集散控制系統(tǒng)

前言

目前，集散控制系統(tǒng)（DCS）在工業(yè)控制各領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用。它是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化和企業(yè)信息化的最好系統(tǒng)平臺(tái)，DCS自1975年出現(xiàn)，隨著電子、計(jì)算機(jī)軟硬件、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，其技術(shù)平臺(tái)的水平也在不斷提高，為我國大型工業(yè)生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化水平的提高作出了突出貢獻(xiàn)，成為當(dāng)今工業(yè)過程控制的主流。由于該門技術(shù)發(fā)展和更新很快，并且市面上這方面的書也少之甚少，迫切需要有一本適合本科院校的教材。編者根據(jù)自動(dòng)化技術(shù)近年來的發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合從事科研、教學(xué)和工程實(shí)踐工作的體會(huì)，依據(jù)教學(xué)規(guī)律，查閱了大量的控制工程領(lǐng)域的資料，并吸取了國內(nèi)外相關(guān)著作的優(yōu)點(diǎn)，精心編寫了本書并多次修改。本書充分重視控制工程設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，著重集散控制系統(tǒng)的概念、原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用的基本性、通用性，使學(xué)生通過學(xué)習(xí)，基本掌握集散控制系統(tǒng)的原理、工程設(shè)計(jì)的方法。本書具有以下特點(diǎn)。（1）抓住集散控制系統(tǒng)的知識(shí)體系，循序漸進(jìn)地講解基本概念、原理、特點(diǎn)及方法。（2）圖文并茂，實(shí)用性強(qiáng)。力爭使其成為一本比較實(shí)用的集散控制系統(tǒng)的快速入門的教科書。（3）強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，每章章首有導(dǎo)圖，章末均附有閱讀材料和習(xí)題，便于讀者掌握所學(xué)內(nèi)容和拓寬思路。本書共分8章，第1章介紹DCS的基本內(nèi)容。第2章介紹DCS的體系結(jié)構(gòu)。第3章著重講述Dcs的硬件體系。第4章介紹DCS的軟件及通信。第5章講述Dcs現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。第6章介紹常用現(xiàn)場總線的應(yīng)用。第7章介紹DCS的性能及選型。第8章對DCS的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行了探討。本書由攀枝花學(xué)院周榮富、陶文英任主編，李會(huì)容、鄭會(huì)軍和張靖任副主編。其中第1章、第2章、第8章由陶文英編寫，第3章由李會(huì)容編寫，第4章由鄭會(huì)軍編寫，第5章、第6章和閱讀材料由周榮富編寫，第7章由張靖編寫。本書由周榮富統(tǒng)稿。同時(shí)得到了吳旭鵬（05自動(dòng)化）、羅凱和楊敏（06自動(dòng)化）同學(xué)的大量幫助，并參考了許多專家的著作，在此一并表示感謝！

內(nèi)容概要

本書從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，重點(diǎn)介紹集散型控制系統(tǒng)及現(xiàn)場總線的概念、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、原理和發(fā)展?fàn)顩r；熟悉其基本功能特性、使用方法和設(shè)計(jì)方法；基本掌握硬件配置、軟件組態(tài)，以及操作、維護(hù)、安裝和調(diào)試等方面知識(shí)，使讀者具有初步使用集散型控制系統(tǒng)的能力?！　”緯Y(jié)合具體工程實(shí)例，對工程上常用的集散控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)步驟、設(shè)計(jì)方法及調(diào)試維護(hù)等進(jìn)行詳盡的敘述。并通過大量由淺入深的集散控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例，引導(dǎo)讀者逐步認(rèn)識(shí)、熟悉和應(yīng)用，為集散控制系統(tǒng)的開發(fā)和深入研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。每章章首有導(dǎo)圖，章末均附有閱讀材料和習(xí)題，便于讀者掌握所學(xué)內(nèi)容和拓寬思路?！　”緯饕獮閺氖驴刂乒こ坦ぷ鞯娜藛T學(xué)習(xí)集散控制系統(tǒng)知識(shí)而編寫的，可作為自動(dòng)化、測控、電氣工程等專業(yè)及其他相關(guān)專業(yè)的大學(xué)本科教材，也可供廣大工程技術(shù)人員參考使用。

書籍目錄

第1章　DCS概述及與PLC的關(guān)系　1．1　DCS概述　　1．1．1　計(jì)算機(jī)控制　　1．1．2　DCS的概念　1．2　DCS的現(xiàn)狀及發(fā)展　1．3　DCS的基本組成及特點(diǎn)　　1．3．1　DCS的基本組成　　1．3．2　DCS的特點(diǎn)　1．4　DCS與PLC的關(guān)系　　1．4．1　PLC概述　　1．4．2　DCS和Pl，C的關(guān)系　小結(jié)　習(xí)題第2章　DCS的系統(tǒng)組成及常見系統(tǒng)　2．1　DCS的體系結(jié)構(gòu)　　2．1．1　集中控制系統(tǒng)的組成　　2．1．2　DCS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組成　　2．1．3　DCS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　2．2　DCS的功能分層　　2．2．1　DCS的層次結(jié)構(gòu)　　2．2．2　DCS的層次功能　2．3　DCS的通信網(wǎng)絡(luò)　　2．3．1　計(jì)算機(jī)通信的基本知識(shí)　　2．3．2　以太網(wǎng)、IEEE802．3及工業(yè)以太網(wǎng)　　2．3．3　DCS網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)　　2．3．4　DCS網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的形式　　2．3．5　Ix葛的通信存取控制方法　　2．3．6　DCS網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)　2．4　常見的DCS　　2．4．1　和利時(shí)的hollias—macs系統(tǒng)　　2．4．2　Foxbor0公司的I／AS系統(tǒng)　　2．4．3　浙大中控JX300XP系統(tǒng)　　2．4．4　西門子的SIMATICPCS7系統(tǒng)　　2．4．5　AdvantOCS系統(tǒng)　　2．4．6　羅克韋爾的Controll．ogix系統(tǒng)　　2．4．7　小型SunyPCC800　小結(jié)　習(xí)題第3章　DOS的硬件及通信　3．1　現(xiàn)場控制單元硬件　　3．1．1　現(xiàn)場控制站的結(jié)構(gòu)　　3．1．2　現(xiàn)場控制站的功能與可靠性維護(hù)　3．2　過程控制單元硬件　　3．2．1　過程控制單元的功能　　3．2．2　過程控制單元的智能調(diào)節(jié)器與PLC　3．3　操作員站和工程師站單元硬件　　3．3．1　中央計(jì)算機(jī)單元的功能　　3．3．2　操作員站單元的功能　　3．3．3　工程師站單元的功能　3．4　通信網(wǎng)絡(luò)單元硬件　　3．4．1　通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)　　3．4．2　通信網(wǎng)絡(luò)的接口設(shè)備　　3．4．3　通信標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)通信接口　3．5　網(wǎng)絡(luò)設(shè)備　小結(jié)　習(xí)題第4章　DCS的軟件及組態(tài)　4．1　概述　4．2　組態(tài)軟件　　4．2．1　數(shù)據(jù)庫生成系統(tǒng)　　4．2．2　生產(chǎn)過程流程　　4．2．3　數(shù)據(jù)和報(bào)表　　4．2．4　控制回路組態(tài)　4．3　控制層軟件　　4．3．1　控制層軟件的功能　　4．3．2　編程語言與模型　……第5章　DCS現(xiàn)場總線第6章　常用現(xiàn)場總線的應(yīng)用第7章　DCS的性能及選型第8章　DCS的現(xiàn)場操作及應(yīng)用案例參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：（1）查詢法。需要信息的結(jié)點(diǎn)周期性地查詢其他結(jié)點(diǎn)，如果其他結(jié)點(diǎn)響應(yīng)了查詢，則開始進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。由其他結(jié)點(diǎn)返回的數(shù)據(jù)中包含了確認(rèn)信號，它說明被查詢的結(jié)點(diǎn)已經(jīng)接收到了請求信號，并且正確地理解了信號的內(nèi)容。（2）廣播法。廣播法類似于廣播電臺(tái)發(fā)送播音信號。含有信息的結(jié)點(diǎn)向系統(tǒng)中其他所有結(jié)點(diǎn)廣播自己的信息，而不管其他結(jié)點(diǎn)是否需要這些信息。在某些系統(tǒng)中，信息的接收結(jié)點(diǎn)發(fā)出確認(rèn)信號，也有些系統(tǒng)不發(fā)確認(rèn)信號。（3）例外報(bào)告法。在這種方法中，結(jié)點(diǎn)內(nèi)有一個(gè)信息預(yù)定表，這個(gè)表說明有哪些結(jié)點(diǎn)需要這個(gè)結(jié)點(diǎn)中的信息。當(dāng)這個(gè)結(jié)點(diǎn)內(nèi)的信息發(fā)生了一定量的（常常把這個(gè)量稱為例外死區(qū)）變化時(shí)，它就按照預(yù)定表中的說明去更新其他結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，一般收到信息的結(jié)點(diǎn)要回送確認(rèn)信號。查詢法是在集散控制系統(tǒng)中用得比較多的協(xié)議，特別是用在具有網(wǎng)絡(luò)控制器的通信系統(tǒng)中。但是查詢法不能有效地利用通信系統(tǒng)的帶寬，另外它的響應(yīng)速度也比較慢。廣播法在這兩方面比較優(yōu)越，特別是不需確認(rèn)的廣播法。不確認(rèn)的廣播法在信息傳輸?shù)目煽啃陨洗嬖谥欢ǖ膯栴}，因?yàn)樗荒鼙ＷC數(shù)據(jù)的接收者準(zhǔn)確無誤地收到所需要的信息。實(shí)踐證明，例外報(bào)告法是一種迅速而有效的數(shù)據(jù)傳輸方法。但例外報(bào)告法還需要在以下兩個(gè)方面進(jìn)行一些改進(jìn)：首先要求對同一個(gè)變量不產(chǎn)生過多的、沒有必要的例外報(bào)告，以免增加通信網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)，這一點(diǎn)可通過限制兩次例外報(bào)告之間的最小間隔時(shí)間來實(shí)現(xiàn)；其次在預(yù)先選定的時(shí)間間隔內(nèi)，即使信息的變化沒有超過例外死區(qū)，也至少要發(fā)出一個(gè)例外報(bào)告，這樣能夠保證信息的實(shí)時(shí)性。

編輯推薦

《集散控制系統(tǒng)》是21世紀(jì)全國本科院校電氣信息類創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材。

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