分散控制系统和现场总线控制系统及其工程设计(第2版高等院校通信与信息专业

系统介绍分散控制系统（DCS）和现场总线控制系统（FCS）的应用及工程设计

李占英，工学博士，大连工业大学副教授，“毕昇杯”全国电子创新设计竞赛获特等奖指导教师，完成多项重量、省级科研课题，具有丰富的科研和教学经验。

上篇 基础知识篇 第1章 绪论 1.1 分散控制系统概述 1.1.1 分散控制系统的概念 1.1.2 DCS的特点 1.1.3 DCS的发展历程 1.2 DCS典型产品及特点 1.3 DCS的发展趋势 1.4 现场总线概述 1.4.1 现场总线的产生 1.4.2 现场总线的特点 1.4.3 现场总线的发展趋势 1.5 第四代DCS 1.5.1 第四代DCS的体系结构 1.5.2 第四代DCS的技术特点 第2章 DCS的通信网络系统 2.1 网络和数据通信原理 2.1.1 通信网络系统的基本组成 2.1.2 基本概念及术语 2.1.3 工业数据通信 2.1.4 数据交换方式 2.1.5 信道 2.1.6 差错控制 2.2 数据通信系统结构 2.2.1 通信系统的结构 2.2.2 通信网络的拓扑结构 2.3 DCS中的控制网络标准和协议 2.3.1 协议的参考模型 2.3.2 物理层协议 2.3.3 链路层协议 2.3.4 网络层协议 2.3.5 传输层和会话层协议 2.3.6 高层协议 2.3.7 网络设备 第3章 DCS的过程控制站 3.1 DCS的体系结构 3.2 过程控制站的结构 3.3 基本控制单元 3.3.1 基本控制单元硬件 3.3.2 基本控制单元软件 3.3.3 基本控制单元的可靠性措施 3.4 和利时MACS的K系列 3.4.1 系统结构 3.4.2 主要硬件特性 第4章 运行员操作站 4.1 运行员操作站的结构 4.2 MMI的基本功能 4.3 记录与报表 4.4 历史数据库检索及处理 4.5 其他类型的人机接口 4.6 人机接口的发展介绍 第5章 工程师站与组态软件 5.1 工程师站在DCS中的作用 5.2 工程师站的组成 5.3 工程师站在DCS中所处的地位 5.4 系统组态 5.4.1 组态软件 5.4.2 系统组态与其他设计方法的区别 5.4.3 过程控制站的组态 5.4.4 运行员操作站的组态 5.4.5 组态的在线调试 5.5 MACS的应用组态流程 第6章 DCS的性能指标与评价 6.1 DCS性能指标简要介绍 6.2 DCS的评价准则 6.2.1 可靠性与经济性评价 6.2.2 技术性能评价 6.2.3 使用性能评价 6.2.4 控制系统软件可靠性及评价 6.3 DCS的选择原则 第7章 现场总线控制系统 7.1 现场总线及FCS的定义 7.2 DCS、PLC与FCS 7.3 几种典型的现场总线 7.3.1 PROFIBUS现场总线 7.3.2 CAN总线 7.3.3 基金会现场总线 7.3.4　LonWorks总线 7.4 FCS的构成 7.5 FCS的设计方法 7.6 FCS的组态 7.7 FCS的调试与维护 第8章 现场总线通信系统 8.1 现场总线通信系统概述 8.1.1 现场总线通信系统与ISO/OSI参考模型的关系 8.1.2 PROFIBUS现场总线通信系统的主要组成部分 8.2 PROFIBUS物理层 8.2.1 PROFIBUS-DP的RS-485传输 8.2.2 PROFIBUS-DP的光纤传输 8.3 PROFIBUS数据链路层 8.3.1 PROFIBUS介质访问控制 8.3.2 PROFIBUS报文格式 8.3.3 PROFIBUS地址编码方法 8.3.4 PROFIBUS数据链路层提供的服务 8.4 PROFIBUS应用层 8.5 PROFIBUS用户层 8.5.1 PROFIBUS-DP用户层概述 8.5.2 DDLM功能 8.5.3 用户接口 8.5.4 PROFIBUS-DP行规 第9章 现场总线设备 9.1 现场总线设备的分类与特点 9.1.1 现场总线设备的分类 9.1.2 现场总线设备的特点 9.2 现场总线差压变送器 9.2.1 概述 9.2.2 工作原理 9.3 现场总线温度变送器 9.3.1 工作原理 9.3.2 温度检测元件 9.4 现场总线阀门定位器 9.5 现场总线电动执行器 9.6 现场总线-气压转换器 9.7 电流-现场总线转换器 9.7.1 工作原理 9.7.2 安装和校验 9.8 现场总线-电流转换器 9.9 现场总线接口类设备 9.9.1 工作原理 9.9.2 安装与维护 9.9.3 其他总线接口设备 9.10 现场总线电源类设备 9.11 现场总线附件类设备 下篇 工程应用篇 第10章 DCS的工程设计 10.1 DCS的应用设计与实施的一般过程 10.2 DCS总体设计 10.2.1 可行性研究设计及总体设计 10.2.2 DCS初步设计 10.2.3 施工图详细设计 10.3 DCS的工程化设计 10.4 DCS的组态与调试 10.5 DCS的安装与验收 10.6 电加热锅炉温度控制工程案例 10.6.1 系统概述 10.6.2 系统的初步设计 10.6.3 电加热锅炉控制方案的确定 10.7 HOLLiAS MACS在空分行业中对氧气的恒压 第11章 FCS的工程设计 11.1 FCS的工程设计原则 11.2 FCS的工程设计方法 11.3 FCS控制系统的设计过程 11.3.1 总体方案设计 11.3.2 控制系统的初步设计 11.4 FCS工程控制系统应用举例 11.4.1 设计概述 11.4.2 系统网络拓扑结构及参数配置 11.4.3 系统硬件设计 11.4.4 系统软件设计 11.4.5 系统抗干扰措施 附录A 新一代DCS的体系结构和技术特点 A.1 促进新一代DCS形成的原因 A.2 新一代DCS的体系结构 A.3 新一代DCS的主要功能和技术特征 参考文献