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1.1 集散控制系统概述1

1.1.1 集散控制系统的概念1

第1章 集散控制系统1

1.1.2 集散控制系统的发展历史2

1.2 集散控制系统的体系结构4

1.2.1 现场级5

1.2.2 控制级5

1.2.3 监控级5

1.3.1 适应性和扩展性6

1.2.4 管理级6

1.3 集散控制系统的特点6

1.3.2 控制能力7

1.3.3 人机联系手段7

1.3.4 可靠性7

1.4 集散控制系统的硬件结构7

1.4.1 集散控制系统的过程控制级8

1.4.2 集散控制系统的运行员操作站和工程师工作站9

1.5.1 集散控制系统的系统软件10

1.5 集散控制系统的软件体系10

1.5.2 集散控制系统的组态软件11

1.6 集散控制系统的操作方式和显示11

1.6.1 集散控制系统的操作12

1.6.2 集散控制系统的显示画面15

1.7 习题20

第2章 集散控制系统的通信网络与系统特性21

2.1 数据通信的基本概念21

2.1.1 基本概念21

2.1.2 通信介质24

2.1.3 数据通信系统网络结构25

2.1.4 通信控制方式26

2.2 集散控制系统中的网络通信27

2.2.1 集散控制系统中通信的特点27

2.2.2 OSI参考模型28

2.2.3 现场总线标准32

2.2.4 现场总线通信协议33

2.3 集散控制系统中应用的网络协议37

2.3.1 以太网37

2.3.2 常用物理层标准接口39

2.3.3 IEEE协议族41

2.3.4 TCP/IP48

2.4 习题52

第3章 集散控制系统的控制算法53

3.1 PID控制算法53

3.1.1 理想PID控制算法53

3.1.2 控制度和采样周期54

3.1.3 理想PID控制算法的改进55

3.1.4 其他形式PID控制58

3.2.1 前馈控制59

3.2 前馈控制59

3.2.2 前馈补偿装置及控制60

3.2.3 前馈控制系统实施中的若干问题62

3.3 解耦控制63

3.3.1 系统的耦合关系63

3.3.2 串接解耦控制64

3.3.3 逆系统解耦控制66

3.4 时滞补偿控制67

3.4.1 史密斯预估补偿控制方案68

3.4.2 增益自适应时滞补偿器69

3.4.3 观测补偿器控制方案70

3.5.1 自整定控制器71

3.5 自适应控制71

3.5.2 模型参考型自适应控制系统72

3.5.3 自校正控制系统73

3.6 顺序控制74

3.6.1 顺序控制的基本概念74

3.6.2 梯形逻辑图及其编制方法76

3.6.3 程序条件的编制77

3.7 习题78

4.1.1 方案论证79

第4章 集散控制系统的主要技术与应用79

4.1 集散控制系统的设计79

4.1.2 方案设计80

4.1.3 工程设计80

4.2 集散控制系统的评价与选择85

4.2.1 集散控制系统的评价85

4.2.2 集散控制系统的选择依据89

4.2.3 技术规范书91

4.3.1 集散型控制系统在发电厂中的应用92

4.3 集散型控制系统的应用92

4.3.2 乔格变压器横剪线和纵剪线控制系统97

4.4 习题104

第5章 控制系统用现场总线105

5.1 现场总线的定义105

5.1.1 权威组织的定义105

5.1.2 千米级总线107

5.2.1 现场总线控制系统的分类108

5.2.2 不同领域的最下层仪器与仪表108

5.2 现场总线控制系统的分类108

5.2.3 不同领域的系统结构109

5.3 现场总线的核心与基础110

5.3.1 现场总线的核心——总线协议110

5.3.2 现场总线的基础——智能现场装置110

5.3.3 现场总线技术的原型与系统产生111

5.4 现场总线与IT计算机网络技术的区别111

5.5 现场总线通信协议模型112

5.5.1 协议分层112

5.5.3 总线通信协议基本模型114

5.5.2 网络软件层次设计原则114

5.5.4 现场总线通信协议模型116

5.6 现场总线控制系统的网络拓扑结构118

5.7 习题119

第6章 几种典型的现场总线120

6.1 控制层现场总线ControlNet120

6.1.1 控制层现场总线概述120

6.1.2 ControlNet协议规范120

6.2.1 DeviceNet的性能特点123

6.2 设备层现场总线DeviceNet123

6.1.3 ControlNet的特点123

6.2.2 DeviceNet的技术规范124

6.2.3 DeviceNet中连接的概念126

6.2.4 生产者／消费者模型127

6.2.5 DeviceNet的报文传送127

6.2.6 DeviceNet对象模型与设备架构128

6.2.7 DeviceNet的一致性测试129

6.2.8 DeviceNet接口和软硬件产品129

6.3.1 Profibus概述130

6.3.2 Profibus现场总线技术的主要构成130

6.3 Profibus协议130

6.3.3 Profibus的技术131

6.3.4 Profibus—PA的传输技术132

6.3.5 Profibus—PA传输协议133

6.3.6 Profibus—PA设备行规133

6.4 FF总线134

6.4.1 通信系统的组成及其相互关系134

6.4.2 网络拓扑137

6.4.3 基金会现场总线与OSI参考模型的关系139

6.4.4 物理层140

6.4.5 数据链路层141

6.4.6 现场总线访问子层143

6.4.7 现场总线报文规范层147

6.4.8 网络管理150

6.4.9 系统管理151

6.5 CAN总线153

6.5.1 CAN总线的主要特点153

6.5.2 CAN总线网络结构154

6.5.3 CAN总线协议154

6.5.4 CAN性能分析155

6.6.1 LonWorks概述156

6.6 LonWorks总线156

6.6.2 神经元芯片157

6.6.3 LonTalk协议161

6.6.4 Neuron C语言163

6.6.5 LNS165

6.6.6 网络管理165

6.7 习题166

7.1.1 DCS的基本要点167

7.1.2 PLC的基本要点167

7.1 DCS、PLC、FCS三大控制系统的基本要点167

第7章 DCS、PLC、FCS三大控制系统的基本要点和差异167

7.1.3 FCS的基本要点168

7.2 控制系统之间的差异168

7.2.1 差异要点168

7.2.2 典型系统比较170

7.2.3 设计、投资及使用171

7.3 习题172

参考文献173