分散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)及其工程設(shè)計(jì)（DCS FCS）

上篇 基礎(chǔ)知識(shí)篇
第1章 緒論 2
1．1 分散控制系統(tǒng)概述 2
1．1．1 分散控制系統(tǒng)（DCS）的概念 2
1．1．2 分散控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 3
1．1．3 分散控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程 5
1．2 DCS典型產(chǎn)品及特點(diǎn) 9
1．3 分散控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 12
1．4 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)概述 15
1．4．1 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的產(chǎn)生 15
1．4．2 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的特點(diǎn) 16
1．4．3 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的發(fā)展趨勢(shì) 17
1．5 思考題 17
第2章 DCS的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 18
2．1 網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信原理 18
2．1．1 通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基本組成 18
2．1．2 基本概念及術(shù)語(yǔ) 19
2．1．3 工業(yè)數(shù)據(jù)通信 21
2．1．4 數(shù)據(jù)交換方式 22
2．1．5 信道 23
2．1．6 差錯(cuò)控制 26
2．2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 30
2．2．1 通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 31
2．2．2 通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 32
2．3 DCS中的控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議 33
2．3．1 協(xié)議的參考模型 33
2．3．2 物理層協(xié)議 34
2．3．3 鏈路層協(xié)議 35
2．3．4 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 36
2．3．5 傳輸層和會(huì)話(huà)層協(xié)議 37
2．3．6 高層協(xié)議 38
2．3．7 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 39
2．4 本章小結(jié) 42
2．5 思考題 43
第3章 DCS的過(guò)程控制站 44
3．1 DCS的體系結(jié)構(gòu) 44
3．2 過(guò)程控制站的結(jié)構(gòu) 50
3．3 基本控制單元 53
3．3．1 基本控制單元硬件 54
3．3．2 基本控制單元軟件 81
3．3．3 基本控制單元的可靠性措施 92
3．4 本章小結(jié) 96
3．5 思考題 97
第4章 運(yùn)行員操作站 98
4．1 運(yùn)行員操作站的結(jié)構(gòu) 98
4．2 MMI基本功能 101
4．3 記錄與報(bào)表 110
4．4 歷史數(shù)據(jù)庫(kù)檢索及處理 111
4．5 其他類(lèi)型的人機(jī)接口 111
4．6 人機(jī)接口的發(fā)展介紹 112
4．7 本章小結(jié) 113
4．8 思考題 113
第5章 工程師站與組態(tài)軟件 114
5．1 工程師站在DCS中的作用 114
5．2 工程師站的組成 117
5．3 工程師站在DCS中所處的地位 117
5．4 系統(tǒng)組態(tài) 118
5．4．1 組態(tài)軟件 118
5．4．2 系統(tǒng)組態(tài)與其他設(shè)計(jì)方法的區(qū)別 120
5．4．3 過(guò)程控制站的組態(tài) 120
5．4．4 運(yùn)行員操作站的組態(tài) 124
5．4．5 組態(tài)的在線(xiàn)調(diào)試 126
5．5 MACS的應(yīng)用組態(tài)流程 127
5．6 本章小結(jié) 129
5．7 思考題 130
第6章 DCS的性能指標(biāo)與評(píng)價(jià) 131
6．1 分散控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)簡(jiǎn)要介紹 131
6．2 分散型控制系統(tǒng)的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則 133
6．2．1 可靠性與經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià) 134
6．2．2 技術(shù)性能評(píng)價(jià) 139
6．2．3 使用性能評(píng)價(jià) 141
6．2．4 控制系統(tǒng)軟件可靠性及評(píng)價(jià) 142
6．3 DCS的選擇原則 145
6．4 本章小結(jié) 146
6．5 思考題 146
第7章 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng) 147
7．1 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)及現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)的定義 147
7．2 DCS、PLC與FCS 148
7．3 幾種典型的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn) 149
7．3．1 Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn) 149
7．3．2 CAN總線(xiàn) 151
7．3．3 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn) 152
7．3．4　LonWorks總線(xiàn) 155
7．4 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)的構(gòu)成 157
7．5 設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)的方法 159
7．6 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)的組態(tài) 161
7．7 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)的調(diào)試與維護(hù) 163
7．8 本章小結(jié) 164
7．9 思考題 164
第8章 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信系統(tǒng) 165
8．1 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信系統(tǒng)概述 165
8．1．1 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信系統(tǒng)與ISO/OSI參考模型的關(guān)系 165
8．1．2 Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信系統(tǒng)的主要組成部分 167
8．2 Profibus物理層 167
8．2．1 Profibus-DP的RS-485傳輸 168
8．2．2 Profibus-DP的光纖傳輸 170
8．3 Profibus數(shù)據(jù)鏈路層 171
8．3．1 Profibus介質(zhì)訪問(wèn)控制 171
8．3．2 Profibus報(bào)文格式 172
8．3．3 Profibus地址編碼方式 174
8．3．4 Profibus數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務(wù) 175
8．4 Profibus應(yīng)用層 176
8．5 Profibus用戶(hù)層 178
8．5．1 Profibus-DP用戶(hù)層概述 178
8．5．2 DDLM功能 179
8．5．3 用戶(hù)接口 180
8．5．4 Profibus-DP行規(guī) 181
8．6 本章小結(jié) 181
8．7 思考題 182
第9章 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備 183
9．1 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備的分類(lèi)與特點(diǎn) 183
9．1．1 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備的分類(lèi) 183
9．1．2 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備的特點(diǎn) 184
9．2 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)差壓變送器 185
9．2．1 概述 185
9．2．2 工作原理 186
9．3 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)溫度變送器 188
9．3．1 概述 188
9．3．2 工作原理 188
9．3．3 溫度檢測(cè)元件 189
9．4 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)閥門(mén)定位器 191
9．4．1 概述 191
9．4．2 工作原理 191
9．5 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)電動(dòng)執(zhí)行器 193
9．5．1 概述 193
9．5．2 工作原理 193
9．6 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)-氣壓轉(zhuǎn)換器 194
9．6．1 概述 194
9．6．2 工作原理 194
9．7 電流-現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)轉(zhuǎn)換器 196
9．7．1 概述 196
9．7．2 工作原理 196
9．7．3 安裝和校驗(yàn) 197
9．8 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)-電流轉(zhuǎn)換器 198
9．8．1 概述 198
9．8．2 工作原理 198
9．9 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口類(lèi)設(shè)備 199
9．9．1 概述 199
9．9．2 工作原理 200
9．9．3 安裝與維護(hù) 201
9．9．4 其他總線(xiàn)接口設(shè)備 202
9．10 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)電源類(lèi)設(shè)備 203
9．10．1 概述 203
9．10．2 工作原理 204
9．11 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)附件類(lèi)設(shè)備 205
9．12 本章小結(jié) 206
9．13 思考題 207
下篇 工程應(yīng)用篇
第10章 DCS的工程設(shè)計(jì) 210
10．1 DCS的應(yīng)用設(shè)計(jì)與實(shí)施的一般過(guò)程 210
10．2 DCS總體設(shè)計(jì) 211
10．2．1 可行性研究設(shè)計(jì)及總體設(shè)計(jì) 211
10．2．2 DCS初步設(shè)計(jì) 211
10．2．3 施工圖詳細(xì)設(shè)計(jì) 214
10．3 DCS系統(tǒng)的工程化設(shè)計(jì) 217
10．4 DCS的組態(tài)與調(diào)試 219
10．5 分散型控制系統(tǒng)的安裝與驗(yàn)收 219
10．6 電加熱鍋爐溫度控制工程案例 220
10．6．1 系統(tǒng)概述 220
10．6．2 系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì) 220
10．6．3 電加熱鍋爐控制方案的確定 222
10．7 MACS在空分行業(yè)中對(duì)氧氣的恒壓控制 229
10．8 本章小結(jié) 234
10．9 思考題 234
第11章 FCS的工程設(shè)計(jì) 235
11．1 FCS的工程設(shè)計(jì)原則 235
11．2 FCS的工程設(shè)計(jì)方法 236
11．3 FCS控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程 237
11．3．1 總體方案設(shè)計(jì) 238
11．3．2 控制系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì) 240
11．4 FCS的工程控制系統(tǒng)的應(yīng)用舉例 240
11．4．1 設(shè)計(jì)概述 240
11．4．2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及參數(shù)配置 241
11．4．3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 244
11．4．4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 249
11．4．5 系統(tǒng)抗干擾措施 254
11．5 本章小結(jié) 256
11．6 思考題 256
附錄A 新一代DCS的體系結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點(diǎn) 258
A．1 促進(jìn)新一代DCS形成的原因 258
A．2 新一代DCS的體系結(jié)構(gòu) 259
A．3 新一代DCS的主要功能和技術(shù)特征 262
參考文獻(xiàn) 270