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第1章 DCS概述及与PLC的关系 1

1.1 DCS概述 2

1.1.1计算机控制 2

1.1.2 DCS的概念 8

1.2 DCS的现状及发展 9

1.3 DCS的基本组成及特点 14

1.3.1 DCS的基本组成 14

1.3.2 DCS的特点 18

1.4 DCS与PLC的关系 19

1.4.1 PLC概述 19

1.4.2 DCS和PLC的关系 19

小结 21

习题 25

第2章 DCS的系统组成及常见系统 26

2.1 DCS的体系结构 28

2.1.1集中控制系统的组成 28

2.1.2 DCS的系统结构的组成 29

2.1.3 DCS的系统结构 29

2.2 DCS的功能分层 30

2.2.1 DCS的层次结构 30

2.2.2 DCS的层次功能 31

2.3 DCS的通信网络 33

2.3.1计算机通信的基本知识 33

2.3.2以太网、IEEE 802.3及工业以太网 38

2.3.3 DCS网络的体系结构 42

2.3.4 DCS网络拓扑结构的形式 43

2.3.5 DCS的通信存取控制方法 44

2.3.6 DCS网络的主要特点 49

2.4常见的DCS 49

2.4.1和利时的hollias-macs系统 49

2.4.2 Foxboro公司的I/AS系统 54

2.4.3浙大中控JX300XP系统 59

2.4.4西门子的SIMATIC PCS 7系统 62

2.4.5 Advant OCS系统 69

2.4.6罗克韦尔的ControlL.ogix系统 70

2.4.7小型SunyPCC800 74

小结 79

习题 80

第3章 DCS的硬件及通信 82

3.1现场控制单元硬件 84

3.1.1现场控制站的结构 84

3.1.2现场控制站的功能与可靠性维护 86

3.2过程控制单元硬件 89

3.2.1过程控制单元的功能 89

3.2.2过程控制单元的智能调节器与PLC 91

3.3操作员站和工程师站单元硬件 93

3.3.1中央计算机单元的功能 93

3.3.2操作员站单元的功能 94

3.3.3工程师站单元的功能 99

3.4通信网络单元硬件 100

3.4.1通信网络的传输介质 101

3.4.2通信网络的接口设备 102

3.4.3通信标准及标准通信接口 103

3.5网络设备 107

小结 111

习题 114

第4章 DCS的软件及组态 115

4.1概述 116

4.2组态软件 118

4.2.1数据库生成系统 119

4.2.2生产过程流程 119

4.2.3数据和报表 120

4.2.4控制回路组态 120

4.3控制层软件 121

4.3.1控制层软件的功能 121

4.3.2编程语言与模型 122

4.4监控软件 135

4.4.1监控软件的功能 135

4.4.2监控软件的功能设计 135

4.5 DCS的通信网络系统 146

4.5.1通信网络系统的组成 146

4.5.2 DCS中的控制网络标准和协议 147

4.5.3数据通信 153

小结 156

习题 157

第5章 DCS现场总线 159

5.1现场总线的基本概念 160

5.2现场总线控制系统的特点 161

5.2.1现场总线系统的技术特点 161

5.2.2现场总线的结构特点 162

5.2.3现场总线的优点 163

5.3现场总线的标准 164

5.4现场总线的现状及发展 165

5.4.1现场总线的现状 165

5.4.2现场总线的未来 167

小结 167

习题 169

第6章 常用现场总线的应用 171

6.1控制层现场总线ControlNet 172

6.1.1概述 172

6.1.2 ControlNet协议规范 173

6.2设备层现场总线DeviceNet 176

6.2.1 DeviceNet的性能特点 176

6.2.2 DeviceNet的技术规范 177

6.2.3 DeviceNet对象模型与设备架构 181

6.2.4 DeviceNet的一致性测试 182

6.2.5 DeviceNet接口和软硬件产品 183

6.2.6 DeviceNet预定义主从连接组的定义及应用范围 183

6.2.7预定义主从连接的工作过程 185

6.3 Profibus协议 190

6.3.1 Profibus现场总线技术的主要构成 190

6.3.2 Profibus-PA的基本特性 192

6.3.3 Profibus控制系统项目设计 194

6.3.4 Profibus应用实例 196

6.4 FF总线 199

6.4.1 FF总线简介 199

6.4.2应用实例——基金会现场总线在海洋石化工作中的应用 200

6.5 LonWorks控制网络和Lon总线 202

6.5.1概述 202

6.5.2应用实例——基于LonWorks的智能家庭控制系统设计 204

6.6 CAN总线 207

6.6.1 CAN总线的主要特点 207

6.6.2网络结构 208

6.6.3 CAN总线协议 209

6.6.4 CAN总线应用系统的一般组成 209

6.6.5 CAN总线网络设计步骤 210

6.6.6应用实例——基于CAN总线的远程工业电表抄表系统开发 211

6.6.7应用实例——基于CAN总线的电动机直接转矩控制结点设计 213

小结 216

习题 218

第7章 DCS的性能及选型 219

7.1集散控制系统的性能 220

7.2集散控制系统重要性能指标的设计 222

7.2.1集散控制系统的可靠性设计 222

7.2.2集散控制系统的实时性设计 225

7.2.3集散控制系统的抗干扰设计 226

7.3集散控制系统的评估 227

7.4集散控制系统的选型 228

7.4.1 DCS选型中的几个问题 231

7.4.2按投资预算确定控制系统 231

7.4.3按输入／输出点数确定操作站、控制器的型号和数量 234

小结 239

习题 242

第8章DCS的现场操作及应用案例 244

8.1 DCS的现场设计 245

8.1.1可行性研究 246

8.1.2初步设计 246

8.1.3现场施工设计 247

8.2 DCS的现场施工 261

8.2.1 DCS的调试 261

8.2.2 DCS的安装 265

8.2.3 DCS的验收 265

8.2.4 DCS的日常管理维护和继续开发 266

8.3 DCS的安全性 267

8.3.1系统的安全性概述 267

8.3.2环境适应性设计技术 274

8.4 DCS在攀钢酸再生机组中的应用 279

8.4.1酸再生生产工艺及设备 279

8.4.2酸再生控制系统功能概述 281

小结 302

习题 305

参考文献 306