1.1 集散控制系统概述 1
1.1.1 集散控制系统的概念 1
第1章 集散控制系统 1
1.1.2 集散控制系统的发展历史 2
1.2 集散控制系统的体系结构 4
1.2.1 现场级 5
1.2.2 控制级 5
1.2.3 监控级 5
1.3.1 适应性和扩展性 6
1.2.4 管理级 6
1.3 集散控制系统的特点 6
1.3.2 控制能力 7
1.3.3 人机联系手段 7
1.3.4 可靠性 7
1.4 集散控制系统的硬件结构 7
1.4.1 集散控制系统的过程控制级 8
1.4.2 集散控制系统的运行员操作站和工程师工作站 9
1.5.1 集散控制系统的系统软件 10
1.5 集散控制系统的软件体系 10
1.5.2 集散控制系统的组态软件 11
1.6 集散控制系统的操作方式和显示 11
1.6.1 集散控制系统的操作 12
1.6.2 集散控制系统的显示画面 15
1.7 习题 20
第2章 集散控制系统的通信网络与系统特性 21
2.1 数据通信的基本概念 21
2.1.1 基本概念 21
2.1.2 通信介质 24
2.1.3 数据通信系统网络结构 25
2.1.4 通信控制方式 26
2.2 集散控制系统中的网络通信 27
2.2.1 集散控制系统中通信的特点 27
2.2.2 OSI参考模型 28
2.2.3 现场总线标准 32
2.2.4 现场总线通信协议 33
2.3 集散控制系统中应用的网络协议 37
2.3.1 以太网 37
2.3.2 常用物理层标准接口 39
2.3.3 IEEE协议族 41
2.3.4 TCP/IP 48
2.4 习题 52
第3章 集散控制系统的控制算法 53
3.1 PID控制算法 53
3.1.1 理想PID控制算法 53
3.1.2 控制度和采样周期 54
3.1.3 理想PID控制算法的改进 55
3.1.4 其他形式PID控制 58
3.2.1 前馈控制 59
3.2 前馈控制 59
3.2.2 前馈补偿装置及控制 60
3.2.3 前馈控制系统实施中的若干问题 62
3.3 解耦控制 63
3.3.1 系统的耦合关系 63
3.3.2 串接解耦控制 64
3.3.3 逆系统解耦控制 66
3.4 时滞补偿控制 67
3.4.1 史密斯预估补偿控制方案 68
3.4.2 增益自适应时滞补偿器 69
3.4.3 观测补偿器控制方案 70
3.5.1 自整定控制器 71
3.5 自适应控制 71
3.5.2 模型参考型自适应控制系统 72
3.5.3 自校正控制系统 73
3.6 顺序控制 74
3.6.1 顺序控制的基本概念 74
3.6.2 梯形逻辑图及其编制方法 76
3.6.3 程序条件的编制 77
3.7 习题 78
4.1.1 方案论证 79
第4章 集散控制系统的主要技术与应用 79
4.1 集散控制系统的设计 79
4.1.2 方案设计 80
4.1.3 工程设计 80
4.2 集散控制系统的评价与选择 85
4.2.1 集散控制系统的评价 85
4.2.2 集散控制系统的选择依据 89
4.2.3 技术规范书 91
4.3.1 集散型控制系统在发电厂中的应用 92
4.3 集散型控制系统的应用 92
4.3.2 乔格变压器横剪线和纵剪线控制系统 97
4.4 习题 104
第5章 控制系统用现场总线 105
5.1 现场总线的定义 105
5.1.1 权威组织的定义 105
5.1.2 千米级总线 107
5.2.1 现场总线控制系统的分类 108
5.2.2 不同领域的最下层仪器与仪表 108
5.2 现场总线控制系统的分类 108
5.2.3 不同领域的系统结构 109
5.3 现场总线的核心与基础 110
5.3.1 现场总线的核心——总线协议 110
5.3.2 现场总线的基础——智能现场装置 110
5.3.3 现场总线技术的原型与系统产生 111
5.4 现场总线与IT计算机网络技术的区别 111
5.5 现场总线通信协议模型 112
5.5.1 协议分层 112
5.5.3 总线通信协议基本模型 114
5.5.2 网络软件层次设计原则 114
5.5.4 现场总线通信协议模型 116
5.6 现场总线控制系统的网络拓扑结构 118
5.7 习题 119
第6章 几种典型的现场总线 120
6.1 控制层现场总线ControlNet 120
6.1.1 控制层现场总线概述 120
6.1.2 ControlNet协议规范 120
6.2.1 DeviceNet的性能特点 123
6.2 设备层现场总线DeviceNet 123
6.1.3 ControlNet的特点 123
6.2.2 DeviceNet的技术规范 124
6.2.3 DeviceNet中连接的概念 126
6.2.4 生产者／消费者模型 127
6.2.5 DeviceNet的报文传送 127
6.2.6 DeviceNet对象模型与设备架构 128
6.2.7 DeviceNet的一致性测试 129
6.2.8 DeviceNet接口和软硬件产品 129
6.3.1 Profibus概述 130
6.3.2 Profibus现场总线技术的主要构成 130
6.3 Profibus协议 130
6.3.3 Profibus的技术 131
6.3.4 Profibus—PA的传输技术 132
6.3.5 Profibus—PA传输协议 133
6.3.6 Profibus—PA设备行规 133
6.4 FF总线 134
6.4.1 通信系统的组成及其相互关系 134
6.4.2 网络拓扑 137
6.4.3 基金会现场总线与OSI参考模型的关系 139
6.4.4 物理层 140
6.4.5 数据链路层 141
6.4.6 现场总线访问子层 143
6.4.7 现场总线报文规范层 147
6.4.8 网络管理 150
6.4.9 系统管理 151
6.5 CAN总线 153
6.5.1 CAN总线的主要特点 153
6.5.2 CAN总线网络结构 154
6.5.3 CAN总线协议 154
6.5.4 CAN性能分析 155
6.6.1 LonWorks概述 156
6.6 LonWorks总线 156
6.6.2 神经元芯片 157
6.6.3 LonTalk协议 161
6.6.4 Neuron C语言 163
6.6.5 LNS 165
6.6.6 网络管理 165
6.7 习题 166
7.1.1 DCS的基本要点 167
7.1.2 PLC的基本要点 167
7.1 DCS、PLC、FCS三大控制系统的基本要点 167
第7章 DCS、PLC、FCS三大控制系统的基本要点和差异 167
7.1.3 FCS的基本要点 168
7.2 控制系统之间的差异 168
7.2.1 差异要点 168
7.2.2 典型系统比较 170
7.2.3 设计、投资及使用 171
7.3 习题 172
参考文献 173