的数据采集和控制设备的通信通道。
逻辑控制站LM是用于逻辑控制的现场控制站。它具有PLC控制的特点，同时LM在UCN网络上
可方便地与系统中各模件进行通信，使DCS与PLC更有机地结合，并能使其数据集中显示、操作和管理。
过程管理站PM集多功能控制器和过程接口单元两者功能于一体，并在速度、容量和功能方面有
更大改进和提高。
先进过程管理站APM是过程管理站（PM）的发展，它为用户提供一个可靠的输入/输出及控制技
术，除了具有PM的相同功能外，APM还可以提供更密集的连续控制和离散控制以及某一装臵的子系统信息。
4.7 一冷却系统如图P4-7所示，已知液位传感器LI01在高限时触点“ON”，LI02在低限时“ON”，
温度传感器TI在降到规定温度时触点“ON”，，写出下列顺序控制的CL语言程序。 步骤：
1．进液操作：进液达到液面上限为止； 2．冷却：冷却到TI下限温度为止；
3．出液操作；出液到工作液面液面下降到下限液位为止。
图P4-7 某冷却系统
答：冷却系统的顺序控制CL语言程序为： OPEN V001 WAIT LI01=“ON” CLOSE V001 OPEN V002 WAIT LI02=“ON” CLOSE V002
OPEN V003 WAIT TI02=“0N” CLOSE V003 END
4.8 已知夹套容器的串级控制策略如图P4-8所示。容器的加热是通过下列顺序控制实现的。请写
出对应的CL语言程序。 步骤：
1．设定TIC101方式=MAN； 2．设定TIC101的输出=100%； 3．等待温度测量值TIC100=200℉； 4．设定TIC101方式=AUTO； 5．设定TIC101的给定值=300℉； 6．等待30分钟；
7．设定TIC101方式=CASC；
图P4-8 夹套容器的串级控制
答：夹套容器顺序控制的CL语言程序为： SET TIC101。MODE=MAN SET TIC101。OP=100% WAIT TIC100。PV=200℉ SET TIC101。MODE=AUTO SET TIC101。SP=300℉ WAIT 30min
SET TIC101。MODE=CASC END
第5章 集散型控制系统的设计与应用
5.1 集散型控制系统的设计有哪些方法？
答：目前，DCS设计一般采用三种方法：第一种：以制造厂为主导，根据设计单位的详细设计，
由制造厂完成应用软件的设计、组态、生成和调试；第二种：制造厂、用户及设计单位三方合作完成DCS的设计、组态、生成和调试；第三种：制造厂仅仅提供硬件和技术指导，软件组态、生成和调试由设计单位完成。
5.2 集散型控制系统的设计包括哪些阶段？
答：集散控制系统的设计包括以下几个阶段： 总体设计：是DCS设计的初期阶段。
初步设计：介于总体设计与详细设计之间的设计，其基本任务是在总体设计的基础上，为DCS
的每一个子系统提出控制方案。
详细设计：是初步设计在DCS上的具体实现。 5.3 评价集散型控制系统的准则是什么？
答：DCS运行不受故障影响；DCS不易发生故障；能够迅速排除故障；DCS的性能价格比较高。 5.4 在集散型控制系统选型时，主要需要考虑哪些性能指标？
答：DCS选型时，需要考虑的性能指标有： 可靠性：即系统能否长期稳定运行；
实用性：控制系统的各方面技术指标能否全面满足生产控制的要求；
系统软件：包括组态软件及监控软件是否齐全、完善、可靠和方便，用户是否自己完成组态、
现场调试及运行后是否便于维护；
价格：系统价格是否合理、用户是否可以接受；
可操作性：控制系统的人机界面是否便于操作人员的操作，画面是否直观，系统是否是中文报
表等；
维修性：故障诊断功能是否完善，故障指示是否明确，硬件维修是否方便，用户是否自行完成
维修，模板是否可带电拔插而不影响系统正常运行；
备品备件供应是否充足、价格是否合理；是否能及时得到厂家技术人员的帮助；培训的力度如
何、方便程度如何、费用高低、能否实际上机操作等。
5.5 集散型控制系统的调试一般包括哪些内容？
答：DCS的调试分一般分成三个部分内容：工厂调试、用户现场离线调试和在线调试。
第6章 现场总线技术与应用
6.1 什么是现场总线？
答：根据国际电工委员会IEC（International Electrotechnical Commision）标准和现场基
金会FF(Fieldbus Foundation)的定义，现场总线的概念一般为：一种用于智能化现场设备和自动化系统的开放式、数字化、双向串行、多节点的底层通信总线。
6.2 现场总线的本质含义表现在哪些方面？
答： 1．现场通信网络； 2．现场设备互联； 3．互操作性； 4．分散功能块； 5．通信
线供电； 6．开放式互联网络。
6.3 现场总线有哪些优点？
答：1．全数字化； 2．全分布； 3．双向传输； 4．自诊断； 5．节省布线及控制室空间； 6．多
功能仪表； 7．开放性； 8．互操作性； 9．智能化与自治性
6.4 现场总线有哪几种典型类型？它们各有什么特点？
答：常用的现场总线有5种类型，它们的特点如下表所示。
现场总线类型 特性 FF 开发公司 Fisher-Rosemount Profibus Siemens HART Rosemount CAN Bocsh LonWorks Echelon 楼宇自动化、工业自应用范围 仪表 PLC 智能变送器 汽车 动化 OSI网络1、2、7 层次 双绞线、光缆、同通讯介质 轴电缆 介质访问令牌、主从 方式 令牌、主从 令牌、查询 CSMA （PP CSMA CRC） 位仲裁的双绞线、光缆 电源信号线 双绞线 电缆、无线和电力线 可预测P坚持CSMA双绞线、光缆、同轴1、2、7 1、2、7 1、2、7 1-7 CSMA/CA 纠错方式 最大传输2.5Mbps 速率 最大节点数 优先级 安全性 开发工具 32（H1） 128 124（H2） 有 是 有 有 是 有 有 是 有 是 有 有 是 有 15 110 32000 12 Mbps 12 Mbps 1 Mbps 1.25 Mbps CRC CRC CRC CRC CRC
6.5 现场总线系统（FCS）与传统的集散型控制系统（DCS）相比较，有哪些特点？
答：1． 数字式通信方式取代设备级的模拟量（如4~20mA，0~5V等信号）和开关量信号。
2． 在车间级与设备级通信的数字化网络。
3． 现场总线是工厂自动化过程中现场级通信的一次数字化革命。
4． 现场总线使自控系统与设备加入工厂信息网络，成为企业信息网络底层，使企业信息
沟通的覆盖范围一直延伸到生产现场。
5． 在CIMS系统中，现场总线是工厂计算机网络到现场级设备的延伸，是支撑现场级与车
间级信息集成的技术基础。
6.6 现场设备有哪些部分组成？它们的各自作用是什么？
答：现场设备或现场仪表是指变送器、执行器、服务器和网桥、辅助设备以及监控设备等。这
些设备可通过双绞线、同轴电缆、光缆和电源线等传输线进行互联。
（1）变送器 常用的变送器有温度、压力、流量、物位和分析五大类，它既有检测、变
换和补偿功能，又有PID控制和运算功能。
（2）执行器 常用的执行器有电动和气动两大类。执行器的基本功能是控制信号的驱动
和执行，还内含调节阀输出特性补偿、PID控制和运算功能，另外有阀门特性自动校验和自诊断功能。
（3）服务器和网桥 服务器下接H1和H2，上接局域网LAN（Local Area Network）；网
桥上接H2，下接H1。
（4）辅助设备 辅助设备有H1/气压转换器、H1/电流转换器、电流/H1转换器、安全栅、
总线电源、便携式编程器等。
（5）监控设备 监控设备主要有工程师站、操作员站和计算机站，工程师站提供现场总
线控制系统组态，操作员站实现工艺操作与监视，计算机站用于优化控制和建模。
6.7 什么叫系统集成？现场总线系统集成的方法有哪些？
答：现场总线系统的集成就是采用现场总线技术为用户提供一体化的自动化方案，以集检测、
采集、控制和执行以及信息的传输、交换、存储与利用的一体化为目标，广泛采用现场总线技术、局域网和因特网技术，发展了实现各种物理“设备集成”的系统互连技术以及实现“信息集成”的软件集成技术和数据集成技术，从而满足企业综合自动化的要求。
6.8 什么是蓝牙技术？
答：蓝牙（Bluetooth）技术是一门发展十分迅速的短距离无线通信技术。由移动通信与移动计
算公司联合推出。1998年5月20日成立专门兴趣小组，负责制定一个开放短距离无线通信协议。这个协议代号取自十世纪的一位爱吃蓝梅的丹麦国王哈罗德的绰号——蓝牙。
蓝牙技术的小功率设备支持距离大约10米的无线通信，大功率设备也只支持距离大约100米的无线通信。蓝牙利用短距离无线连接技术替代专用电缆连接。将蓝牙微芯片嵌入蜂窝电话、膝上或台式电脑、打印机、个人数字助理、数字相机、传真机、键盘、手表等设备内部，在这些蓝牙设备之间，建立起低成本、短距离的无线连接。
蓝牙规定了4种物理接口：通用串行总线USB、EIA-232、PC卡、通用异步收发器UART接口。蓝牙技术使用跳频（Frequency Hopping）、时分多用（Time Division Multi-Access）和码分多用（Code Division Multi-Access）等先进技术，来建立多种通信与信息系统之间的信息传输。
蓝牙技术作为一种射频无线技术，支持点对点和多点通信。一个蓝牙设备可以和一个、也可以和多个蓝牙设备通信。异步数据信道的最大传输速率为721Kbps。
6.9 什么是OPC技术？
答：OPC（OLE for Process Control）指用于过程控制的对象链接与嵌入（OLE）技术，是对象
链接与嵌入技术在自动化领域的具体应用，这是一项技术规范与标准。OPC以OLE/COM机制作为应用程序级的通信标准，采用client/server模式，OPC以服务器server的形式，对下层现场设备即client提供一系列标准的接口，使得由client负责的现场设备的各种信息能够进入OPC服务器，从而实现向下互联。