DCS與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

前言

DCS和FCS技術(shù)使控制系統(tǒng)向著分散化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，使控制技術(shù)與計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合更為緊密。DCS的最新發(fā)展和具有開放通信協(xié)議標準的現(xiàn)場總線，為控制系統(tǒng)與信息網(wǎng)絡(luò)的連接提供了方便，因而為控制系統(tǒng)與信息網(wǎng)絡(luò)的融合和集成提供了技術(shù)支持。本書以國內(nèi)外先進集散控制系統(tǒng)以及具有代表性的現(xiàn)場總線為背景，介紹有關(guān)DCS和現(xiàn)場總線的產(chǎn)生背景、基礎(chǔ)、通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、相關(guān)系統(tǒng)、相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)以及應(yīng)用等方面的內(nèi)容，在編寫過程中力求做到理論與實際的結(jié)合，突出工程應(yīng)用。全書共分15章，內(nèi)容安排注重基本原理，突出實際應(yīng)用，選材注重先進性、代表性和實用性。

內(nèi)容概要

DCS與現(xiàn)場總線作為目前自控領(lǐng)域廣泛使用的技術(shù)，具有許多優(yōu)勢。本書力圖通過對DCS與現(xiàn)場總線基本原理、通信協(xié)議、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用案例等方面的闡述和分析，展現(xiàn)DCS與現(xiàn)場總線技術(shù)的基本概貌、工程應(yīng)用和實施細節(jié)。    本書針對目前典型的DCS和多種現(xiàn)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(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理、軟件系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)組態(tài)及其工業(yè)實際應(yīng)用；重點以典型的局域操作網(wǎng)（LON）為背景，完整介紹其核心技術(shù)支持、開發(fā)環(huán)境、現(xiàn)場總線產(chǎn)品開發(fā)以及應(yīng)用實施等過程；在此基礎(chǔ)上，介紹FF和Profibus/PROFInet現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用示例?？紤]到不同應(yīng)用領(lǐng)域的共性要求，本書選材注重理論聯(lián)系實際，突出工程應(yīng)用，所舉的例子具有代表性和廣泛性，對典型系統(tǒng)的剖析深入淺出。    本書可供控制工程領(lǐng)域、儀器儀表工程領(lǐng)域的碩士研究生以及高校自動化、測控技術(shù)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(lǐng)域的工程技術(shù)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(tǒng)出現(xiàn)的背景    1.1.2　集散控制系統(tǒng)的組成    1.1.3  集散控制系統(tǒng)的基本功能    1.1.4  集散控制系統(tǒng)的層次化結(jié)構(gòu)    1.1.5  集散控制系統(tǒng)的優(yōu)越性    1.1.6  集散控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢　1.2　現(xiàn)場總線概述    1.2.1  現(xiàn)場總線的產(chǎn)生    1.2.2  現(xiàn)場總線及其現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)    1.2.3  現(xiàn)場總線技術(shù)的進展和標準現(xiàn)狀    1.2.4  其他具有代表性的現(xiàn)場總線    1.2.5　現(xiàn)場總線技術(shù)的研究2 Experion PKS集散控制系統(tǒng)  2.1  系統(tǒng)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(tǒng)    　2.2.3  現(xiàn)場總線設(shè)備　  2.2.4  數(shù)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(yīng)用控制環(huán)境（ACE）    2.3.3　過程服務(wù)器    2.3.4  eServer    2.3.5  手持無線移動設(shè)備　2.4　過程通信網(wǎng)絡(luò)    2.4.1  過程控制網(wǎng)絡(luò)    2.4.2  容錯以太網(wǎng)（FTE）　2.5　系統(tǒng)軟件    2.5.1  控制組態(tài)軟件    2.5.2  監(jiān)控系統(tǒng)    2.5.3  實時數(shù)據(jù)庫　  2.5.4　OPC功能組件  　2.5.5  應(yīng)用軟件包和應(yīng)用編程接口　  2.5.6　診斷軟件  　2.6　分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　2.7　Experion PKS在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用  　2.7.1  工藝簡介　  2.7.2  控制方案  　2.7.3　Experion PKS系統(tǒng)配置　  2.7.4  主要控制回路3　WebField ECS-100集散控制系統(tǒng)  3.1  系統(tǒng)概述    3.1.1  系統(tǒng)特點    3.1.2  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　3.2　分散過程監(jiān)控裝置    3.2.1  控制站結(jié)構(gòu)    3.2.2　控制站卡件  3.3　集中操作管理裝置  3.4　通信系統(tǒng)    3.4.1  信息管理網(wǎng)    3.4.2　過程控制網(wǎng)SCnetⅡ    3.4.3  控制站內(nèi)部網(wǎng)SBU  3.5　系統(tǒng)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(chǎn)過程中的應(yīng)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(tǒng)配置    3.6.4  系統(tǒng)組態(tài)4　集散控制系統(tǒng)的評價、設(shè)計與管理  4.1　集散控制系統(tǒng)的評價    4.1.1　技術(shù)性能的評價    4.1.2　使用性評價    4.1.3  可靠性與經(jīng)濟性評價    4.1.4  集散控制系統(tǒng)的選擇  4.2　集散控制系統(tǒng)的設(shè)計      4.2.1  方案論證　……5  LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)6  Neuron C語言7  典型I/O接口對象及其應(yīng)用編程8  NodeBuiIder開發(fā)工具與LNS網(wǎng)絡(luò)服務(wù)架構(gòu)9  節(jié)點設(shè)計方法與設(shè)計實例10  LON控制網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用11  基金會現(xiàn)場總線（FF）12  基金會現(xiàn)場總線功能塊13  基金會現(xiàn)場總線的應(yīng)用14  Profibus現(xiàn)場總線概述15  Profibus和PROFInet現(xiàn)場總線及其應(yīng)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(tǒng)出現(xiàn)的背景集散控制系統(tǒng)（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(chǔ)的分散型計算機控制系統(tǒng)。它是控制技術(shù)（Control）、計算機技術(shù)（Computer）、通信技術(shù)（Communication）、陰極射線管（CRT）圖形顯示技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。該裝置是利用計算機技術(shù)對生產(chǎn)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(tǒng)。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(shè)備，在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)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(yīng)用。隨著現(xiàn)代化工業(yè)的飛躍發(fā)展、生產(chǎn)裝置的規(guī)模不斷擴大、生產(chǎn)技術(shù)及工藝過程的愈趨復(fù)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(xiàn)某些復(fù)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(diào)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(fù)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(jīng)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(shè)備的損壞甚至發(fā)生火災(zāi)、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(chǎn)規(guī)模不大，則經(jīng)濟性更差。

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