《集散控制系统3》山东20春测试答案

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DCS（集散控制系统）模拟题

第一部分：
DCS产生于那个年代？是从哪两大控制系统发展而来？
DCS的概念如何描述？
DCS的系统结构是什么？可图示。
何为全集成自动化（TIA）？
PROFIBUS-DP网络最多可连接多少个站点？其通讯率是多少？
参考答案：
DCS产生于那个年代？是从哪两大控制系统发展而来？
70年代；传统控制系统和计算机控制系统
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。
DCS的系统结构是什么？可图示。
既分散又集中的结构
何为全集成自动化（TIA）？
TOTAL INTEGRATED AUTOMATION.用一种系统的或者一个自动化平台完成原来由多种系统搭建起来才能完成的所有功能.应用这种解决方案,可以大大简化系统的结构,减少大量接口部件,可以克服上位机和工业控制器之间,连续控制和逻辑控制之间,集散和分散之间的界限.
PROFIBUS-DP网络最多可连接多少个站点？其通讯率是多少？
127点，12MBit/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
工控机  
SIMATIC箱式PC
?Microbox PC 420（新产品新科技）
CPU：Intel 赛扬 400MHz处理器,100MHz front side bus / Intel 赛扬650MHz处理器,100MHz front side bus / Intel 奔腾III 933MHz处理器, 133MHz front side bus
内存：128/256/512 MB SDRAM 133
Memory：HD 40GB 或 CF卡 512MB/1GB
接口：1*COM (RS232), 1*DVI-I(数字DVI + VGA), Profibus DP/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*USB v2.0，高速480Mbit/s（2*high power 0.5A）
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Windows XP/ Windows XP Professional MUI / RMOS3 V3.30(实时操作系统)
软件：WinAC
电源供电：24V DC; 20.4……28.8V DC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
6ES7 307-1BA00-0AA0

120/230VAC; 24VDC; 5A
6ES7 307-1EA00-0AA0

120/230VAC; 24VDC;10A
6ES7 307-1KA01-0AA0

400系列：
24V DC输入,5V DC输出,4A
6ES7 405-0DA01-0AA0

24V DC输入,5V DC输出,10A
6ES7 405-0KA01-0AA0

24V DC输入,5V DC输出,10A(可冗余）
6ES7 405-0KR00-0AA0

24V DC输入,5V DC输出,20A
6ES7 405-0RA01-0AA0

120/230V AC输入,5V DC输出,4A
6ES7 407-0DA01-0AA0

120/230V AC输入,5V DC输出,10A
6ES7 407-0KA01-0AA0


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
6ES7 403-1JA01-0AA0

UR2基板、9槽、可作中央基板或扩展基板、可插冗余电源
6ES7 400-1JA01-0AA0

UR2-H基板、2*9槽、可作中央基板或扩展基板
6ES7 400-2JA00-0AA0


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
6ES7 400-1TA01-0AA0

CR2基板、2段、18槽、可插冗余电源
6ES7 401-2TA01-0AA0

ER1基板、18槽、仅可作扩展基板、可插冗余电源
6ES7 403-1TA01-0AA0


4、CPU
400系列：
CPU412-2,144KB RAM(72KB程序,72KB数据块) 最大扩展32K DI/DO ,2KAI/AO 1个MPI/DP接口,1个Profibus-DP接口 16个控制回路
6ES7 412-2XG04-0AB0

CPU414-2 256KB RAM(128KB程序,128KB数据块),最大扩展64K DI/DO 4K AI/AO 1个MPI/DP接口,1个Profibus-DP接口 48个控制回路
6ES7 414-2XG04-0AB0

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
6ES7 414-4HJ04-0AB0

CPU416-2 1.6MB RAM(0.8MB程序,0.8MB数据块),最大扩展128K DI/DO 8K AI/AO 1个MPI/DP接口,1个Profibus-DP接口 96个控制回路
6ES7 416-2XK04-0AB0

CPU417-4H 4MB RAM(2MB程序,2MB数据块),最大扩展128K DI/DO 8K AI/AO 1个MPI/DP接口,1个Profibus-DP接口,2个同步模块插槽
6ES7 417-4HL04-0AB0


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
6ES7 321-1BH10-0AA0

16点输入, 24V，DC, NPN输入型
6ES7 321-1BH50-0AA0

32点输入, 24V，DC
6ES7 321-1BL00-0AA0

16点输入,交/直流24V~48V
6ES7 321-1CH00-0AA0

32点输入, 120V，AC
6ES7 321-1EL00-0AA0

8点输入, 120V/230V，AC
6ES7 321-1FF01-0AA0

16点输入，120V/230V，AC
6ES7 321-1FH00-0AA0

SM322数字输出模板
　

8点输出, 24V，DC; 2A
6ES7 322-1BF01-0AA0

16点输出, 24V，DC; 0.5A
6ES7 322-1BH01-0AA0

32点输出, 24V，DC; 0.5A
6ES7 322-1BL00-0AA0

8点输出, 120/230V，AC; 1A
6ES7 322-1FF01-0AA0

16点输出，120V/230V，AC，0.5A
6ES7 322-1FH00-0AA0

32点输出，120V/230V，AC，1A，双宽度
6ES7 322-1FL00-0AA0

8点继电器输出 24V DC,2A/230V AC,2A
6ES7 322-1HF01-0AA0

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
6ES7 331-7KF02-0AB0

8通道隔离输入,16位精度,+/-5/10V, 1-5V, +/-20mA, 0/4--20mA
6ES7 331-7NF00-0AB0

8通道隔离输入,16位精度;2/3/4线制电阻输入,40针
6ES7 331-7PF00-0AB0

8通道隔离输入,16位精度;热电偶输入,40针
6ES7 331-7PF10-0AB0

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
6ES7 332-5HD01-0AB0


400系列：
数字量输入模板
　

32点输入 24VDC
6ES7 421-1BL01-0AA0

32点输入 120VAC或DC
6ES7 421-1EL00-0AA0

16点输入 120/230VAC或DC
6ES7 421-1FH20-0AA0

数字量输出模板
　

16点输出 24VDC,2A
6ES7 422-1BH11-0AA0

32点输出 24VDC,0.5A
6ES7 422-1BL00-0AA0

16点输出 120/230V AC,2A
6ES7 422-1FH00-0AA0

模拟量输入模板
　

16路输入,非隔离,13 bits 电压和电流信号
6ES7 431-0HH00-0AB0

模拟量输出模板
　

8路输出,隔离,13bits,±10v,0-10v,1-5v;±20mA,0-0mA,4-20mA
6ES7 432-1HF00-0AB0


6、通讯模板
CP443-1TCP通讯处理器
6GK7 443-1EX11-0XE0

CP443-1高级以太网通讯处理器
6GK7 443-1EX40-0XE0

CP443-5 PROFIBUS通讯模板
6GK7 443-5DX03-0XE0

CP 444以太网通讯模块
6ES7 444-1MX00-0XE0

IM153-1? ET200M? 接口模块
6ES7 153-1AA03-0XB0

CP5611 profibus 用于有 PCI 插槽的编程器/工控机/便携式工控机
6GK1 561-1AA00

CP 1512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
6GK1 151-1AA00

CP 1612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
6GK1 161-1AA00


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
6ES7 460-0AA01-0AB0

IM461-0 接收接口板,带K-bus传送,最远距离3M
6ES7 461-0AA01-0AA0

IM460-1 发送接口板,不带K-bus传送,带5V电源,最远距离1.5M
6ES7 460-1BA01-0AB0

IM461-1 接收接口板,不带K-bus传送,带5V电源,最远距离1.5M
6ES7 461-1BA01-0AA0


8、软件：
Wincc server


Wincc client


STEP 7 Professional除由 STEP 7 识别的语言外，STEP 7 Professional 支持所有 IEC 语言， ? LAD ?? FBD 和 STL


Pcs7系统软件包，包括S7-SCL V5.1，DOCPRO V5.1，CFC V6.0 (2000)，SFC V6.0，IEA V6.0，WinCC V6.0 RC 64K，WinCC Advanced Process Control，SIMATIC NET BCE/WINDOWS 2000



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