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第1章 分散控制系统概述 1

1.1 分散控制系统的特点 1

1.1.1 递阶控制系统 2

1.1.2 分散控制 2

1.1.3 自治和协调性 3

1.1.4 开放系统 3

1.2 分散控制系统的功能 4

1.2.1 现场控制级的功能 4

1.2.2 过程装置控制级的功能 4

1.2.3 车间操作管理级的功能 5

1.2.4 全厂优化和调度管理级的功能 5

1.3 XDPS分散管制系统简介 5

1.3.1 XDPS分散控制系统的基本结构 6

1.3.2.1 操作员站软件 10

1.3.2 XDPS分散控制系统的软件 10

1.3.2.2 工程师站软件 13

1.3.2.3 历史数据站软件 14

1.3.2.4 DPU软件 15

1.3.2.5 GTW软件 16

1.4.3 XDPS分散控制系统的特点 17

1.4 分散控制系统的发展方向 18

1.4.1 综合自动化和开放系统 18

1.4.2 现场总线控制系统 19

第2章 XDPS分散控制系统的硬件 20

2.1 DPU分布式处理单元 20

2.1.1 DPU分布式处理单元 20

2.1.2 PDEX344卡 23

2.1.3 BC站控制卡 24

2.1.4 输入输出卡件 25

2.1.4.1 AI模拟量输入卡 26

2.1.4.2 AO模拟量输出卡 28

2.1.4.3 SOE/DI开关量输入卡 29

2.1.4.4 DO开关量输出卡(DO-251) 30

2.1.4.5 DO开关量输出卡(DO-340) 31

2.1.4.6 PI开关量计数卡 32

2.1.4.7 LC双回路控制卡 33

2.1.4.8 LC-S伺放控制卡 34

2.1.4.9 SMC脉冲量计数和测频卡 35

2.1.4.10 MCP测速卡 36

2.1.4.11 MCP-OPC高速采样卡 36

2.1.4.12 OPC 超速控制和超速保护卡 37

2.1.4.13 VCC阀门伺服控制卡 38

2.1.4.14 LPC逻辑保护卡 39

2.1.4.15 SYN同期控制卡 43

2.1.4.16 BZT备用电源自投保护卡 44

2.1.5 XDPS系统的输入输出端子板 45

2.1.6 位总线(Bitbus) 49

2.1.6.1 8044内部结构 50

2.1.6.2 位总线通讯标准 50

2.1.6.3 RS-485接口电路 51

2.1.6.4 XDPS分散控制系统中位总线的实现方法 52

2.1.7 电源 52

2.2 人机接口站MMI 53

2.2.1 工业控制计算机 53

2.2.2 网卡 55

2.2.3 信息输入输出设备 57

2.2.3.1 键盘 57

2.2.3.2 鼠标或球标 60

2.2.3.3 显示器 60

2.2.3.4 打印机 61

2.2.3.6 手操器 62

2.2.3.5 磁和光记录设备 62

2.3 通讯系统 65

2.3.1 以太网 65

2.3.1.1 以太网的结构分层 65

2.3.1.2 以太网的物理层 66

2.3.1.3 以太网的逻辑链路层 68

2.3.2 Intranet网和Internet网 68

2.3.2.1 TCP/IP协议 68

2.3.2.2 网络拓扑结构 72

2.3.2.3 WindowsNT 73

2.3.2.4 Intranet和Internet的构成 73

2.3.3 现场总线 74

2.3.3.1 Type1 76

2.3.3.2 Type5 77

2.3.3.3 HART协议 78

2.4.1 过程通道的抗干扰 79

2.4 系统硬件的抗干扰技术 79

2.4.2 微处理器的抗干扰 80

2.4.3 系统的供电和接地 80

2.4.4 提高系统可靠性的其他措施 81

第3章 XDPS分散控制系统的软件 83

3.1 DPU软件 83

3.1.1 点目录组态文件 83

3.1.2 点组定义文件 86

3.1.3 功能模块 87

3.1.3.1 网络功能模块 90

3.1.3.2 过程输入输出功能模块 92

3.1.3.3 页间传递的功能模块 95

3.1.3.4 模拟函数功能模块 96

3.1.3.5 时间过程函数功能模块 98

3.1.3.6 控制算法功能模块 104

3.1.3.7 逻辑运算功能模块 115

3.1.3.8 操作器功能模块 121

3.1.3.9 特殊功能模块 130

3.1.3.10 页内作用功能模块 133

3.1.3.11 模糊控制用的功能模块 134

3.1.4 DPU的组态 134

3.1.4.1 组态环境 135

3.1.4.2 控制组态工作 136

3.1.5 输入输出驱动程序 142

3.2 MMI软件 143

3.2.1 基本图像和图库 143

3.2.2 过程画面的建立和合成 172

3.2.2.1 过程画面的设计 173

3.2.2.2 过程流程图中数据的显示 174

3.2.2.3 动态键的设计 176

3.2.2.4 操作键盘上用户定义键的设置 176

3.2.2.5 图形显示的界面设置 177

3.2.3 预定义的显示软件 178

3.2.3.1 自检 179

3.2.3.2 单点显示 183

3.2.3.3 数据库一览 185

3.2.3.4 报警一览 192

3.2.3.5 报警历史 197

3.2.3.6 趋势显示 202

3.2.3.7 条件触发 211

3.2.4 数据报表和报警 216

3.2.4.1 数据的收集和再现 216

3.2.4.2 历史数据和日志记录器 222

3.2.4.3 周期和触发报表记录器 224

3.2.4.4 报表打印 229

3.3 GTW软件 230

3.3.2 基于XDPS实时数据库接口的网关软件驱动方式 231

3.3.1 基于VDPU的I/O驱动方式 231

3.4.1 数字滤波技术 232

3.4.1.1 算术平均滤皮 232

3.4 系统软件的抗干扰技术 232

3.4.1.2 中值平均滤波 233

3.4.1.3 限幅滤波 233

3.4.1.4 高通、低通和带通滤波 233

3.4.1.5 移动平均滤波 234

3.4.2 开关量信号的软件抗干扰技术 234

3.4.3 指令冗余技术 234

3.4.4 软件陷阱技术 235

3.4.5 软件容错技术 235

3.4.6 软件安全保护技术 236

3.4.7 软件消抖动技术 237

4.1.1 硬件的安装和接线 238

4.1.1.1 设备与现场信号的连接 238

4.1 系统的安装 238

第4章 系统的安装、调试和维护 238

4.1.1.2 端子柜与控制柜的连接 252

4.1.1.3 控制柜内的连接 252

4.1.1.4 MMI的连接 256

4.1.1.5 接地 257

4.1.2 MMI软件的安装 259

4.1.3 DPU软件的安装 263

4.1.4 MMI软件的参数设置 267

4.1.5 DPU的启动 270

4.2 系统的调试 272

4.2.1 硬件的调试 272

4.2.1.1 分布式处理单元DPU的调试 272

4.2.1.2 输入输出卡件的调试 274

4.3.1 输入输出卡件的维护 319

4.3 系统的维护 319

4.2.2 软件的调试 319

4.3.2 DPU的维护 321

4.3.3 MMI的维护 321

4.3.4 通讯系统的检查 322

第5章 系统的操作和显示 323

5.1 系统的启动操作 323

5.2 系统工具的操作和显示 326

5.2.1 用户登录和退出 326

5.2.2 基本操作和显示 327

第6章 XDPS分散控制系统的应用示例 329

6.1 大型电站300MW机组热工控制一体化中的应用 329

6.1.1 大型电站机组的特点及对控制系统的要求 329

6.1.2 一体化DCS系统的特点 330

6.1.3 一体化DCS系统子系统简介 331

6.1.3.1 单元机组的协调控制系统 331

6.1.3.3 给水全程自动控制系统 332

6.1.3.2 数据采集系统 332

6.1.3.4 锅炉炉膛安全监控系统 333

6.1.3.5 顺序控制系统 333

6.1.3.6 汽轮机数字式电液控制系统 334

6.1.3.7 电气设备控制系统 335

6.1.4 某大型电站300MW机组的热工控制一体化控制系统 335

6.1.4.1 系统结构 336

6.1.4.2 数据采集系统 337

6.1.4.3 单元机组的协调控制系统 338

6.1.4.4 给水全程控制系统 339

6.1.4.5 炉膛安全监控系统 340

6.1.4.6 顺序控制系统(SCS) 341

6.1.4.7 汽轮机数字式电液控制系统 342

6.1.4.8 给水泵汽轮机数字式电液控制系统 345

6.2 监控和数据采集系统中的应用 347

6.1.4.9 电气设备控制系统 347

6.2.1 监控和数据采集系统的功能 348

6.2.2 某电厂升压站计算机监控和数据采集系统 348

6.3 电厂仿真培训系统 350

6.3.1 仿真培训系统的类型 350

6.3.2 仿真培训系统的主要功能 351

6.3.3 仿真培训系统的构成 352

6.4 转炉炼钢控制系统中的应用 354

6.4.1 纯氧顶吹转炉炼钢过程简介 355

6.4.2 转炉的终点控制 355

6.4.3 转炉分散控制系统的构成 355

6.4.4 氧枪枪位控制和加料系统控制 356

6.4.5 一次除尘和煤气回收控制 357

6.5 电厂SIS中的应用 358

6.5.1 厂级实时监控信息系统的功能 358

6.5.2 厂级实时监控信息系统的设计 359

6.5.3 电厂厂级实时监控信息系统的实现 360

6.5.4 厂级实时监控信息系统的构成 360

6.6 配电网自动化中的应用 362

6.6.1 XDAMS-400自动化管理系统简介 362

6.6.2 上海市黄浦小区配网自动化一期工程介绍 363

6.6.2.1 配电自动化系统的硬件构成 363

6.6.2.2 配电自动化系统的软件配置 366

6.7 造纸生产过程中的应用 369

6.7.1 制浆车间的应用 369

6.7.2 造纸车间的应用 370

6.7.3 碱回收车间的应用 371

6.7.4 某造纸厂的主要控制系统 371

6.8 大型循环流化锅炉控制系统中的应用 372

6.8.1 循环流化床锅炉控制的特点 372

6.8.2 燃烧部分的控制系统分析 374

6.8.3 炉膛安全监控系统FSSS 375

6.8.4 450t/h循环流化床锅炉控制系统简介 376

6.9 化工厂水厂中的应用 377

6.9.1 系统概述 377

6.9.2 系统功能 377

附录 379

附录1 输入输出卡件 379

1.XDPS-400I/O卡件 379

2.AI模拟量输入卡 380

3.SOE/DI开关量输入卡 381

4.AO模拟量输出卡 383

5.DO开关量输出卡 383

6.PI脉冲量输入卡 385

8.LC双回路控制卡 386

7.SMC脉冲量计数卡 386

9.LC-S伺放控制卡 388

10.MCP测速卡 389

11.MCP-OPC高速采样卡 390

12.VCC阀门伺服控制卡 391

13.BC站控制卡 392

14.BC网络型站控制卡 393

15.BZT备用电源自投保护卡 394

16.LPC逻辑保护卡 395

17.OPC超速控制和超速保护卡 396

18.SYN同期控制卡 397

19.3C-GMA模拟量手操器 398

20.3C-DMA开关量手操器 399

附录2 分布式处理单元DPU 400

附录3 人机接口站MMI 402

参考文献 404