分散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)及其工程設(shè)計（DCS FCS）

上篇 基礎(chǔ)知識篇
第1章 緒論 2
1．1 分散控制系統(tǒng)概述 2
1．1．1 分散控制系統(tǒng)（DCS）的概念 2
1．1．2 分散控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 3
1．1．3 分散控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程 5
1．2 DCS典型產(chǎn)品及特點(diǎn) 9
1．3 分散控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 12
1．4 現(xiàn)場總線概述 15
1．4．1 現(xiàn)場總線的產(chǎn)生 15
1．4．2 現(xiàn)場總線的特點(diǎn) 16
1．4．3 現(xiàn)場總線的發(fā)展趨勢 17
1．5 思考題 17
第2章 DCS的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 18
2．1 網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信原理 18
2．1．1 通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基本組成 18
2．1．2 基本概念及術(shù)語 19
2．1．3 工業(yè)數(shù)據(jù)通信 21
2．1．4 數(shù)據(jù)交換方式 22
2．1．5 信道 23
2．1．6 差錯控制 26
2．2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 30
2．2．1 通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 31
2．2．2 通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 32
2．3 DCS中的控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議 33
2．3．1 協(xié)議的參考模型 33
2．3．2 物理層協(xié)議 34
2．3．3 鏈路層協(xié)議 35
2．3．4 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 36
2．3．5 傳輸層和會話層協(xié)議 37
2．3．6 高層協(xié)議 38
2．3．7 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 39
2．4 本章小結(jié) 42
2．5 思考題 43
第3章 DCS的過程控制站 44
3．1 DCS的體系結(jié)構(gòu) 44
3．2 過程控制站的結(jié)構(gòu) 50
3．3 基本控制單元 53
3．3．1 基本控制單元硬件 54
3．3．2 基本控制單元軟件 81
3．3．3 基本控制單元的可靠性措施 92
3．4 本章小結(jié) 96
3．5 思考題 97
第4章 運(yùn)行員操作站 98
4．1 運(yùn)行員操作站的結(jié)構(gòu) 98
4．2 MMI基本功能 101
4．3 記錄與報表 110
4．4 歷史數(shù)據(jù)庫檢索及處理 111
4．5 其他類型的人機(jī)接口 111
4．6 人機(jī)接口的發(fā)展介紹 112
4．7 本章小結(jié) 113
4．8 思考題 113
第5章 工程師站與組態(tài)軟件 114
5．1 工程師站在DCS中的作用 114
5．2 工程師站的組成 117
5．3 工程師站在DCS中所處的地位 117
5．4 系統(tǒng)組態(tài) 118
5．4．1 組態(tài)軟件 118
5．4．2 系統(tǒng)組態(tài)與其他設(shè)計方法的區(qū)別 120
5．4．3 過程控制站的組態(tài) 120
5．4．4 運(yùn)行員操作站的組態(tài) 124
5．4．5 組態(tài)的在線調(diào)試 126
5．5 MACS的應(yīng)用組態(tài)流程 127
5．6 本章小結(jié) 129
5．7 思考題 130
第6章 DCS的性能指標(biāo)與評價 131
6．1 分散控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)簡要介紹 131
6．2 分散型控制系統(tǒng)的評價準(zhǔn)則 133
6．2．1 可靠性與經(jīng)濟(jì)性評價 134
6．2．2 技術(shù)性能評價 139
6．2．3 使用性能評價 141
6．2．4 控制系統(tǒng)軟件可靠性及評價 142
6．3 DCS的選擇原則 145
6．4 本章小結(jié) 146
6．5 思考題 146
第7章 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 147
7．1 現(xiàn)場總線及現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的定義 147
7．2 DCS、PLC與FCS 148
7．3 幾種典型的現(xiàn)場總線 149
7．3．1 Profibus現(xiàn)場總線 149
7．3．2 CAN總線 151
7．3．3 基金會現(xiàn)場總線 152
7．3．4　LonWorks總線 155
7．4 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的構(gòu)成 157
7．5 設(shè)計現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的方法 159
7．6 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的組態(tài) 161
7．7 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的調(diào)試與維護(hù) 163
7．8 本章小結(jié) 164
7．9 思考題 164
第8章 現(xiàn)場總線通信系統(tǒng) 165
8．1 現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)概述 165
8．1．1 現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)與ISO/OSI參考模型的關(guān)系 165
8．1．2 Profibus現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)的主要組成部分 167
8．2 Profibus物理層 167
8．2．1 Profibus-DP的RS-485傳輸 168
8．2．2 Profibus-DP的光纖傳輸 170
8．3 Profibus數(shù)據(jù)鏈路層 171
8．3．1 Profibus介質(zhì)訪問控制 171
8．3．2 Profibus報文格式 172
8．3．3 Profibus地址編碼方式 174
8．3．4 Profibus數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務(wù) 175
8．4 Profibus應(yīng)用層 176
8．5 Profibus用戶層 178
8．5．1 Profibus-DP用戶層概述 178
8．5．2 DDLM功能 179
8．5．3 用戶接口 180
8．5．4 Profibus-DP行規(guī) 181
8．6 本章小結(jié) 181
8．7 思考題 182
第9章 現(xiàn)場總線設(shè)備 183
9．1 現(xiàn)場總線設(shè)備的分類與特點(diǎn) 183
9．1．1 現(xiàn)場總線設(shè)備的分類 183
9．1．2 現(xiàn)場總線設(shè)備的特點(diǎn) 184
9．2 現(xiàn)場總線差壓變送器 185
9．2．1 概述 185
9．2．2 工作原理 186
9．3 現(xiàn)場總線溫度變送器 188
9．3．1 概述 188
9．3．2 工作原理 188
9．3．3 溫度檢測元件 189
9．4 現(xiàn)場總線閥門定位器 191
9．4．1 概述 191
9．4．2 工作原理 191
9．5 現(xiàn)場總線電動執(zhí)行器 193
9．5．1 概述 193
9．5．2 工作原理 193
9．6 現(xiàn)場總線-氣壓轉(zhuǎn)換器 194
9．6．1 概述 194
9．6．2 工作原理 194
9．7 電流-現(xiàn)場總線轉(zhuǎn)換器 196
9．7．1 概述 196
9．7．2 工作原理 196
9．7．3 安裝和校驗 197
9．8 現(xiàn)場總線-電流轉(zhuǎn)換器 198
9．8．1 概述 198
9．8．2 工作原理 198
9．9 現(xiàn)場總線接口類設(shè)備 199
9．9．1 概述 199
9．9．2 工作原理 200
9．9．3 安裝與維護(hù) 201
9．9．4 其他總線接口設(shè)備 202
9．10 現(xiàn)場總線電源類設(shè)備 203
9．10．1 概述 203
9．10．2 工作原理 204
9．11 現(xiàn)場總線附件類設(shè)備 205
9．12 本章小結(jié) 206
9．13 思考題 207
下篇 工程應(yīng)用篇
第10章 DCS的工程設(shè)計 210
10．1 DCS的應(yīng)用設(shè)計與實施的一般過程 210
10．2 DCS總體設(shè)計 211
10．2．1 可行性研究設(shè)計及總體設(shè)計 211
10．2．2 DCS初步設(shè)計 211
10．2．3 施工圖詳細(xì)設(shè)計 214
10．3 DCS系統(tǒng)的工程化設(shè)計 217
10．4 DCS的組態(tài)與調(diào)試 219
10．5 分散型控制系統(tǒng)的安裝與驗收 219
10．6 電加熱鍋爐溫度控制工程案例 220
10．6．1 系統(tǒng)概述 220
10．6．2 系統(tǒng)的初步設(shè)計 220
10．6．3 電加熱鍋爐控制方案的確定 222
10．7 MACS在空分行業(yè)中對氧氣的恒壓控制 229
10．8 本章小結(jié) 234
10．9 思考題 234
第11章 FCS的工程設(shè)計 235
11．1 FCS的工程設(shè)計原則 235
11．2 FCS的工程設(shè)計方法 236
11．3 FCS控制系統(tǒng)的設(shè)計過程 237
11．3．1 總體方案設(shè)計 238
11．3．2 控制系統(tǒng)的初步設(shè)計 240
11．4 FCS的工程控制系統(tǒng)的應(yīng)用舉例 240
11．4．1 設(shè)計概述 240
11．4．2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及參數(shù)配置 241
11．4．3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 244
11．4．4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 249
11．4．5 系統(tǒng)抗干擾措施 254
11．5 本章小結(jié) 256
11．6 思考題 256
附錄A 新一代DCS的體系結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點(diǎn) 258
A．1 促進(jìn)新一代DCS形成的原因 258
A．2 新一代DCS的體系結(jié)構(gòu) 259
A．3 新一代DCS的主要功能和技術(shù)特征 262
參考文獻(xiàn) 270