《分散控制系统性能测试技术》题目.doc

1、分散控制系统性能测试技术一、填空题1、分散控制系统是采用计算机、通信和屏幕显示技术，实现对生产过程的数据采集、控制和保护等功能，利用通信技术实现数据共享的多计算机监控系统。2、CCS 是将锅炉一汽轮发电机组作为一个整体进行控制的，通过控制回路协调锅炉与汽轮机组在自动状态的工作，给锅炉、汽轮机的自动控制系统发出指令，以适应负荷变化的需要，尽最大可能发挥机组调频、调峰的能力3、模拟量控制系统是实现锅炉、汽轮机及辅助系统参数自动控制的总称。4、AGC 是根据电网负荷指令控制发电功率的自动控制系统5、DCS 抗射频干扰能力测试应选择功率为 5W 的步话机作为干扰源，以模拟较为严重的电磁辐射干扰，频率可

2、在步话机厂用的 400 至 500MHz 段选择，测试时使步话机在距离敞开柜门的控制站机柜 1.5m 处工作，观察系统是否正常工作。6、DCS 对屏蔽地与接地要求：信号电缆应采用屏蔽电缆，与动力电缆分开敷设；因测量回路信号为低频信号，故信号及屏蔽均应采用单点接地的方式 7、根据 DCS 性能测试的不同目的，可分为以下几类：验收测试、性能评价测试、定期维护测试8、计算机控制系统按结构可分为管理操作应用工作站、现场控制站以及相关的网络设备9、DL/T774-2004 规定模拟量和开关量控制器模件的处理周期，一般回路应满足：模拟量控制系统不大于 250ms，专用开关量控制不大于 100ms。快速处理

3、回路中，模拟量控制系统不大于 125ms。开关量控系统不大于 50ms。10、控制器站处理器的处理能力余量应大于 50%，操作器站的余量应大于 60%,内存余量应大于总内存容量的 40%。外存余量应大于总存储器容量的 60%。11、DCS 以管理集中、控制分散为设计思想，构成了分散控制的体系结构。12、分散控制系统通过 I/0 模件，实现信号的数据采集和对目标对象的控制功能通过控制器现控制功能的分散。13、DAS 的采样周期应 小于信号周期的 1/2。14、事件顺序记录系统 SOE 的功能是在发生事件时，记录开关动作的顺序，并按时间先后排列并打印出记录结果，用于辅助事件的分析判断。SOE 信号

4、是中断型开关量信号信号。15、火力发电厂汽、水流量的测量，采用最多的是差压式流量计16、分散控制系统通信网络，通常按层次分为多层各自独立的环形网络和总线型网络,这两种网络结构类型，信息传输方式所采取的安全措施等方面都各有特点。17、进行分散控制系统性能试验时，人为退出现场控制站中正在运行的主控制器，备用主控制器应自动无扰动、快速地投入工作。18 继电器测试，其触点动作应可靠无抖动、接触电阻符合制造厂规定。19、锅炉热态启动，高压旁路压力控制系统切至自动方式时，从汽机冲转、并网带负荷、直至机组到额定负荷，旁路控制系统始终按机组热态启动的压力曲线，自动控制机前压力、旁路阀、减温调节阀以及减温水隔离

5、阀的开启或关闭。20、在 PLC 运行过程中，所有用户程序中的输入信号直接来自于输入映象区，输出信号直接作用于输出映象区。21、除氧器水位三冲量调节系统中三冲量是指凝结水流量、给水流量、除氧器水位 三个信号。二、论述分析题1、分散控制统性能测试过程中使用的过程校验仪（如：FLUKE744/X519）有哪些输出信号？答：直流电压、交流电压、直流电流、电阻、频率、热电偶、热电阻。2、火电厂常见 DCS 中 I/O 模件有哪些？答：模拟量输入模件（AO） 、模拟量输出模件（AI） （含 RTD、TC 等可接受模拟量输入信号模件） 、数字量输入模件(DI)（含 SOE） 、数字量输出模件(DO)、脉冲

6、量输入模件（PI） 。3、模拟量输入模件一般可接受的电信号有哪些？答：直流电流信号、直流电压信号、毫伏级热电势信号、电阻信号。4、AI 模件（电流输入）供电方式分为内供电和外供电两种方式，请简述两种供电方式的区别？答：外供电即现场供电方式，由现场外部设备提供回路电源；内供电即本地供电方式，由模件本身提供电源。5、结合 DCS 系统构成及工作原理，针对 DCS 实时性，简述可以进行的测试内容有哪些？答：采集实时性，AI、DI 模件采集实时性，SOE 记录分辨力测试等显示实时性：CRT 画面响应时间和数据刷新时间测试等。运算实时性：控制器运处理周期测试控制实时性：控制指令发送与接收时间测试数据传输

7、实时性：网络传输性能测试时间同步精度测试6、在控制系统中常见 GPS 时钟信号输出有哪几种方式？答：同步脉冲信号输出；IRIG-B 时间码输出；串口报文输出； 网络时间同步方式（NTP、SNTP、IEEE1588 与 PTP） 。7、局域网系统基本性能指标包括哪些？答：包括连通性、传输速率、吞吐率、丢包率、传输延迟、广播率、错误率、线路利用率、碰撞率等。8、请叙述标准节流装置的适用条件。答：标准节流装置适用于：圆形管道中的单相、均质流体的流量；流体充满管道，在节流件前、后一定距离内不发生相变或析出杂质，流速小于音速；流动属于非脉动流，流体在流过节流件前的流束与管道轴线平行，不得有旋转流；流动状

8、况为典型发展的紊流。9、自动调节系统由哪两部分组成？组成自动调节系统最常见的基本环节有哪些？答：（1）自动调节系统由调节对象和调节装置两部分组成。（2）组成自动调节系统最常见的基本环节有：一阶惯性环节、比例环节、积分环节、微分环节、迟延环节。10、什么叫变压运行方式？答：变压运行方式，是指由控制系统给出的主汽压给定值随负荷而变，即高负荷时，汽压给定值高；低负荷时，汽压给定值低，运行中控制系统保持住汽压等于其给定值，即也是随负荷而变化的。11、评定调节系统的性能指标有哪些？答：为了衡量和比较调节系统的工作品质，通常可以以过渡曲线上的几个特征数值作为性能指标，它们是被调量的稳态误差 y( )、最大

9、动态误差 ymax、调节过程时间 ts 及调节量的超调量 p。12、串级调节系统有哪些特点？串级调节系统中用临界比例度法决定副调节器的整定参数 a1 的步骤有哪些？答：串级调节系统有如下特点：串级调节系统可以等效为单回路调节系统，而串级调节系统的副回路成为等效调节对象的一部分，因此串级调节系统被看成是改善了调节对象动态特性的单回路调节系统。由于副回路的存在，调节系统的工作频率有了较大的提高。提高了对于进入副回路的干扰的抑制能力。由于副回路是一个快速随动系统，使串级调节系统一定的适应能力。步骤如下：主、副回路投入闭环，主调节器参数放置于 a2=100%，Ti=，Td=0，副调节器参数放置于任意值

10、。改变副调节器的比例带 a1，使副回路产生不衰减振荡，记下此时的比例带 a1*。副调节器的整定值 a1=2a1* 。13、请说出电涡流传感器的结构和工作原理。答：当线圈通过高频电流 i 时，线圈周围产生高频磁场，该磁场作用于金属体，但由于趋肤效应，不能透过具有一定厚度的金属体，而仅作用于金属表面的薄层内。在交流磁场的作用下金属表面产生了感应电流 ie，即为涡流。感应电流也产生一个交变磁场并反作用于线圈上，其方向与线圈原磁场的方向相反。这两个磁场相互叠加，就改变了原线圈的阻抗 Z(改变其电感的大小)，Z 的变化仅与金属导体的电阻率 、导磁率 、激励电流强度 i、频率 f、线圈的几何形状 r 以及

11、线圈与金属导体之间的距离 d 有关。线圈的阻抗可用如下函数式表示 ZF( 、 、i、f、d)。当被测对象的材料一定时，、 为常数，仪表中的 i、f、d 也为定值，于是 Z 就成为距离 d 的单值函数。14、试述为什么送风调节系统中常采用氧量校正信号?答：锅炉燃烧过程的重要任务之一是维持炉内过剩空气稳定，以保证经济燃烧。炉内过剩空气稳定，对燃煤锅炉来说，一般是通过保证一定的风煤比例来实现的，即负荷变化时，风煤同时变化而它们的比例不变。但当煤质变化时(这种情况是经常发生的)，就不能保持炉内过剩空气稳定，不能保持经济燃烧。要随时保持经济燃烧，就必须经常检测炉内过剩空气系数或氧量，并根据氧量的多少来适

12、当调整(校正)风量，以保持最佳风煤比例，维护最佳的过剩空气系数或氧量。所以，送风调节系统中常采用氧量校正信号。值得注意的是，氧量信号也不是一个定值。根据锅炉的燃烧特点，在高负荷时，氧量要稍低一些，而低负荷时，氧量要稍高一些。因此，一个理想的氧量校正信号还必须用负荷进行修正，即根据负荷变化修正氧量的给定值(一般用函数转换器来实现)。15、试述比例、积分、微分三种调节规律的作用各是什么？其调整原则是什么？答：比例、积分、微分三种调节规律有以下作用：（1）比例调节规律的作用是，偏差一出现就能及时调节，但调节作用同偏差量是成比例的，调节终了会产生静态偏差（简称静差） ；（2）积分调节规律的作用是，只要

13、有偏差，就有调节作用，直到偏差为零，因此它能消除偏差。但积分作用过强，又会使调节作用过强，引起被调参数超调，甚至产生振荡；（3）微分调节规律的作用是，根据偏差的变化速度进行调节，因此能提前给出较大的调节作用，大大减小了系统的动态偏差量及调节过程时间。但微分作用过强，又会使调节作用过强，引起系统超调和振荡；（4）这三种调节规律的调整原则是：就每一种调节规律而言，在满足生产要求的情况下，比例作用应强一些，积分作用应强一些，微分作用也应强一些） 。当同时采用这三种调节规律时，三种调节作用都应当适当减弱，且微分时间一般取积分时间的 1/4 1/3 。三计算题1、分散控制系统中，早期 DDZ型仪表采用

14、0-10mA 信号做为标准信号输入 AI 卡件，某电厂改造后，采用 4-20mA 信号做为标准信号，某压力测点量程为 16MPa，请问该信号输入为 10mA 时，此时压力应为多少 MPa？答： 16/（204）*（104 ）=6MPa2、电厂现场使用 PT100 型铂热电阻测量温度，在对 RTD 卡件精度校验时，通过校验仪对某一通道标准输入阻值为 138.5 时，请问此时标准测量温度为多少？但此时实际显示温度的误差为-7%，请问实际显示温度是多少？答： 100（PT100 热电阻特性） ；100100*7%=933、用 PR6423 涡流传感器和 CON010 转换器与 SDM010 静态位移

15、监测放大器配合测量轴向位移，若测量范围为1500150 m，传感器安装位置误差为1mm ，试问电路故障时是否会动作(提示采用 PR6423，灵敏度为 8mV m，安装间隙为 1.5mm)?答：可能出现的最大位数为15001000150350( m)150010001502650( m)83502800(mV)2.8V8265021200(mV)21.2V由于传感器安装位置差为1mm，在正常测量范围内可能出现输入信号的范围为 2.821.2V 。因 SDM010 输入电压超过 21V 或低于 3V 即发出电路故障报警，根据计算，在测量范围内 SDM010的输入信号可能超出限值，所以电路发生故障时

16、，电路将会发出报警。4、当测量某管道的蒸汽压力时，压力计位于取样点下方6m处，大气压力为1.02atm，信号管内脉冲水密度为998kgm 3，压力计指示值为 1.2MPa。试求：蒸汽的绝对压力为多少MPa?不经高度校正指示相对误差是多少? 答：设蒸汽的绝对压力为P x，表压为P x由题意 w998kgm 3，H6m由高度产生的压力P H wHg99869.8066510 6 0.0587 (MPa)Patm1.02atm1.020.101325MPa0.10335MPa由P xP HP a得P x1.20.05871.1413(MPa)PxP xP atm1.14130.103351.245(

17、MPa)即蒸汽的绝对压力为1.245MPa。不经高度校正的指示相对误差 0.587143%5.1绝对压力为1.245MPa，相对误差为5.1%。5 、EJA型差压变送器测量范围0-2500Pa，输出电流为420mA，求输出电流为12mA时压差为多少？答：P=（12-4）/（20-4） 2500=1250Pa。6、对 PI 脉冲卡通道进行校验，齿数为 60，如果上位机显示为 3000RPM，请问加入的频率是多少?。n=60f/p 3000=60f/60 f=3000 Hz7、有一台温度变送器，量程为 400600，输出为 420mA，当温度从 500变化到 550时，变送器输出毫安值从多少变为多

18、少？答：500时输出为：（204）（500400）/（600400） 412mA550时输出为：（204）（550400）/（600400） 416mA即：当温度从 500变化到 550时，变送器从 12mA 变为 16mA。 8、有一温度计，其测量范围是 0-1000，精度等级是 0.5 级，求允许基本误差。答：X 允= a（MAX-MIN ）= 0.5(1000-0)= 59、有 2 只电容器，C1=4uf，C2=8uf，试求并联和串联时的总电容各是多少？解：并联时总电容是:C=C1+C2=12uf串联时总电容是：C=C1C2/(C1+C2)=8/3uf四 选择题1. 可编程控制器的简称为

19、(D)。(A)DCS；(B)BMS； (C)CRT；(D)PLC。2. 顺序控制系统又可简称为(A)。(A)SCS；(B)DAS；(C)MCS；(D)DEH。3.汽轮机紧急跳闸保护系统的简称为(D)。(A)TSI；(B)DEH；(C)DCS；(D)ETS。4. 电涡流传感器测量的被测体必须是(D)。(A)铜质导体；(B)铝质导体；(C)绝缘体；(D)金属导体。5.热电偶测温时，输出信号应采用( D )连接。(A)普通电缆；(B)屏蔽电缆；(C)通信电缆；(D)补偿导线。6.测量轴承振动的探头采用( D )原理工作。(A)差动感应；(B)涡流效应；(C)差动磁敏；(D)电磁感应。7.轴向位移与转

20、换器(前置放大器)输出信号中的( B )相对应。(A)交流分量的有效值；(B)直流分量；(C)交流分量的峰-峰值；(D)交流分量的峰值。8.两个 10 的电阻并联后再与一个 10 的电阻串联，其等效电阻为( C )。(A)5；(B)10；(C)15；(D)20。9.当汽轮机转速超过( B)额定转速时，应进行超速保护(OPC)。(A)101%；(B)103%；(C)105%；(D)110%。10.当机组采用锅炉跟随方式进行负荷调节时，汽轮机主要进行( A )调节。(A)负荷；(B)主汽压；(C)主汽温；(D)频率。11. 锅炉热态启动，高压旁路压力控制系统切至自动方式时，从汽机冲转、并网带负荷、

21、直至机组到额定负荷，旁路控制系统始终按机组热态启动的（ ） ，自动控制（ ） 、旁路阀、减温调节阀以及减温水隔离阀的开启或关闭。 （ D ）工艺逻辑（A）压力设定 高压旁路后压力 （B）压力设定 机前压力（C）压力曲线 高压旁路后压力 （D）压力曲线 机前压力12. 对一个显示温度为 4的设备进行测量，测量 10 次测得平均值为 4.2，假设在 k=2 时测量结果的不确定度为 0.2，其测量结果的正确表示方法为（ C ） 。(A) 4 (B) 4.2 （C） 4.20.2 （D） 40.213.在三相对称正弦交流电路中，三相间的角度差为( B )度。(A)0；(B)120；(C)150；(D)

22、180。14.DEH 中的数字控制器接受汽轮机的转速，发电机的功率、调节级压力三个反馈信号，输出( A )。(A)各阀门的位置给定值信号；(B)阀门开度信号；(C)油动机控制信号；(D)各阀门的控制信号。15.ETS 主汽机紧急跳闸装置，当出现（ABC）状况时，实现跳闸。（A） 润滑油低压 （B） 电超速动作（C） 凝汽器低真空 （D） MFT 动作16. 分散控制系统接地系统与电厂电力系统共用一个接地网时，分散控制系统地线与电气接地网的接地电阻不大于（C）欧姆。（A）0.1 （B）0.2 （C）0.5 （D）117. 调用分散控制系统的一般画面，其响应时间不得超过（D） 。（A）0.5 秒

23、（B）1 秒 （C）1.5 秒 （D）2 秒18. 新建分散控制系统要求空余 I/O 和空端子排的数量不低于总使用量的（B） 。（A）5%-10% （B）10%-15% （C）15%-20% （D）20%以上 19. 分散控制系统应设计有可靠的后备电源，备用电源的切换时间应该小于（C） ，以保证控制器不能初始化。（A）2ms （B）3ms （C）5ms （D）10ms20. 锅炉点火前吹扫一般要求（C）的吹扫时间。（A）3min （B）4min （C）5min （D）6min21.影响蒸汽温度变化的主要因素有（C）等。 （A） 给水流量、蒸汽流量 （B） 蒸汽流量、凝结水流量 （C） 蒸汽流量

24、、减温水量 （D） 凝结水流量、减温水量22. 对于 PID 调节器（D） 。 （A）I 的作用减小动态偏差、D 的作用消除静态偏差 （B）I 的作用是消除静态偏差、D 的作用消除动态偏差 （C）I 的作用是消除动态偏差、D 的作用减小静态偏差 （D）I 的作用是消除静态偏差、D 的作用减小动态偏差23. 锅炉燃烧调节系统中，一般调节燃烧和风量的动作顺序是（D） 。 （A）增负荷时先增燃料后增风量，降负荷时先减燃料后减风量 （B）增负荷时先增风量后增燃料，降负荷时先减风量后减燃料 （C）增负荷时先增燃料后增风量，降负荷时先减风量后减燃料 （D）增负荷时先增风量后增燃料，降负荷时先减燃料后减风量

25、24.用 K 分度的热电偶测量主蒸汽温度时，误用了 E 分度号的补偿导线，造成的误差将会使( A )。(A)指示偏大；(B)指示偏小；(C)指示不变；(D)要看具体温度而定。25. 在选用二极管时，其特性参数中的最大整流电流是指( A )。(A)长期运行时，允许通过的最大正向平均电流；(B)长期运行时，允许通过的最大电流；(C)长期运行时，允许通过的最大电流的有效值；(D)长期运行时，允许通过的最大交流电流。26.光电二极管常用于光的测量，它的反向电流随光照强度的增加而( C)。(A)下降；(B)不变；(C)上升；(D)以上 3 项均有可能。27.热电偶测温原理是基于( C )。(A)热阻效应

26、；(B)热磁效应；(C)热电效应；(D)热压效应。28. 根据有效数字运算规则，69.623.789360.6477( B )。(A)74.05；(B)74.06；(C)74.057；(D)74.0571。29.汽轮机调速系统的执行机构为( C)。(A)同步器；(B)主油泵；(C)油动机；(D)调节汽门。30.如图 1，( C )表示的是逆止阀。图 131.根据有效数字运算规则，1.721013(C )。(A)1742.36；(B)1742；(C)1.7410 3；(D)0.174210 4。32. 对于以太网,在最繁忙工况下，通讯负荷率不得超过（A） 。(A)20；(B)30；(C)40；(

27、D)50。33. 在最恶劣工况下，处理器最忙时，控制器的 CPU 负荷率不大于( B)。(A)50；(B)60；(C)70；(D)80。34. 对屏蔽导线（或屏蔽电缆）的屏蔽层接地有以下描述，正确的是（ABD） 。(A)屏蔽层应一端接地，另一端浮空；(B)若两侧均接地，屏蔽层与大地形成回路，引进干扰；(C)接地处只能设在电子装置处，抗干扰效果好；(D)一端接地，避免大地共模干扰电压的侵入。35. 变频器的调速原理是通过改变输入信号的（ABC）来达到改变电动机的转速。(A)频率；(B)相位；(C)电压；(D)电流。36. 根据欧姆定律，线性电阻的大小与( D )有关。(A)电流；(B)电压；(C

28、)电位；(D)材料。37.热工测量用传感器，都是把( A )的物理量转换成电量的。(A)非电量；(B)物质；(C)电量；(D)能量。38. 调节系统的稳定性是对调节系统最基本的要求，稳定调节过程的衰减率 应是：（ C ） 。(A)=0 ； (B)0； (C)01； (D)=1。39. 发电机组的调速系统根据系统中频率的微小变化而进行的调节作用称为（ A ） 。(A)一次调节； (B)二次调节； (C)三次调节； (D)四次调节。40.锅炉灭火保护动作最主要作用是（ C ）(A)跳一次风机 (B)跳引送风机 (C)切断所有燃料 (D)切断所有一二次风源。41.除氧器水位三冲量调节系统中三冲量是指

29、（ABC） 三个信号。(A)凝结水流量 (B)给水流量； (C)除氧器水位； (D)主蒸汽流量。42. 表征仪表的主要质量指标之一是( D )。(A)绝对误差；(B)相对误差；(C)引用误差；(D)基本误差。43. 根据欧姆定律，相同的电压作用下，下列( B )的描述是对的。(A)电阻越大，电流越大；(B)电阻越大，电流越小；(C)电阻越小，电流越小；(D)电流大小与电阻无关。44. 热电偶输出电压与( C )有关。(A)热电偶两端温度；(B)热电偶热端温度；(C)热电偶两端温度和电极材料；(D)热电偶两端温度、电极材料及长度。45. 既不能消除动态偏差又不能消除静态偏差的调节器是( A )。

30、(A)P；(B)PI；(C)PD；(D)PID。46. 下列不会发出 MFT 信号的情况是( A )。(A)只要有一组送引风机停止；(B)水冷壁水循环不良；(C)汽轮机跳闸或凝结器故障；(D) 风量25%。47. 电磁阀在安装前应进行校验检查，铁芯应无卡涩现象，线圈与阀间的(D )应合格。(A)间隙；(B)固定；(C)位置；(D)绝缘电阻。48. 在三相对称正弦交流电路中，线电压的大小是相电压大小的( D )倍。(A)1；(B)1.414；(C)1.732；(D)1.732 或 1。49. 供电系统的可靠性是 DCS 稳定运行的前提。为保证供电系统的可靠性和检修方便，对于二台机组的公用系统，从可靠性角度考虑，设计其输入电源时应优先选择（ D ） 。(A) 一路 UPS 电源，一路保安段电源 (B)二台机组各自的 UPS 电源 (C) 二路 UPS 电源 (D)二台机组各自切换后的电源50. 下列可采取的措施中，能降低热工保护系统误动率的是( BC )。(A)接地的传感器及管线，与发电机、励磁机的轴承座间确保接触良好。(B) 合理使用闭锁条件，使信号检测回路具有逻辑判断能力。(C) 采用多重化的冗余技术，减少检测回路自身的误动作率。(D)提高测量设备的精度。