCI插槽的编程器/工控机/便携式工控机
6GK1561-1AA00
CP1512连接工控机到工业以太网，用于带有PCMCIA插槽的编程器/工控机/便携式工控机
6GK1151-1AA00
CP1612连接工控机到工业以太网，用于有PCI插槽的编程器/工控机/便携式工控机
6GK1161-1AA00
7、扩展模板：
400系列：
IM460-0发送接口板,带K-bus传送,最远距离3M
6ES7460-0AA01-0AB0
IM461-0接收接口板,带K-bus传送,最远距离3M
6ES7461-0AA01-0AA0
IM460-1发送接口板,不带K-bus传送,带5V电源,最远距离1.5M
6ES7460-1BA01-0AB0
IM461-1接收接口板,不带K-bus传送,带5V电源,最远距离1.5M
6ES7461-1BA01-0AA0
8、软件：
Winccserver
Winccclient
STEP7Professional除由STEP7识别的语言外，STEP7Professional支持所有IEC语言，•LAD •FBD和STL
Pcs7系统软件包，包括S7-SCLV5.1，DOCPROV5.1，CFCV6.0（2000），SFCV6.0，IEAV6.0，WinCCV6.0RC64K，WinCCAdvancedProcessControl，SIMATICNETBCE/WINDOWS2000
（集散控制系统）模拟题
第一部分：
6、何为过程自动化和电气传动自动化，各自的特点是什么？
7、DCS的概念如何描述？
8、要理解和掌握DCS，最好站在设计者的角度。
DCS的设计指导思想应是什么？
9、以西门子PCS7为例说明，系统中主要采用了那些通信协议？
10、工业以太网最多可连接多少个站点？
其通讯率是多少？
参考答案：
1、何为过程自动化和电气传动自动化，各自的特点是什么？
过程自动化：
流程过程工业；间歇过程工业；特点：
流程工业过程自动化以选用DCS为主，间歇过程工业以选用DCS+PLC混合使用为主。
电气传动自动化：
离散制造工业；特点：
以PLC为主。
2、DCS的概念如何描述？
DCS是在分散的仪表控制系统和集中型计算机控制系统的基础上，吸收了两者的优点，综合计算机技术、通讯技术、控制技术、CRT显示技术于一体的综合型控制系统。
DCS的结构是分布式的，从整体逻辑结构上讲是一个分支树结构。
系统结构垂直分为生产管理级、控制管理级和过程控制级，各级即相互独立又相互联系，纵向分散又集中；每一级又分为既独立又有联系的子站，即横向分散。
集中管理分散控制，整个系统始终贯穿着既集中又分散的原则。
3、要理解和掌握DCS，最好站在设计者的角度。
DCS的设计指导思想应是什么？
系统是否一目了然/系统发生故障时会出现什么情况/系统发生故障时如何处理系统出现故障时是否影响最小/系统是否出现故障时可以及时修复/系统需要哪些安全可靠措施/操作人员应具备哪些条件/系统是否可以灵活地进行扩展或根据环境变化方便地变更
4、以西门子PCS7为例说明，系统中主要采用了那些通信协议？
MpiProfibusIndustry-Etherent232485
5、工业以太网最多可连接多少个站点？
其通讯率是多少？
1024点；10（OR1000）MBit/s
第二部分：
综合应用题
制作方案书
某企业年产20万吨/年三元硫基复合肥的生产主要有以下4个工段完成：
磷酸工段、氢钾工段、制氨工段、复合工段，各工段的I/O点如下表：
磷酸工段
氢钾工段
制氨工段
复合工段
AI
4~20mA
120
150
70
160
AI
热电阻PT100
25
40
22
50
AO
4~20mA
14
13
9
21
DI
24V
170
220
60
220
DO
24V
100
160
40
180
请利用课中所学知识为该企业的复合肥生产配置一套DCS系统，要求集中控制室要配置1台ES、4台OS，报表、报警打印机各1台，每个工段配置1套AS，I/O可集中配置也可分布式配置，按15%余量。
并选用合适的通讯网络。
请写出较合理的方案配置书（包含以下内容：
1、配置方案说明2、系统配置图3、I/O模板数量计算说明4、软硬件配置清单）。
附：
可供选择的主要硬件
2、工控机
SIMATIC箱式PC
MicroboxPC420（新产品新科技）
∙CPU：
Intel赛扬400MHz处理器,100MHzfrontsidebus/Intel赛扬650MHz处理器,100MHzfrontsidebus/Intel奔腾III933MHz处理器,133MHzfrontsidebus
∙内存：
128/256/512MBSDRAM133
∙Memory：
HD40GB或CF卡512MB/1GB
∙接口：
1*COM（RS232）,1*DVI-I（数字DVI+VGA）,ProfibusDP/MPI接口12MBit/s（CP5611）,CAN-bus总线可选
∙网络：
2*10/100Mbit独立控制
∙USB接口：
4*USBv2.0，高速480Mbit/s（2*highpower0.5A）
∙图形显示：
AGP,最高32MB显示内存
∙PC-Card：
最大3*PC/104/PC/104-Plus（扩展框架）
∙备份内存：
128KB
∙看门狗
∙LED：
5个状态显示灯（2个可被编程）
∙操作系统：
嵌入式WindowsXP/WindowsXPProfessionalMUI/RMOS3V3.30（实时操作系统）
∙软件：
WinAC
∙电源供电：
24VDC;20.4……28.8VDC并行
∙紧凑尺寸：
262mm*134mm*47mm
∙安装：
导轨安装或墙面安装
2、电源：
300系列（ET200）：
PS307电源
120/230VAC;24VDC;2A
6ES7307-1BA00-0AA0
120/230VAC;24VDC;5A
6ES7307-1EA00-0AA0
120/230VAC;24VDC;10A
6ES7307-1KA01-0AA0
400系列：
24VDC输入,5VDC输出,4A
6ES7405-0DA01-0AA0
24VDC输入,5VDC输出,10A
6ES7405-0KA01-0AA0
24VDC输入,5VDC输出,10A（可冗余）
6ES7405-0KR00-0AA0
24VDC输入,5VDC输出,20A
6ES7405-0RA01-0AA0
120/230VAC输入,5VDC输出,4A
6ES7407-0DA01-0AA0
120/230VAC输入,5VDC输出,10A
6ES7407-0KA01-0AA0
3、底板
9槽底板
ER2基板、9槽、仅可作扩展基板、可插冗余电源
6ES7403-1JA01-0AA0
UR2基板、9槽、可作中央基板或扩展基板、可插冗余电源
6ES7400-1JA01-0AA0
UR2-H基板、2*9槽、可作中央基板或扩展基板
6ES7400-2JA00-0AA0
18槽底板
UR1基板、18槽、可作中央基板或扩展基板、可插冗余电源
6ES7400-1TA01-0AA0
CR2基板、2段、18槽、可插冗余电源
6ES7401-2TA01-0AA0
ER1基板、18槽、仅可作扩展基板、可插冗余电源
6ES7403-1TA01-0AA0
4、CPU
400系列：
CPU412-2,144KBRAM（72KB程序,72KB数据块）最大扩展32KDI/DO,2KAI/AO1个MPI/DP接口,1个Profibus-DP接口16个控制回路
6ES7412-2XG04-0AB0
CPU414-2256KBRAM（128KB程序,128KB数据块）,最大扩展64KDI/DO4KAI/AO1个MPI/DP接口,1个Profibus-DP接口48个控制回路
6ES7414-2XG04-0AB0
CPU414H，冗余1个MPI/DP口，1个DP口和2个同步模块插槽其余同CPU414
6ES7414-4HJ04-0AB0
CPU416-21.6MBRAM（0.8MB程序,0.8MB数据块）,最大扩展128KDI/DO8KAI/AO1个MPI/DP接口,1个Profibus-DP接口96个控制回路
6ES7416-2XK04-0AB0
CPU417-4H4MBRAM（2MB程序,2MB数据块）,最大扩展128KDI/DO8KAI/AO1个MPI/DP接口,1个Profibus-DP接口,2个同步模块插槽
6ES7417-4HL04-0AB0
5、I/O模板
300系列/ET200：
SM321数字输入模板
16点输入,24V，DC,0.05毫秒延迟
6ES7321-1BH10-0AA0
16点输入,24V，DC,NPN输入型
6ES7321-1BH50-0AA0
32点输入,24V，DC
6ES7321-1BL00-0AA0
16点输入,交/直流24V~48V
6ES7321-1CH00-0AA0
32点输入,120V，AC
6ES7321-1EL00-0AA0
8点输入,120V/230V，AC
6ES7321-1FF01-0AA0
16点输入，120V/230V，AC
6ES7321-1FH00-0AA0
SM322数字输出模板
8点输出,24V，DC;2A
6ES7322-1BF01-0AA0
16点输出,24V，DC;0.5A
6ES7322-1BH01-0AA0
32点输出,24V，DC;0.5A
6ES7322-1BL00-0AA0
8点输出,120/230V，AC;1A
6ES7322-1FF01-0AA0
16点输出，120V/230V，AC，0.5A
6ES7322-1FH00-0AA0
32点输出，120V/230V，AC，1A，双宽度
6ES7322-1FL00-0AA0
8点继电器输出24VDC,2A/230VAC,2A
6ES7322-1HF01-0AA0
SM331模拟量输入模板
8通道隔离输入,10到14位精度（不含符号位）;0--10V,+10V, +20mA,4--mA,+1V
6ES7331-7KF02-0AB0
8通道隔离输入,16位精度,+/-5/10V,1-5V,+/-20mA,0/4--20mA
6ES7331-7NF00-0AB0
8通道隔离输入,16位精度;2/3/4线制电阻输入,40针
6ES7331-7PF00-0AB0
8通道隔离输入,16位精度;热电偶输入,40针
6ES7331-7PF10-0AB0
SM332模拟量输出模板
4通道隔离输出,12位精度;0--10V,+10V,+20mA,4--20mA
6ES7332-5HD01-0AB0
400系列：
数字量输入模板
32点输入24VDC
6ES7421-1BL01-0AA0
32点输入120VAC或DC
6ES7421-1EL00-0AA0
16点输入120/230VAC或DC
6ES7421-1FH20-0AA0
数字量输出模板
16点输出24VDC,2A
6ES7422-1BH11-0AA0
32点输出24VDC,0.5A
6ES7422-1BL00-0AA0
16点输出120/230VAC,2A
6ES7422-
升级会员 