DCS與現場總線控制系統

前言

DCS和FCS技術使控制系統向著分散化、智能化、網絡化方向發(fā)展，使控制技術與計算機及網絡技術的結合更為緊密。DCS的最新發(fā)展和具有開放通信協議標準的現場總線，為控制系統與信息網絡的連接提供了方便，因而為控制系統與信息網絡的融合和集成提供了技術支持。本書以國內外先進集散控制系統以及具有代表性的現場總線為背景，介紹有關DCS和現場總線的產生背景、基礎、通信協議、網絡體系結構、相關系統、相關產品開發(fā)以及應用等方面的內容，在編寫過程中力求做到理論與實際的結合，突出工程應用。全書共分15章，內容安排注重基本原理，突出實際應用，選材注重先進性、代表性和實用性。

內容概要

DCS與現場總線作為目前自控領域廣泛使用的技術，具有許多優(yōu)勢。本書力圖通過對DCS與現場總線基本原理、通信協議、系統結構以及應用案例等方面的闡述和分析，展現DCS與現場總線技術的基本概貌、工程應用和實施細節(jié)。    本書針對目前典型的DCS和多種現場總線標準共存的實際情況，有選擇地介紹Experion PKS和Supcon web FieId ECS-100集散控制系統的結構、原理、軟件系統、通信網絡、系統組態(tài)及其工業(yè)實際應用；重點以典型的局域操作網（LON）為背景，完整介紹其核心技術支持、開發(fā)環(huán)境、現場總線產品開發(fā)以及應用實施等過程；在此基礎上，介紹FF和Profibus/PROFInet現場總線技術及其應用示例?？紤]到不同應用領域的共性要求，本書選材注重理論聯系實際，突出工程應用，所舉的例子具有代表性和廣泛性，對典型系統的剖析深入淺出。    本書可供控制工程領域、儀器儀表工程領域的碩士研究生以及高校自動化、測控技術與儀器、電氣工程及其自動化等專業(yè)的學生作教材或參考書使用，也可供從事工業(yè)自動化和儀器儀表領域的工程技術人員參考使用。

書籍目錄

1　緒論　1.1　DCS概述    1.1.1  集散控制系統出現的背景    1.1.2　集散控制系統的組成    1.1.3  集散控制系統的基本功能    1.1.4  集散控制系統的層次化結構    1.1.5  集散控制系統的優(yōu)越性    1.1.6  集散控制系統的發(fā)展趨勢　1.2　現場總線概述    1.2.1  現場總線的產生    1.2.2  現場總線及其現場總線控制系統    1.2.3  現場總線技術的進展和標準現狀    1.2.4  其他具有代表性的現場總線    1.2.5　現場總線技術的研究2 Experion PKS集散控制系統  2.1  系統概述  2.2　分散過程監(jiān)控裝置  　2.2.1　混合控制器　  2.2.2  混合控制器的I/O系統    　2.2.3  現場總線設備　  2.2.4  數字視頻管理站（DVM）　2.3　集中操作管理裝置    2.3.1  操作員站    2.3.2　應用控制環(huán)境（ACE）    2.3.3　過程服務器    2.3.4  eServer    2.3.5  手持無線移動設備　2.4　過程通信網絡    2.4.1  過程控制網絡    2.4.2  容錯以太網（FTE）　2.5　系統軟件    2.5.1  控制組態(tài)軟件    2.5.2  監(jiān)控系統    2.5.3  實時數據庫　  2.5.4　OPC功能組件  　2.5.5  應用軟件包和應用編程接口　  2.5.6　診斷軟件  　2.6　分布式系統結構　2.7　Experion PKS在生產過程中的應用  　2.7.1  工藝簡介　  2.7.2  控制方案  　2.7.3　Experion PKS系統配置　  2.7.4  主要控制回路3　WebField ECS-100集散控制系統  3.1  系統概述    3.1.1  系統特點    3.1.2  系統結構　3.2　分散過程監(jiān)控裝置    3.2.1  控制站結構    3.2.2　控制站卡件  3.3　集中操作管理裝置  3.4　通信系統    3.4.1  信息管理網    3.4.2　過程控制網SCnetⅡ    3.4.3  控制站內部網SBU  3.5　系統軟件SupView    3.5.1  軟件特點    3.5.2　組態(tài)軟件    3.5.3  實時監(jiān)控軟件    3.5.4　維護軟件  3.6　Web Field ECS-100在生產過程中的應用    3.6.1  鏈條鍋爐工藝簡介    3.6.2　控制方案    3.6.3  WebField ECS-100系統配置    3.6.4  系統組態(tài)4　集散控制系統的評價、設計與管理  4.1　集散控制系統的評價    4.1.1　技術性能的評價    4.1.2　使用性評價    4.1.3  可靠性與經濟性評價    4.1.4  集散控制系統的選擇  4.2　集散控制系統的設計      4.2.1  方案論證　……5  LonWorks現場總線技術6  Neuron C語言7  典型I/O接口對象及其應用編程8  NodeBuiIder開發(fā)工具與LNS網絡服務架構9  節(jié)點設計方法與設計實例10  LON控制網絡及其應用11  基金會現場總線（FF）12  基金會現場總線功能塊13  基金會現場總線的應用14  Profibus現場總線概述15  Profibus和PROFInet現場總線及其應用參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：1 緒論1.1　DCS概述1.1.1 集散控制系統出現的背景集散控制系統（DCS——Total Distributed Control System）是20世紀70年代中期發(fā)展起來的以微處理器為基礎的分散型計算機控制系統。它是控制技術（Control）、計算機技術（Computer）、通信技術（Communication）、陰極射線管（CRT）圖形顯示技術和網絡技術相結合的產物。該裝置是利用計算機技術對生產過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種全新的分布式計算機控制系統。DCS自20世紀70年代問世以來，發(fā)展異常迅速。目前，它作為新一代工業(yè)自動化過程控制設備，在世界范圍內被廣泛應用于石油、化工、冶金、紡織、電力、食品等工業(yè)，在我國石油、冶金、化工和電力等行業(yè)已被普遍推廣應用。隨著現代化工業(yè)的飛躍發(fā)展、生產裝置的規(guī)模不斷擴大、生產技術及工藝過程的愈趨復雜，常規(guī)模擬儀表存在難以克服的弊?。菏紫仁强刂乒δ苓^于單一，難以實現某些復雜控制功能；其次是難于集中操作和監(jiān)視，面對長達幾十米的高度密集排列的儀表屏，操作和調整都十分困難。20世紀50年代末期，人們開始將電子計算機用于過程控制，試圖利用計算機能執(zhí)行復雜運算、運算速度快和管理監(jiān)視集中等特點，來彌補常規(guī)儀表過于分散和控制功能單一的不足，為工業(yè)過程控制開辟了一條新的途徑。經過多年的摸索和實踐，計算機控制雖然取得了一定的成果，但也暴露了它本身存在的嚴重弱點：（1）危險高度集中。在一個大型工廠中，一臺計算機要控制幾十個甚至幾百個回路，當計算機的公共部分發(fā)生故障時，輕則造成裝置或整個工廠停車，重則導致設備的損壞甚至發(fā)生火災、爆炸等惡性事故；（2）成本高。為了提高計算機的可靠性，一般都采用雙機、雙工運行或常規(guī)儀表備用，這樣不僅維護工作量大，而且成本將成倍增加，如果工廠的生產規(guī)模不大，則經濟性更差。

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《DCS與現場總線控制系統》可供控制工程領域、儀器儀表工程領域的碩士研究生以及高校自動化、測控技術與儀器、電氣工程及其自動化等專業(yè)的學生作教材或參考書使用，也可供從事工業(yè)自動化和儀器儀表領域的工程技術人員參考使用。

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