集散控制系統(tǒng)及現(xiàn)場總線（第2版）

前言
第1章緒論 1
1.1計(jì)算機(jī)過程控制系統(tǒng)的
基本概念及組成 1
1.1.1硬件組成 1
1.1.2軟件組成 2
1.2計(jì)算機(jī)過程控制的基本類型及其特點(diǎn) 2
1.2.1操作指導(dǎo)控制系統(tǒng) 3
1.2.2直接數(shù)字控制系統(tǒng) 3
1.2.3計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng) 5
1.2.4集散型控制系統(tǒng) 5
1.2.5現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 6
1.3計(jì)算機(jī)過程控制的發(fā)展?fàn)顩r 7
小結(jié) 7
習(xí)題 8
第2章集散型控制系統(tǒng)( DCS)導(dǎo)論 9
2.1 DCS的基本概念 9
2.2 DCS的結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn) 9
2.2.1 DCS的結(jié)構(gòu)組成 9
2.2.2 DCS的特點(diǎn) 10
2.3 DCS的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 10
2.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義 10
2.3.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn) 11
2.3.3通信介質(zhì) 11
2.3.4數(shù)據(jù)通信 12
2.3.5數(shù)據(jù)傳輸中的差錯控制 14
2.3.6信道極限傳輸能力 17
2.3.7 DCS的通信網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn) 18
2.3.8 DCS的通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 18
2.4 DCS的網(wǎng)絡(luò)存取控制技術(shù) 20
2.4.1輪詢(Poll) 20
2.4.2令牌傳送(Token Passing) 20
2.4.3帶有碰撞檢測的載波監(jiān)聽
多重訪問(CSMA／CD) 21
2.5 DCS的組態(tài) 21
2.5.1 DCS硬件組態(tài) 21
2.5.2 DCS軟件組態(tài) 22
2.5.3 DCS組態(tài)方法 22
2.6 DCS的可靠性 23
2.6.1 DCS的分散結(jié)構(gòu) 23
2.6.2 DCS的冗余化結(jié)構(gòu) 24
2.6.3 DCS的高可靠性通信系統(tǒng) 24
2.6.4 DCS的程序化自診斷功能 25
2.6.5 DCS的軟、硬件的可靠性 25
2.7 DCS的常用控制算法 25
2.7.1串級控制 26
2.7.2前饋控制 27
2.7.3 Smith預(yù)估補(bǔ)償控制 28
2.7.4超弛控制 29
2.7.5順序控制 30
2.7.6自適應(yīng)控制 31
小結(jié) 32
習(xí)題 32
第3章國產(chǎn)集散型控制
系統(tǒng)——HS2000 34
3.1 HS2000系統(tǒng)的基本特點(diǎn) 34
3.1.1高可靠性 34
3.1.2直觀、方便的操作平臺 34
3.1.3方便的維護(hù)手段 35
3.1.4系統(tǒng)的開放性 35
3.1.5完善的質(zhì)量保證體系 35
3.1.6優(yōu)良的系統(tǒng)性能 35
3.2 HS2000系統(tǒng)的基本組成 36
3.2.1 HS2000系統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 36
3.2.2 HS2000系統(tǒng)的I/O現(xiàn)場控制站 37
3.2.3 HS2000系統(tǒng)的操作員站 38
3.2.4 HS2000系統(tǒng)的工程師站 39
3.3 HS2000系統(tǒng)的硬件配置 39
3. 3.1 HS2000S小型集散型
控制系統(tǒng)的配置 39
3.3.2 HS2000M中型集散型
控制系統(tǒng)的配置 39
3.3.3 HS2000L大型集散型
控制系統(tǒng)的配置 40
3.4 HS2000系統(tǒng)的I/O現(xiàn)場控制站配置 40
3.4.1 110現(xiàn)場控制站的應(yīng)用容量 40
3.4.2 110現(xiàn)場控制站的硬件構(gòu)成 41
3.5 HS2000系統(tǒng)的軟件組態(tài) 44
3.5.1工程師站組態(tài)軟件 44
3.5.2操作員站組態(tài)軟件 46
3.5.3 110現(xiàn)場控制站組態(tài)軟件 49
小結(jié) 50
習(xí)題 50
第4章大型集散型控制
系統(tǒng)-TDC3000 一 52
4.1 TDC3000系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特性 52
4.1.1 TDC3000的局域控制網(wǎng)絡(luò) 53
4.1.2 TDC3000的通用控制網(wǎng)絡(luò) 54
4.1.3 TDC3000的高速數(shù)據(jù)公路 55
4.2 TDC3000系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和控制 56
4.2.1數(shù)據(jù)點(diǎn)介紹 57
4.2.2數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)用 60
4.3 TDC3000系統(tǒng)的軟件組態(tài) 68
4.3.1組態(tài)說明 68
4.3.2組態(tài)字的構(gòu)成 68
4.3.3組態(tài)步驟 69
4.3.4組態(tài)實(shí)例 72
4.3.5多功能控制器的
其他幾種組態(tài)功能 72
小結(jié) 80
習(xí)題 80
第5章集散型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 82
5.1集散型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 82
5. 1.1總體設(shè)計(jì) 82
初步設(shè)計(jì)． 一83
詳細(xì)設(shè)計(jì)． 一85
5.2集散型控制系統(tǒng)的
評價準(zhǔn)則與選擇原則 ‘86
5.2.1技術(shù)性能評價 ‘86
5.2.2使用性能評價 ’88
5.2.3可靠性與經(jīng)濟(jì)性評價 89
5.2.4 DCS的選擇原則 一90
5.3集散型控制系統(tǒng)的
調(diào)試、安裝與驗(yàn)收 一91
5.3.1集散型控制系統(tǒng)的調(diào)試 91
5.3.2集散型控制系統(tǒng)的安裝 91
5.3.3集散型控制系統(tǒng)的驗(yàn)收 92
5.4集散型控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例 92
5.4.1 TDC3000在大型煉油廠中
的應(yīng)用一 一92
5.4.2某火力發(fā)電廠200MW發(fā)電機(jī)組
熱工系統(tǒng)的DCS控制 95
小結(jié) 一96
習(xí)題 一97
；6章現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用 98
6.1現(xiàn)場總線的基本概念 一98
6. 2現(xiàn)場總線的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) 99
6. 2.1現(xiàn)場總線的結(jié)構(gòu) 一99
6.2.2現(xiàn)場總線的技術(shù)優(yōu)勢 101
6.3常用的現(xiàn)場總線 101
6.3.1基金會現(xiàn)場總線． 1叭
6.3.2 CAN總線 103
6.3.3局部操作網(wǎng)絡(luò)LonWorks 104
6.3.4 PROFIBUS總線 105
6.3.5 HART總線 ‘107
6.3.6常用現(xiàn)場總線性能對比 108
6.3.7其他現(xiàn)場總線簡介 108
6.4現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的組態(tài) 110
6.4.1 使用NI-FBUS Configurator對
FF系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài) 110
6.4.2使用Smar SYSCON組態(tài)軟件
創(chuàng)建基于FF的應(yīng)用系統(tǒng) 118
6.5現(xiàn)場總線系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例 130
6.5.1 CAN總線在電梯控制系統(tǒng)中
的應(yīng)用 131
6.5.2 Smar現(xiàn)場總線在乙腈精制裝置上
的應(yīng)用 133
6.5.3 LonWorks技術(shù)在電力自動抄表
系統(tǒng)中的應(yīng)用 一135
6.5.4現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的集成 137
6.5.5 0PC技術(shù)簡介 138
小結(jié) 139
習(xí)題 140
第7章DCS、PLC、FCS三大控制系統(tǒng)
的主要特點(diǎn)及異同點(diǎn) 141
7.1 DCS、PLC、FCS三大控制系統(tǒng)
的主要特點(diǎn) 141
7.1.1 DCS的主要特點(diǎn) 141
7.1.2 PLC的主要特點(diǎn) 141
7.1.3 FCS的主要特點(diǎn)142
7.2 DCS、PLC、FCS三大控制系統(tǒng)的
主要差異 142
7.2.1 DCS與PLC、FCS控制系統(tǒng)
的區(qū)別 142
7.2.2 DCS、PLC、FCS三大控制系統(tǒng)
的設(shè)計(jì)、投資和使用 144
7.2.3 DCS、PLC、FCS三大控制系統(tǒng)
的發(fā)展方向145
小結(jié) 145
習(xí)題 146
附錄 147
附錄A幾個典型DCS簡介 147
附錄B集散型控制系統(tǒng)及現(xiàn)場總線
常用詞匯中英文對照表 152
參考文獻(xiàn)157