集散控制與現(xiàn)場總線

出版說明

前言

第1章　集散控制系統(tǒng)

1.1　集散控制系統(tǒng)概述

1.1.1　集散控制系統(tǒng)的概念

1.1.2　集散控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史

1.2　集散控制系統(tǒng)的體系結構

1.2.1　現(xiàn)場級

1.2.2　控制級

1.2.3　監(jiān)控級

1.2.4　管理級

1.3　集散控制系統(tǒng)的特點

1.3.1　適應性和擴展性

1.3.2　控制能力

1.3.3人機聯(lián)系手段

1.3.4　可靠性

1.4　集散控制系統(tǒng)的硬件結構

1.4.1　集散控制系統(tǒng)的過程控制級

1.4.2　集散控制系統(tǒng)的運行員操作站和工程師工作站

1.5　集散控制系統(tǒng)的軟件體系

1.5.1　集散控制系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件

1.5.2　集散控制系統(tǒng)的組態(tài)軟件

1.6　集散控制系統(tǒng)的操作方式和顯示

1.6.1　集散控制系統(tǒng)的操作

1.6.2　集散控制系統(tǒng)的顯示畫面

1.7　習題

第2章　集散控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡與系統(tǒng)特性

2.1　數(shù)據(jù)通信的基本概念

2.1，1　基本概念

2.1.2　通信介質

2.1.3　數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡結構

2.1.4　通信控制方式

2.2　集散控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡通信

2.2.1　集散控制系統(tǒng)中通信的特點

2.2.2　OSI參考模型

2.2.3　現(xiàn)場總線標準

2.2.4　現(xiàn)場總線通信協(xié)議

2.3　集散控制系統(tǒng)中應用的網(wǎng)絡協(xié)議

2.3.1　以太網(wǎng)

2.3.2　常用物理層標準接口

2.3.3　IEEE協(xié)議族

2.3.4　TCP/IP

2.4　習題

第3章　集散控制系統(tǒng)的控制算法

3.1　PID控制算法

3.1.1　理想PID控制算法

3.1.2　控制度和采樣周期

3.1.3　理想PID控制算法的改進

3.1.4　其他形式PID控制

3.2　前饋控制

3.2.1　前饋控制

3.2.2　前饋補償裝置及控制

3.2.3　前饋控制系統(tǒng)實施中的若干問題

3.3　解耦控制

3.3.1　系統(tǒng)的耦合關系

3.3.2　串接解耦控制

3.3.3　逆系統(tǒng)解耦控制

3.4　時滯補償控制

3.4.1　史密斯預估補償控制方案

3.4.2　增益自適應時滯補償器

3.4.3　觀測補償器控制方案

3.5　自適應控制

3.5.1　自整定控制器

3.5.2　模型參考型自適應控制系統(tǒng)

3.5.3　自校正控制系統(tǒng)

3.6　順序控制

3.6.1　順序控制的基本概念

3.6.2　梯形邏輯圖及其編制方法

3.6.3　程序條件的編制

3.7　習題

第4章　集散控制系統(tǒng)的主要技術與應用

4.1　集散控制系統(tǒng)的設計

4.1.1　方案論證

4.1.2　方案設計

4.1.3　工程設計

4.2　集散控制系統(tǒng)的評價與選擇

4.2.1　集散控制系統(tǒng)的評價

4.2.2　集散控制系統(tǒng)的選擇依據(jù)

4.2.3技術規(guī)范書

4.3　集散型控制系統(tǒng)的應用

4.3.1　集散型控制系統(tǒng)在發(fā)電廠中的應用

4.3.2　喬格變壓器橫剪線和縱剪線控月系統(tǒng)

4.4　習題

第5章　控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線

5.1　現(xiàn)場總線的定義

5.1.1　權威組織的定義

5.1.2　千米級總線

5.2　現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的分類

5.2.1　現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的分類

5.2.2　不同領域的最下層儀器與儀表

5.2.3　不同領域的系統(tǒng)結構

5.3　現(xiàn)場總線的核心與基礎

5.3.1　現(xiàn)場總線的核心--總線協(xié)議

5.3.2　現(xiàn)場總線的基礎--智能現(xiàn)場裝置

5.3.3　現(xiàn)場總線技術的原型與系統(tǒng)產(chǎn)生

5.4　現(xiàn)場總線與IT計算機網(wǎng)絡技術的區(qū)別

5.5　現(xiàn)場總線通信協(xié)議模型

5.5.1　協(xié)議分層

5.5.2　網(wǎng)絡軟件層次設計原則

5.5.3　總線通信協(xié)議基本模型

5.5.4　現(xiàn)場總線通信協(xié)議模型

5.6　現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡拓撲結構

5.7　習題

第6章　幾種典型的現(xiàn)場總線

6.1　控制層現(xiàn)場總線Contro|Net

6.1.1　控制層現(xiàn)場總線概述

6.1.2　ControlNet協(xié)議規(guī)范

6.1.3　ControlNet的特點

6.2　設備層現(xiàn)場總線I）eviceNet

6.2.1　DeviceNet的性能特點

6.2.2　DeviceNet的技術規(guī)范

6.2.3　DeviceNet中連接的概念

6.2.4　生產(chǎn)者/消費者模型

6.2.5　DeviceNet的報文傳送

6.2.6　DeviceNet對象模型與設備架構

6.2.7　DeviceNet的一致性測試

6.2.8　DeviceNet接口和軟硬件產(chǎn)品

6.3　Profibus協(xié)議

6.3.1　Profibus概述

6.3.2　Profibus現(xiàn)場總線技術的主要構成

6.3.3　Profibus的技術

6.3.4　Profibus-PA的傳輸技術

6.3.5　Profibus-PA傳輸協(xié)議

6.3.6　Profibus-PA設備行規(guī)

6.4　FF總線

6.4.1　通信系統(tǒng)的組成及其相互關系

6.4.2　網(wǎng)絡拓撲

6.4.3　基金會現(xiàn)場總線與OSI參考模型的關系

6.4.4　物理層

6.4.5　數(shù)據(jù)鏈路層

6.4.6　現(xiàn)場總線訪問子層

6.4.7　現(xiàn)場總線報文規(guī)范層

6.4.s　網(wǎng)絡管理

6.4.9　系統(tǒng)管理

6.5　CAN總線

6.5.1　CAN總線的主要特點

6.5.2　CAN總線網(wǎng)絡結構

6.5.3　CAN總線協(xié)議

6.5.4　CAN性能分析

6.6　LonWorks總線

6.6.1　LonWorks概述

6.6.2　神經(jīng)元芯片

6.6.3　LOnTalk協(xié)議

6.6.4　Nemm C語言

6.6.5　LNS

6.6.6　網(wǎng)絡管理

6.7　習題

第7章　DCS、PLC、FCS三大控制系統(tǒng)的基本要點和差異

7.1　DCS、PLC、PCS三大控制系統(tǒng)的基本要點

7.1.1　DCS的基本要點

7.1.2　PLC的基本要點

7.1.3　FCS的基本要點

7.2　控制系統(tǒng)之間的差異

7.2.1　差異要點

7.2.2　典型系統(tǒng)比較

7.2.3　設計、投資及使用

7.3　習題

參考文獻

集散控制系統(tǒng)是利用計算機技術對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)控、操作、管理和分散控制的一種新型的控制技術。它是由計算機技術、信號處理技術、測量控制技術、網(wǎng)絡通信技術和人機接口等技術的發(fā)展而產(chǎn)生的。以現(xiàn)場總線為代表的工業(yè)控制網(wǎng)絡已成為新一代工業(yè)控制系統(tǒng)中的重要技術，它使得集散控制系統(tǒng)組成更靈活、控制更方便、應用更廣泛?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)離不開集散控制和現(xiàn)場總線技術。

本書將目前控制領域中兩大技術熱點－－集散控制和現(xiàn)場總線有機結合，從集散控制系統(tǒng)的硬件結構、軟件體系和人機接口等方面進行介紹。重點介紹了集散控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡、控制算法、設計、評價和選擇等相關技術，全面分析了Control、DeviceNet、Profibus、FF、CAN和LonWork等現(xiàn)場總線的技術特點、協(xié)議規(guī)范及通信接口的設計方法，并給出應用實例。

本書可作為高等院校電氣信息類專業(yè)教材，還可供從事工業(yè)控制網(wǎng)絡系統(tǒng)設計和產(chǎn)品研究的工程技術人員參考。