1、DCS（集散控制系统）模拟题 第一部分： 1、 DCS 产生于那个年代？是从哪两大控制系统发展而来？2、 DCS 的概念如何描述？3、 DCS 的系统结构是什么？可图示。4、 何为全集成自动化（TIA）？5、 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：1、 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，
2、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、 DCS 的系统结构是什么？可图示。既分散又集中的结构4、 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
3、界限 .5、 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AI420mA 120 150 70 160AI热电阻 PT100 25 40 22 50AO420mA 14 13 9 21DI24V 170 220 60 220DO24V 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
4、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 PCMicrobox 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
5、 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*
6、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; 20.428.8V 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 307-1BA00-0AA0120/230VAC; 24VDC; 5A 6ES7
7、 307-1EA00-0AA0120/230VAC; 24VDC;10A 6ES7 307-1KA01-0AA0400 系列：24V DC 输入,5V DC 输出,4A 6ES7 405-0DA01-0AA024V DC 输入,5V DC 输出,10A 6ES7 405-0KA01-0AA024V DC 输入,5V DC 输出,10A(可冗余） 6ES7 405-0KR00-0AA024V DC 输入,5V DC 输出,20A 6ES7 405-0RA01-0AA0120/230V AC 输入,5V DC 输出,4A 6ES7 407-0DA01-0AA0120/230V AC 输入,5V D
8、C 输出,10A 6ES7 407-0KA01-0AA03、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 403-1JA01-0AA0UR2 基板、9 槽、可作中央基板或扩展基板、可插冗余电 6ES7 400-1JA01-0AA0源UR2-H 基板、2*9 槽、可作中央基板或扩展基板 6ES7 400-2JA00-0AA018 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 400-1TA01-0AA0CR2 基板、2 段、18 槽、可插冗余电源 6ES7 401-2TA01-0AA0ER1 基板、18 槽、仅可作扩展基板、可插冗余电源
9、 6ES7 403-1TA01-0AA04、CPU400 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 412-2XG04-0AB0CPU414-2 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 414-2XG04-0AB0CPU414H，冗余 1 个 MPI/DP 口，1 个
10、DP 口和 2 个同步模块插槽 其余同 CPU414 6ES7 414-4HJ04-0AB0CPU416-2 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 416-2XK04-0AB0CPU417-4H 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 417-4HL04-0AB05、I/O 模板300
11、 系列/ET200：SM321 数字输入模板 16 点输入, 24V，DC, 0.05 毫秒延迟 6ES7 321-1BH10-0AA016 点输入, 24V，DC, NPN 输入型 6ES7 321-1BH50-0AA032 点输入, 24V，DC 6ES7 321-1BL00-0AA016 点输入,交/直流 24V48V 6ES7 321-1CH00-0AA032 点输入, 120V，AC 6ES7 321-1EL00-0AA08 点输入, 120V/230V，AC 6ES7 321-1FF01-0AA016 点输入，120V/230V，AC 6ES7 321-1FH00-0AA0SM32
12、2 数字输出模板 8 点输出, 24V，DC; 2A 6ES7 322-1BF01-0AA016 点输出, 24V，DC; 0.5A 6ES7 322-1BH01-0AA032 点输出, 24V，DC; 0.5A 6ES7 322-1BL00-0AA08 点输出, 120/230V，AC; 1A 6ES7 322-1FF01-0AA016 点输出，120V/230V，AC，0.5A 6ES7 322-1FH00-0AA032 点输出，120V/230V，AC，1A，双宽度 6ES7 322-1FL00-0AA08 点继电器输出 24V DC,2A/230V AC,2A 6ES7 322-1HF
13、01-0AA0SM331 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 331-7KF02-0AB08 通道隔离输入,16 位精度,+/-5/10V, 1-5V, +/-20mA, 0/4-20mA 6ES7 331-7NF00-0AB08 通道隔离输入,16 位精度;2/3/4 线制电阻输入,40 针 6ES7 331-7PF00-0AB08 通道隔离输入,16 位精度;热电偶输入,40 针 6ES7 331-7PF10-0AB0SM332 模拟量输出模板 4 通道隔离输出,12 位精度;0-10V
14、, +10V, +20mA, 4-20mA 6ES7 332-5HD01-0AB0400 系列：数字量输入模板 32 点输入 24VDC 6ES7 421-1BL01-0AA032 点输入 120VAC 或 DC 6ES7 421-1EL00-0AA016 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 422-1BH11-0AA032 点输出 24VDC,0.5A 6ES7 422-1BL00-0AA016 点输出 120/230V AC,2A 6ES7 422-1FH00-0AA0模拟量输入模板 16
15、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 432-1HF00-0AB06、通讯模板CP443-1TCP 通讯处理器 6GK7 443-1EX11-0XE0CP443-1 高级以太网通讯处理器 6GK7 443-1EX40-0XE0CP443-5 PROFIBUS 通讯模板 6GK7 443-5DX03-0XE0CP 444 以太网通讯模块 6ES7 444-1MX00-0XE0IM153-1 ET200M 接口模块 6ES7 1
16、53-1AA03-0XB0CP5611 profibus 用于有 PCI 插槽的编程器/工控机/便携式工控机 6GK1 561-1AA00CP 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 151-1AA00CP 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 161-1AA007、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 460-0AA01-0AB0IM461-0 接收接口板,带 K-bus 传送,最远距离 3M 6ES7 461
17、-0AA01-0AA0IM460-1 发送接口板,不带 K-bus 传送,带 5V 电源,最远距离 1.5M 6ES7 460-1BA01-0AB0IM461-1 接收接口板,不带 K-bus 传送,带 5V 电源,最远距离 1.5M 6ES7 461-1BA01-0AA08、软件：Wincc serverWincc clientSTEP 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 STLPcs7 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
