分散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線技術(shù)
定 價:45 元
叢書名:“十三五”普通高等教育規(guī)劃教材
- 作者:梁庚 李文 李大中 白焰
- 出版時間:2019/2/1
- ISBN:9787111618188
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP273
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
分散控制系統(tǒng)是一種全面融合了計算機技術(shù)、測量控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)字通信技術(shù)、顯示與人機界面技術(shù)而成的工業(yè)控制系統(tǒng),具有控制分散、管理集中的特點,在工業(yè)控制技術(shù)中占據(jù)主導(dǎo)地位。作為工業(yè)控制的先進技術(shù),現(xiàn)場總線與分散控制系統(tǒng)充分結(jié)合,對工業(yè)控制的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。
本書將分散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線技術(shù)有機結(jié)合,從分散控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)通信、控制設(shè)備、人機接口、控制組態(tài)、應(yīng)用案例以及現(xiàn)場總線基礎(chǔ)知識和典型的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)等多個方面進行了介紹。本書分為兩個部分,第1部分為分散控制系統(tǒng),包括分散控制系統(tǒng)概論、網(wǎng)絡(luò)通信、現(xiàn)場級、控制級、監(jiān)控級、控制算法、工程設(shè)計規(guī)范及評價與選擇、工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用案例;第2部分為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),包括現(xiàn)場總線的基本概念、特點以及通信協(xié)議模型和系統(tǒng)構(gòu)成、幾種典型的現(xiàn)場總線技術(shù)。
本書可作為高等院?刂、信息類專業(yè)教材,也可作為工業(yè)控制技術(shù)人員的參考資料。
將分散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線技術(shù)有機結(jié)合
注重理論與實際相結(jié)合
內(nèi)容依托實際系統(tǒng),充分貼近讀者
分散控制系統(tǒng)(Distributed Control System,DCS)是以微處理器為基礎(chǔ),全面融合計算機技術(shù)、測量控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)字通信技術(shù)、顯示與人機界面技術(shù)而成的現(xiàn)代控制系統(tǒng)。其主要特性在于分散控制和集中管理,即對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作和管理,而控制任務(wù)則由不同的計算機控制裝置去完成。因此也有人將DCS稱為集散控制系統(tǒng)。分散控制系統(tǒng)是生產(chǎn)過程監(jiān)視、控制技術(shù)發(fā)展和計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的產(chǎn)物,但它更是在過程工業(yè)發(fā)展對新型控制系統(tǒng)的強烈需求下產(chǎn)生的。隨著工業(yè)發(fā)展和技術(shù)的進步,DCS系統(tǒng)自20世紀(jì)70年代由美國霍尼韋爾(Honeywell)公司推出TDC-2000系統(tǒng)開始至今,40余年間已經(jīng)經(jīng)歷了四代產(chǎn)品。第一代DCS具有集中型計算機控制系統(tǒng)的優(yōu)點,采用了通信技術(shù)、CRT 顯示技術(shù)與計算機技術(shù)和控制技術(shù)的融合,實現(xiàn)了分散控制、集中管理的技術(shù)特色;第二代DCS的特點是系統(tǒng)功能的擴大、增強以及數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的發(fā)展;第三代DCS將局域網(wǎng)技術(shù)充分融入工業(yè)控制中;第四代DCS則以信息技術(shù)(IT)為核心,具有信息化、集成化、混合控制、分散性和開放性的特點。
經(jīng)歷了四代的技術(shù)發(fā)展,DCS從幼稚走到成熟,確立了工業(yè)控制的技術(shù)主導(dǎo)地位,已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中迅速普及,廣泛用于電力、石化、冶金、建材、制藥等各行業(yè),成為過程控制系統(tǒng)的核心。分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用大幅度地提高了生產(chǎn)過程的安全性、經(jīng)濟性、穩(wěn)定性和可靠性。
隨著控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字化作為一種趨勢正在從工業(yè)生產(chǎn)過程的決策層、管理層、監(jiān)控層和控制層一直滲透到現(xiàn)場設(shè)備,F(xiàn)場總線的出現(xiàn),使數(shù)字通信技術(shù)迅速占領(lǐng)工業(yè)過程控制系統(tǒng)中模擬量信號的最后一塊領(lǐng)地,與DCS充分結(jié)合起來,F(xiàn)場總線具有現(xiàn)場級數(shù)字化、多節(jié)點串行通信以及全分散化控制的特點,使DCS的功能更加強大,顯著簡化了DCS現(xiàn)場級的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并可實現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程診斷和智能化管理,F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)這一全數(shù)字化的、全開放式的、可互操作的新型控制系統(tǒng),代表了工業(yè)自動化領(lǐng)域中一個新紀(jì)元的開始,并將對該領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
本書分為兩個部分,第一部分為分散控制系統(tǒng)。第1章為分散控制系統(tǒng)概論;第2章介紹了分散控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信;第3章詳細(xì)介紹了分散控制系統(tǒng)的現(xiàn)場級;第4章闡述了分散控制系統(tǒng)的控制級;第5章介紹了分散控制系統(tǒng)的監(jiān)控級;第6章介紹了分散控制系統(tǒng)中的控制算法;第7章給出了分散控制系統(tǒng)的工程設(shè)計規(guī)范及評價與選擇的依據(jù);第8章介紹了分散控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。
第二部分為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。其中第9章介紹了現(xiàn)場總線的基本概念、特點以及通信協(xié)議模型和系統(tǒng)構(gòu)成;第10章介紹了幾種典型的現(xiàn)場總線技術(shù)。
本書在編寫過程中,充分注意到了理論與實際相結(jié)合,內(nèi)容依托實際系統(tǒng),充分貼近讀者,既包含了必要的基本概念和基本理論,又與工程實際相結(jié)合,介紹了相關(guān)理論在實踐中的應(yīng)用。
梁庚編著了本書第1、3、8、10章,同時參與編著了第2、7、9章的部分內(nèi)容;北京國電智深控制技術(shù)有限公司研發(fā)部李文高級工程師編著了第4~6章;華北電力大學(xué)(保定)李大中教授和華北電力大學(xué)白焰教授參與編著了第2、7、9章的部分內(nèi)容。全書由梁庚統(tǒng)稿。本書在編寫過程中參考了大量的相關(guān)書籍和文獻資料,本書作者向這些文獻資料的作者致以誠摯的謝意。
由于作者水平有限,書中必然存在錯誤和不當(dāng)之處,敬請讀者批評指正。
目錄
前言
第1章分散控制系統(tǒng)概論
11概述
111基地式儀表
112單元組合儀表
113組裝式儀表
114直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC系統(tǒng))
115分散控制系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展
116儀控系統(tǒng)的發(fā)展過程總結(jié)
117DCS目前存在的問題和未來的發(fā)展
12分散控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
121現(xiàn)場級
122控制級
123監(jiān)控級
124管理級
13分散控制系統(tǒng)的特點
14分散控制系統(tǒng)與工業(yè)40
141工業(yè)40簡述
142基于工業(yè)40的分散控制系統(tǒng)
15習(xí)題
第2章分散控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信
21網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)
211網(wǎng)絡(luò)通信原理
212數(shù)據(jù)交換方式
213通信介質(zhì)
214通信協(xié)議
22分散控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信
221分散控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信特點
222分散控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
223分散控制系統(tǒng)中的工業(yè)以太網(wǎng)
224分散控制系統(tǒng)工業(yè)以太網(wǎng)的交換技術(shù)
225分散控制系統(tǒng)中的現(xiàn)場總線通信技術(shù)
23習(xí)題
第3章分散控制系統(tǒng)的現(xiàn)場級
31基于傳統(tǒng)儀控系統(tǒng)的現(xiàn)場級
32基于現(xiàn)場總線技術(shù)的現(xiàn)場級
33習(xí)題
第4章分散控制系統(tǒng)的控制級
41過程控制站
411過程控制站的基本結(jié)構(gòu)
412過程控制站的硬件系統(tǒng)
413過程控制站的軟件系統(tǒng)
42數(shù)據(jù)采集站
43習(xí)題
第5章分散控制系統(tǒng)的監(jiān)控級
51運行員站
511運行員站的結(jié)構(gòu)
512運行員站的功能
52工程師站
521工程師站的作用與構(gòu)成
522基于工程師站的組態(tài)設(shè)計
53歷史數(shù)據(jù)站
531歷史數(shù)據(jù)站的功能
532歷史數(shù)據(jù)的類型和特點
54計算站
55習(xí)題
第6章分散控制系統(tǒng)中的控制算法
61常用的模擬量控制算法
611PID控制
612前饋控制
613大延遲系統(tǒng)的控制
62先進控制算法
621預(yù)測控制
622自適應(yīng)控制
63習(xí)題
第7章分散控制系統(tǒng)的工程設(shè)計規(guī)范及評價與選擇
71分散控制系統(tǒng)的工程設(shè)計規(guī)范
711DCS工程設(shè)計總體要求
712設(shè)計原則與職責(zé)分工
713控制站(過程控制站)
714操作員站
715工程師操作站
716通信系統(tǒng)
717軟件配備、應(yīng)用軟件、軟件組態(tài)文件與軟件組態(tài)
718DCS工程設(shè)計程序
719DCS控制室設(shè)計
7110DCS供電、接地、防雷系統(tǒng)設(shè)計
7111DCS驗收測試、安裝、聯(lián)調(diào)與投運
72分散控制系統(tǒng)的評價與選擇
721分散控制系統(tǒng)的評價
722分散控制系統(tǒng)的選擇
73習(xí)題
第8章分散控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
81EDPF-NT Plus系統(tǒng)及其應(yīng)用
811EDPF-NT Plus 系統(tǒng)簡介
812EDPF-NT Plus在電站超超臨界機組控制中的應(yīng)用
82Symphony系統(tǒng)及其應(yīng)用
821Symphony系統(tǒng)簡介
822Symphony系統(tǒng)在電站超臨界機組控制中的應(yīng)用
83Ovation系統(tǒng)及其應(yīng)用
831Ovation系統(tǒng)簡介
832Ovation系統(tǒng)在鋼鐵廠高爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
84TELEPERM XP系統(tǒng)及其應(yīng)用
841TELEPERM XP系統(tǒng)簡介
842TELEPERM XP在核電站控制中的應(yīng)用
85習(xí)題
第9章現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
91現(xiàn)場總線概述
911現(xiàn)場總線的概念與含義
912現(xiàn)場總線的特點
913現(xiàn)場總線的核心與基礎(chǔ)
914現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
92現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)通信協(xié)議模型
921通信協(xié)議分層
922物理層
923數(shù)據(jù)鏈路層
924應(yīng)用層
925用戶層
93現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的構(gòu)成
931具有兩層結(jié)構(gòu)的FCS
932具有3層結(jié)構(gòu)的FCS
933由DCS擴展而成的FCS
94習(xí)題
第10章幾種典型的現(xiàn)場總線技術(shù)
101FF現(xiàn)場總線
1011FF概述
1012FF的通信系統(tǒng)
1013FF的網(wǎng)絡(luò)管理
1014FF的系統(tǒng)管理
102WorldFIP現(xiàn)場總線
1021WorldFIP概述
1022WorldFIP的通信系統(tǒng)
1023WorldFIP的網(wǎng)絡(luò)管理
1024WorldFIP的安全性
103CAN現(xiàn)場總線
1031CAN總線概述
1032CAN總線的通信系統(tǒng)
1033CAN總線性能特點
104PROFIBUS現(xiàn)場總線
1041PROFIBUS概述
1042PROFIBUS的主要技術(shù)構(gòu)成和特性
1043PROFIBUS-DP
1044PROFIBUS-PA
1045PROFIBUS-FMS
1046Profinet
105DeviceNet現(xiàn)場總線
1051DeviceNet概述
1052DeviceNet的通信技術(shù)
106習(xí)題
參考文獻