第1章 分散控制系统概论 1
1.1 概述 1
1.1.1 基地式仪表 1
1.1.2 单元组合仪表 3
1.1.3 组装式仪表 5
1.1.4 直接数字控制系统（DDC系统） 6
1.1.5 分散控制系统的产生和发展 7
1.1.6 仪控系统的发展过程总结 9
1.1.7 DCS目前存在的问题和未来的发展 11
1.2 分散控制系统的体系结构 11
1.2.1 现场级 14
1.2.2 控制级 15
1.2.3 监控级 15
1.2.4 管理级 16
1.3 分散控制系统的特点 17
1.4 分散控制系统与工业4.0 20
1.4.1 工业4.0简述 20
1.4.2 基于工业4.0的分散控制系统 21
1.5 习题 22
第2章 分散控制系统的网络通信 23
2.1 网络通信基础 23
2.1.1 网络通信原理 23
2.1.2 数据交换方式 27
2.1.3 通信介质 31
2.1.4 通信协议 34
2.2 分散控制系统中的网络通信 43
2.2.1 分散控制系统中的网络通信特点 43
2.2.2 分散控制系统中的网络通信系统结构 45
2.2.3 分散控制系统中的工业以太网 47
2.2.4 分散控制系统工业以太网的交换技术 49
2.2.5 分散控制系统中的现场总线通信技术 50
2.3 习题 52
第3章 分散控制系统的现场级 53
3.1 基于传统仪控系统的现场级 53
3.2 基于现场总线技术的现场级 54
3.3 习题 55
第4章 分散控制系统的控制级 56
4.1 过程控制站 56
4.1.1 过程控制站的基本结构 56
4.1.2 过程控制站的硬件系统 63
4.1.3 过程控制站的软件系统 78
4.2 数据采集站 86
4.3 习题 87
第5章 分散控制系统的监控级 88
5.1 运行员站 90
5.1.1 运行员站的结构 90
5.1.2 运行员站的功能 104
5.2 工程师站 107
5.2.1 工程师站的作用与构成 107
5.2.2 基于工程师站的组态设计 109
5.3 历史数据站 114
5.3.1 历史数据站的功能 114
5.3.2 历史数据的类型和特点 114
5.4 计算站 115
5.5 习题 116
第6章 分散控制系统中的控制算法 118
6.1 常用的模拟量控制算法 118
6.1.1 PID控制 118
6.1.2 前馈控制 122
6.1.3 大延迟系统的控制 123
6.2 先进控制算法 125
6.2.1 预测控制 125
6.2.2 自适应控制 126
6.3 习题 133
第7章 分散控制系统的工程设计规范及评价与选择 134
7.1 分散控制系统的工程设计规范 134
7.1.1 DCS工程设计总体要求 134
7.1.2 设计原则与职责分工 136
7.1.3 控制站（过程控制站） 137
7.1.4 操作员站 138
7.1.5 工程师操作站 140
7.1.6 通信系统 141
7.1.7 软件配备、应用软件、软件组态文件与软件组态 142
7.1.8 DCS工程设计程序 143
7.1.9 DCS控制室设计 144
7.1.10 DCS供电、接地、防雷系统设计 144
7.1.11 DCS验收测试、安装、联调与投运 145
7.2 分散控制系统的评价与选择 146
7.2.1 分散控制系统的评价 146
7.2.2 分散控制系统的选择 151
7.3 习题 154
第8章 分散控制系统在工业生产中的应用 155
8.1 EDPF-NT Plus系统及其应用 155
8.1.1 EDPF-NT Plus系统简介 155
8.1.2 EDPF-NT Plus在电站超超临界机组控制中的应用 159
8.2 Symphony系统及其应用 161
8.2.1 Symphony系统简介 161
8.2.2 Symphony系统在电站超临界机组控制中的应用 163
8.3 Ovation系统及其应用 165
8.3.1 Ovation系统简介 165
8.3.2 Ovation系统在钢铁厂高炉控制系统中的应用 166
8.4 TELEPERM XP系统及其应用 168
8.4.1 TELEPERM XP系统简介 168
8.4.2 TELEPERM XP在核电站控制中的应用 170
8.5 习题 172
第9章 现场总线控制系统 173
9.1 现场总线概述 173
9.1.1 现场总线的概念与含义 173
9.1.2 现场总线的特点 174
9.1.3 现场总线的核心与基础 175
9.1.4 现场总线的网络拓扑结构 175
9.2 现场总线数据通信协议模型 177
9.2.1 通信协议分层 177
9.2.2 物理层 178
9.2.3 数据链路层 179
9.2.4 应用层 179
9.2.5 用户层 179
9.3 现场总线控制系统的构成 179
9.3.1 具有两层结构的FCS 179
9.3.2 具有3层结构的FCS 180
9.3.3 由DCS扩展而成的FCS 180
9.4 习题 181
第10章 几种典型的现场总线技术 182
10.1 FF现场总线 182
10.1.1 FF概述 182
10.1.2 FF的通信系统 183
10.1.3 FF的网络管理 184
10.1.4 FF的系统管理 185
10.2 WorldFIP现场总线 187
10.2.1 WorldFIP概述 187
10.2.2 WorldFIP的通信系统 188
10.2.3 WorldFIP的网络管理 191
10.2.4 WorldFIP的安全性 194
10.3 CAN现场总线 195
10.3.1 CAN总线概述 195
10.3.2 CAN总线的通信系统 196
10.3.3 CAN总线性能特点 197
10.4 PROFIBUS现场总线 199
10.4.1 PROFIBUS概述 199
10.4.2 PROFIBUS的主要技术构成和特性 200
10.4.3 PROFIBUS-DP 202
10.4.4 PROFIBUS-PA 204
10.4.5 PROFIBUS-FMS 206
10.4.6 Profinet 207
10.5 DeviceNet现场总线 210
10.5.1 DeviceNet概述 210
10.5.2 DeviceNet的通信技术 211
10.6 习题 214
参考文献 215