前言 1
名词与技术术语 1
1 绪论 1
1．1背景 1
1．2基础条件 2
1．3自动化发展的阶段 3
1．3．1工业化时代的自动监控系统 3
1．3．2自动化时代的自动监控系统 3
1．3．3信息时代的自动监控系统 4
2 控制系统用现场总线 5
2．1定义 5
2．1．1权威组织的定义 5
2．1．2千米级总线 11
2．2．1分类 12
2．2 FCS的分类 12
2．2．2不同领域的最下层仪器仪表 13
2．2．3不同领域的系统结构 14
2．3现场总线的核心与基础 15
2．3．1现场总线类型的核心——总线协议 15
2．3．2现场总线的基础——智能现场装置 16
2．3．3现场总线技术原形与系统产生 18
2．4现场总线与IT计算机网络技术的区别 18
2．5现场总线通信协议模型 20
2．5．1协议分层 20
2．5．2网络软件层次设计原则 23
2．5．3总线通信协议基本模型IP-TCP与ISO—OSI 24
2．5．4现场总线通信协议模型 32
2．6现场总线控制系统的拓扑结构 35
2．7现场总线测试技术 36
2．7．1一致性测试 37
2．7．2互操作性测试 38
2．7．4典型互操作性测试实例及实验结果分析 40
2．7．3系统测试 40
2．8现场总线本质安全设计总体要求 42
2．8．1本质安全防爆技术 42
2．8．2本质安全现场总线系统的结构特征 43
2．8．3本质安全现场总线系统认证技术 44
2．8．4现场总线系统本质安全设计总体要求 45
3 现场总线国际发展动态 53
3．1 IEC现场总线国际标准 53
3．2国外现场总线概况 57
3．2．1 IEC61158国际标准中8种类型现场总线简介 59
3．2．2 8种现场总线体系结构简析 64
3．3现场总线转向Ethernet网络 65
3．4．1高速、低速总线适用场合 68
3．4．2代表性现场总线的应用领域 68
3．4 FCS的应用领域及市场需求 68
3．4．3不同用途与FCS的等级标准 69
3．4．4 FCS的需求份额 69
4 DCS、PLC、FCS三大控制系统的基本要点和差异 71
4．1 DCS、PLC、FCS三大控制系统的基本要点 71
4．1．1 DCS或TDCS 71
4．1．2 PLC 72
4．1．3 FCS 72
4．2控制系统之间的差异 74
4．2．1差异要点 74
4．2．2典型系统比较 77
4．2．3设计、投资及使用 79
5 部分典型现场总线控制系统介绍 82
5．1 FF现场总线（Foundation Fieldbus） 82
5．1．1前言 82
5．1．2 FF现场总线的模型及技术概貌 84
5．1．3 FF现场总线拓扑结构及常用部件特性 103
5．1．4费希尔—罗斯蒙特一体化现场总线方案 105
5．1．5应用实例 106
5．1．6结束语 109
5．2 Profibus现场总线 110
5．2．1 Profibus概貌 110
5．2．2 Profibus基本特性 112
5．2．3 Profibus-DP 121
5．2．4 Profibus—PA 127
5．2．5 Profibus—FMS 129
5．2．6 Profibus特点综述 131
5．3 WorldFIP现场总线 131
5．3．1 WorldFIP现场总线概况 131
5．3．2 WorldFIP的基本性能 131
5．3．3 WorldFIP通信芯片、软件和开发工具 136
5．3．4 WorldFIP现场总线产品及其应用 139
5．3．5 WorldFIP的技术优势 140
5．3．6与FF在技术上的合作 141
5．3．7不断发展的WorldFIP技术 141
5．4 ControlNet现场总线 142
5．4．1概述 142
5．4．2生产者/消费者（客户）网络模型 144
5．4．3 ControlNet技术规范 149
5．4．4 ControlNet的主要技术规格 157
5．5 P-NET现场总线 158
5．5．1 P-NET的历史与应用领域 158
5．5．2 P-NET的基本原理 159
5．5．3 P-NET的结构特点——多网络结构 160
5．5．4 P-NET通信协议的优点 162
5．5．5 P-NET的智能模块 163
5．5．6通过PC访问P-NET 164
5．5．8 P-NET的易操作性 166
5．5．7 P-NET软件 166
5．5．9国际P-NET用户组织 167
6 我国现场总线控制系统的研究与开发 169
6．1现状 169
6．1．1我国的控制系统市场 169
6．1．2 FCS的中国用户组织 170
6．1．3外商针对中国市场开发新产品 175
6．2 FCS的研究与开发 176
6．2．1规划策定的因素 176
6．2．2我国现场总线技术研究、开发状况 181
7 火电厂现场总线控制系统的应用 187
7．1电站运行可靠性要求的特殊性 187
7．2新型控制系统的采用 188
7．3制造商与电站控制的关系 189
7．4电站I/O特点 190
7．5控制系统的复杂性 191
7．6信息集成 192
7．7火电厂应用现场总线技术实例 192
7．7．1概述 193
7．7．2 ALSPA P320控制系统 193
7．7．3 CENTRALOG 50 195
7．7．4 CONTROBLOC P320 199
7．7．5汽轮机控制系统 202
7．7．6评述 203
7．8 FCS在火电厂的应用 206
7．8．1火电厂采用FCS的必要性 207
7．8．2现场总线非唯一性 207
7．8．3一个系统多等级标准总线 208
7．8．4现场装置与控制器 209
7．8．5 PLC与DCS前景 210
附录 Profibus产品选型浏览 213
参考文献 217