火电厂计算机控制习题.doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date火电厂计算机控制习题第一章第一章1.过程控制计算机硬件组成及各部分作用主机：主机通过接口向系统各部分发出各种指令，同时对系统的各参数进行巡回检测、数据处理、性能计算、报警分析、故障定位、操作指导、闭环控制等。通用外部设备：输入设备用来输入程序、数据、和操作指令，可以通过并行或串行接口与计算机连接；输出设备以字符、曲线、表格、和图形等形式来反映生产过程的工况和控制信息；外存储器用来存放程序和数据，作为内存储器的后备存储设备。过程输入/输出设备：模拟量输入通道用于输入模拟量信号；数字量输入通道用于输入开关量/数字量；模拟量输出通道将过程控制计算机输出的数字信号转换成模拟信号后在输出；数字量输出通道直接输出开关量信号或数字量信号。人机联系设备（人机接口）：显示生产过程的状况、供生产操作人员操作、显示操作结果。通信设备：不同地理位置、不同功能的计算机或设备之间通过通信设备进行信息交换。2. 计算机控制系统的结构形式（按功能分）数据采集系统DAS直接数字控制系统DDC监督控制系统SCC分散控制系统DCS现场总线控制系统FCS3.分散控制系统中分散的含义4.DCS,结构模式为“操作站控制站现场仪表”三层结构现场总线控制系统是新一代分布式控制系统，结构模式为“工作站现场总线只能仪表”两层结构5.什么是CAMP大型火电单元机组热工自动化主要着重于控制、报警、检测和保护，简称为CAMP6.分散控制系统DCS与现场总线控制系统FCS有何区别与联系？（1）用一对信线连接多台数字仪表代替一对信号线只能连接一台仪表（2）多变量、双向、数字通信方式代替单变量，单向模拟传输方式（3）用多功能的现场数字仪表代替单功能的现场模拟仪表（4）用分散式的虚拟控制站代替集中式的控制站（5）变革传统的信号标准、通信标准和系统标准（6）变革传统的自动化系统体系结构、设计方法和安装调试方法。第二章1.根据过程信号的类型，过程通道包括：模拟量输入通道、模拟量输出通道、开关量（数字量）输入通道、开关量（数字量）输出通道2.采样定理香农采样定理（21页）设有连续信号X（f），存在一个最大频率值fmax，若采样频率fs2fmax，那么一定可以由采样信号X*(t)唯一地确定原始连续信号X（t）。也就是说，若fs2fmax，则由X*(t）可以完全地恢复出X（t）。3. 模拟量输入通道的组成：一般由信号处理器、多路开关、信号放大器、采样/保持器、A/D转换器、接口及逻辑控制电路等组成（22页图）4. 常用的A/D转换方式有逐位逼近式、双斜积分式、电压/频率式。5. 逐位逼近式A/D转换器工作原理的基本特点：二分搜索、反馈比较、逐位逼近。6.逐位逼近式A/D转换器 计算题（26页）若UIN>UF,说明预置结果正确，应当予以保留；若UINUF,说明预置结果错误，应当予以清除。7.A/D转换器主要性能指标 计算 表示（28页）1）分辨率: 分辨率是衡最A/D转换器分辨输人模拟量最小变化程度的性能指标，分辨率越高，转换时对输人模拟量微小变化的反应越灵敏。分辨率通常用数字量的位数n（字 长）来及示，如8位、12位、16位等。分辨率为n位，表示它能对满量程输人的1/2"的增量做出反应，即数字量的最低有效位对应于满最程输人的 1/2n。2）精度:有绝对精度和相对精度两种表示力法。绝对精度常用数字量的位数表示，如精度为最低位的士 1/2位，即土 1/2LSB；绝对精度也可以用电压表示，如果满量程为10V，则10位A/D较换器的绝对精度为。相对精度用满量程的百分数表示.即。注意，精度与分辨率是两个不同的概念，精度是指A/D转换后所得结果相对于实际值的准确度，分辨率指的是能对转换结果发生影响的最小输入 量，如满量程为10V时，X：分辨率为。但是，即使分辨率很高，也可能由于媪度漂移、线性度差等原因使A/D转换器的精度不高。3）转换时间4）线性误差5）量程6）对基准电源的要求8.D/A转换器工作原理与性能指标 计算（31页）图2 22中电子开关K0K3分別受输人数字量D0D3控制，当Di=1时，Ki切换到右端（虚地），当Di=0时，Ki切换到左端（地），不论哪一端，切换电压不变，切换的仅仅是电流。不过，只有Ki切换到右端时，才能铪运箅放大器输入端提供电流。由于丁型电阻网络中各节点向右看的等效电阻均为2R，则各2R支路上的电流就按1/2系数进行分配， 即在各2R支路上：产生与二进制数各位的权成比例的电流，并经运算放大器A相加，从而输出成比例关系的模拟电压UOUT。9.D/A转换器的主要性能指标有分辨率、建立时间、线性误差等。10.过程通道是系统信息传输的路径。按干扰的作用方式不同，过程通道的干扰主要有串模干扰（常态干扰）和共模干扰（共态干扰）。串模干扰：指叠加在被测信号上的干扰噪声。(37页)抑制方法：（1）采用硬件滤波器抑制串模干扰（2） 当尖峰型串模干扰成为主要干扰源时，采用双积分式A/D转换器削弱串模干扰的影响。（3） 串摸干扰主要来自电磁感应时，对被测信号应尽可能早的进行前置放大，从而达到提高回路中的信号噪声比的目的；或者尽可能早地完成A/D转换或采取隔离和屏蔽个等措施。（4） 利用逻辑器件的特性抑制（5） 采用双绞线作信号引线共模干扰：指A/D转换器两个输入端上公有的干扰电压。抑制方法：（1）采用双端不对地差动输入方式（2） 变压器隔离（3） 光电隔离（4） 浮地屏蔽（5） 采用仪表放大器提高共模抑制比第四章1.增量式的两个优点（4-5为位置式数字PID算式，4-7为增量式数字PID算式）增量式的两个优点（83页）（1） 增量式比位置式所用到的历史值少，计算简单、精度高（2） 增量式易于实现手自动间的勿扰切换2. 积分分离：在标准PID控制算法中，当有较大的扰动或大幅度改变给定值时，由于短时间内出现较大偏差，加上系统本身的惯性和滞后，在积分项的作用下，往往会引起系统产生较大的超调和长时间的波动。3.积分饱和：在位置式数字PID控制算法中，如果执行机构已达到极限位置或执行元件已进入饱和区，仍然不能消除偏差时，由于积分作用，尽管计算PID位置算式所得到的运算结果继续增大或减小，而执行机构已无相应的动作，这种主要由积分作用引起的饱和现象称为积分饱和。4.5.理想微分与实际微分PID算法控制效果比较及结论：6.什么是无平衡无扰切换，怎么实现6. 实验经验法确定PID控制器参数8.串级控制系统原理方框图（P105）采用串级控制系统需要满足三个条件：一是对象可以分段；二是中间信号（如副参数）可测；三是副对象和主对象的时间常数相差较大。二次扰动 一次扰动主对象副对象执行机构副调节器主调节器r e1u1 e2 u2 y2 副变送器 副参数主变送器主参数10. 解释 史密斯补偿器G0（s）e-SGa（s） r +e u y _ e-SG0（s） Ys + + Gs（s）yt图中虚框即为史密斯补偿器其等效传递函数为GS(s)=G0(s)(1-e-S)第六章1. 4C技术：全面融合计算机技术、测量控制技术、通信网络技术、人机接口技术2.分散控制系统的组成及作用：(1)分散过程控制级：是DCS中负责生产过程数据采集和实现过程控制的系统，由现场设备和过程控制站组成。 现场设备：它将生产过程中的各种物理量转换为电信号，送往过程控制站，或者将过程控制站输出的控制量转换成机械位移，带动调节机构，实现对生产过程的控制 过程控制站：用于现场信号的采集与处理，控制策略的实现。（2）集中操作监控级：主要设备有操作员站、工程师站和其它功能站。 操作员站 对整个系统进行监视和控制；工程师站 对整个系统进行集中控制和管理；（3） 综合信息管理级：监测企业各部分的运行情况，利用历史数据和实时数据预测可能发生的各种情况，从企业的全局利益出发辅助企业管理人员进行决策，帮助企业实现其规划目标。（4） 通信网络：连接分散控制系统的各个分布部分，完成数据、指令及其他信息的传递。3.现场控制单元HCU（过程控制站）：在INFI90系统中称为过程控制单元PCU，在Symphoony系统中称为现场控制单元HCU。构成过程控制站的通用型设备主要包括：机柜、电源、控制模件、输入/输出模件、通信接口第八章一种全数字化的、全开放式的、可互操作的新型控制系统 现场总线控制系统。-