本書討論集散控制系統的原理和工程應用問題，介紹了五種典型集散控制系統產品及其在工業生產過程中的實際應用示例，主要涉及集散控制系統的系統構成、控制算法、系統選型和評估、數據通信、人機界面的工程設計、組態、安裝和維護等內容。
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本書可作為自動化專業、檢測儀表和控制裝置專業本科學生教材，對從事集散控制系統選型、工程設計、系統評估和應用操作的人員也很有參考價值。
第1章概述1
1.1集散控制系統基本概念1
1.1.1集散控制系統的發展歷史1
1.1.2集散控制系統的基本結構3
1.2集散控制系統特點4
1.2.1集散控制系統定義4
1.2.2集散控制系統特點6
1.3集散控制系統的展望9
1.3.1信息化和扁平化9
1.3.2網絡化12
1.3.3現場總線和無線網絡17
1.3.4功能安全20
1.3.5虛擬化技術和云計算21
1.3.6標準化24
1.3.7軟件定義25
思考題31
第2章集散控制系統構成32
2.1集散控制系統的體系結構32
2.1.1集散控制系統的各層功能32
2.1.2集散控制系統基本構成33
2.1.3集散控制系統的結構特征35
2.1.4現場總線控制系統基本構成36
2.2集散控制系統的構成示例40
2.2.1Experion PKS系統40
2.2.2Foxboro Evo過程自動化系統51
2.2.3Delta V系統57
2.2.4AbilityIT系統64
2.2.5ECS-700系統68
2.3集散控制系統的構成特點73
2.3.1分散過程控制裝置構成的特點73
2.3.2操作管理裝置構成的特點76
2.3.3通信系統構成的特點77
思考題81
第3章集散控制系統性能評估82
3.1可靠性82
3.1.1可靠性和可靠性指標82
3.1.2可靠性計算83
3.1.3可維修性85
3.1.4提高可靠性的措施87
3.2易操作性89
3.2.1操作透明度89
3.2.2易操作性90
3.2.3容錯技術91
3.3可組態性92
3.3.1組態92
3.3.2組態語言96
3.3.3標準編程語言98
3.4集散控制系統的其他性能指標100
3.4.1可擴展性100
3.4.2實時性102
3.4.3環境適應性105
3.4.4開放性107
3.4.5經濟性108
3.4.6安全性110
思考題116
第4章集散控制系統的控制算法和控制組態117
4.1集散控制系統的數據處理117
4.1.1數據處理過程117
4.1.2非線性補償處理120
4.1.3儀表系數的處理121
4.2集散控制系統的控制算法121
4.2.1數字PID控制算法121
4.2.2集散控制系統中的先進控制系統及其實現125
4.2.3集散控制系統中順序邏輯控制和批量控制的實現140
4.2.4集散控制系統中優化控制的實現152
4.3現場總線控制系統的模塊154
4.3.1模塊類型和參數154
4.3.2現場總線設備的功能模塊157
4.3.3現場總線功能模塊組態應用示例170
思考題172
第5章集散控制系統的工程設計174
5.1圖形符號和文字符號174
5.1.1功能圖描述符號174
5.1.2分散控制、共用顯示、邏輯和計算機系統的設計符號176
5.1.3過程顯示圖形符號和文字符號180
5.1.4設計符號的應用示例180
5.1.5現場總線設備連接圖185
5.2集散控制系統的工程設計187
5.2.1工程設計中有關專業之間的相互關系187
5.2.2工程組態189
5.2.3控制室的設計195
5.2.4電源系統設計197
5.2.5接地和防雷系統的設計197
5.2.6電磁兼容性和抗電磁干擾的設計199
5.2.7功能安全設計201
5.3系統升級和遷移204
5.3.1提高集散控制系統的應用水平204
5.3.2集散控制系統的升級209
5.3.3集散控制系統的遷移210
思考題211
第6章集散控制系統的人機界面212
6.1人機界面基本概念212
6.1.1人機交互212
6.1.2人機界面實施方法215
6.1.3集散控制系統中的人機界面218
6.2集散控制系統的操作221
6.2.1顯示屏操作方式222
6.2.2集散控制系統的監控229
6.2.3集散控制系統的控制組態236
6.2.4維護和系統畫面243
6.2.5畫面動畫效果245
6.3數據庫247
6.3.1數據庫基礎知識247
6.3.2關系數據庫248
6.3.3實時數據庫252
6.3.4面向對象的數據庫256
6.4信息管理258
6.4.1智能設備管理系統258
6.4.2制造運營管理和企業資源計劃262
思考題270
第7章集散控制系統的數據通信271
7.1數據通信基本概念271
7.1.1計算機網絡271
7.1.2數據通信271
7.1.3通信媒體共享技術273
7.1.4數據交換技術273
7.1.5差錯控制和流量控制273
7.1.6擴頻技術274
7.2集散控制系統的網絡標準275
7.2.1國際標準化組織ISO制定的國際標準OSI參考模型275
7.2.2MAP制造自動化協議276
7.2.3現場總線標準277
7.2.4OPC UA標準279
7.3集散控制系統中應用的網絡協議282
7.3.1EIA RS-232和RS-485標準接口282
7.3.2工業以太網283
7.3.3現場總線通信協議284
7.3.4無線通信協議285
7.3.5實時以太網288
7.4工業互聯網技術292
7.4.1工業4.0292
7.4.2工業互聯網297
思考題311
第8章集散控制系統應用示例312
8.1EPKS集散控制系統的工業應用312
8.1.1EPKS系統在蠟油加氫裝置的應用312
8.1.2先進控制在延遲焦化裝置的應用313
8.2Foxboro Evo集散控制系統的工業應用315
8.2.1Foxboro I/A S系統在汽油調合優化控制系統的應用315
8.2.2Foxboro I/A S系統在煉油廠蒸餾裝置中的應用316
8.3DeltaV集散控制系統的工業應用317
8.3.1DeltaV系統在丙烯酸及酯裝置的應用317
8.3.2DeltaV系統在聚氯乙烯生產中的應用319
8.4Ability集散控制系統的工業應用320
8.4.1Ability集散控制系統在水泥生產中的應用320
8.4.2Ability集散控制系統在離子膜燒堿生產裝置中的應用322
8.5ECS-700集散控制系統的工業應用323
8.5.1ECS-700集散控制系統在高透成型紙生產中的應用323
8.5.2ECS-700集散控制系統在空分裝置中的應用325
參考文獻327
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