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第1章 DCS概述及与PLC的关系 1

1.1 DCS概述 2

1.1.1 计算机控制 2

1.1.2 DCS 7

1.2 DCS的基本组成及特点 13

1.2.1 DCS的基本组成 13

1.2.2 DCS的性能特点 16

1.3 DCS与PLC之间的关系 17

1.3.1 PLC概述 17

1.3.2 DCS和PLC的关系 17

本章小结 19

习题 20

第2章 DCS的体系结构 21

2.1 DCS体系结构的形成 22

2.1.1 中央计算机集中控制系统的形成 22

2.1.2 DCS分层体系结构的形成 23

2.2 DCS的分层体系结构 24

2.2.1 过程控制级 24

2.2.2 集中监控级 25

2.2.3 生产管理级 25

2.2.4 综合管理级 25

2.3 DCS的网络体系结构 26

本章小结 27

习题 27

第3章 DCS的硬件体系 28

3.1 现场控制站 29

3.1.1 现场控制站的结构 29

3.1.2 现场控制站的功能与可靠性维护 31

3.2 过程控制站 35

3.2.1 过程控制站的功能 35

3.2.2 过程控制站的智能调节器与PLC 37

3.3 操作员站和工程师站 39

3.3.1 操作员站 39

3.3.2 工程师站 45

3.4 DCS的I／O设备 46

3.4.1 I／O子系统 46

3.4.2 I／O模板 47

3.5 现场基本仪表简介 50

3.6 系统其他硬件 50

本章小结 51

习题 51

第4章 DCS的软件及组态 53

4.1 概述 54

4.1.1 组态软件 54

4.1.2 控制层软件 55

4.1.3 监控软件 55

4.2 组态软件的组态内容 56

4.2.1 数据库生成系统 56

4.2.2 生产过程流程 57

4.2.3 数据和报表 57

4.2.4 控制回路组态 58

4.3 控制层软件 59

4.3.1 控制层软件的功能 59

4.3.2 编程语言与模型 60

4.4 监控软件 72

监控软件的功能设计 72

4.4.1 DCS的人机界面 72

4.4.2 报警监视功能 76

4.4.3 日志（事件）管理服务器的功能 79

4.4.4 事故追忆功能 80

4.4.5 事件顺序记录功能 80

4.4.6 二次高级计算功能 80

4.4.7 DCS的远程操作控制功能 82

本章小结 83

习题 83

第5章 DCS的通信网络 84

5.1 概述 85

5.1.1 DCS的通信网络体系结构 85

5.1.2 DCS的通信网络特点 86

5.2 数据通信基础 86

5.2.1 数据通信系统的组成 86

5.2.2 数据通信及传输 87

5.2.3 信息编码 88

5.2.4 数据交换方式 90

5.3 计算机通信网络技术 91

5.3.1 计算机网络 91

5.3.2 DCS网络拓扑结构 92

5.3.3 DCS网络通信的传输介质 93

5.4 通信协议 94

5.4.1 通信协议的概念 94

5.4.2 DCS网络通信协议模型 95

5.4.3 通信网络控制方法 97

5.4.4 通信网络差错控制技术 101

5.4.5 网络设备 102

5.4.6 DCS通信网络的接口 106

5.5 以太网和IEEE 802.3 及工业以太网 111

5.5.1 以太网 111

5.5.2 IEEE 802.3 协议 112

5.5.3 工业以太网简介 112

本章小结 115

习题 115

第6章 常用DCS简介 116

6.1 和利时的Hollias-macs系统 117

6.1.1 Hollias-macs系统的组成 117

6.1.2 Hollias-macs系统的特点 119

6.2 Foxboro公司的I／A Series系统 121

6.2.1 I／A Series系统的结构 121

6.2.2 I／A Series系统的组成 122

6.2.3 I／A Series系统的特点 124

6.3 浙大中控公司的JX -300XP系统 126

6.4 西门子的SIMATIC PCS 7系统 128

6.4.1 SIMATIC PCS 7系统的结构 129

6.4.2 SIMATIC PCS 7系统的组成 130

6.4.3 SIMATIC PCS 7系统的特点 134

6.5 Advant OCS 135

6.5.1 Advant OCS系统的结构 136

6.5.2 Advant OCS系统的特点 136

6.6 罗克韦尔的ControlLogix系统 137

6.6.1 ControlLogix系统的结构 137

6.6.2 ControlLogix系统的特点 139

6.7 小型SunyPCC800系统 140

6.7.1 网络结构 140

6.7.2 系统组成 142

本章小结 145

习题 145

第7章 现场总线及其应用 146

7.1 现场总线的特点 147

7.1.1 现场总线的技术特点 147

7.1.2 现场总线的结构特点 148

7.1.3 现场总线的优点 149

7.2 现场总线的标准 150

7.3 现场总线的现状及发展 151

7.3.1 现场总线的现状 151

7.3.2 现场总线的未来 153

7.4 常见现场总线及其应用 153

7.4.1 控制层现场总线ControlNet 153

7.4.2 设备层现场总线DeviceNet 157

7.4.3 Profibus总线 169

7.4.4 FF总线 181

7.4.5 LonWorks控制网络和Lon总线 184

7.4.6 CAN总线 188

本章小结 197

习题 197

第8章 DCS的性能、选型、工程设计及安装调试验收 199

8.1 DCS的性能 200

8.1.1 安全性 200

8.1.2 可靠性 206

8.1.3 可操作性 207

8.1.4 实时性 207

8.1.5 环境适应性 208

8.1.6 经济性 208

8.1.7 可扩展性 208

8.2 DCS重要性能指标的设计 209

8.2.1 DCS的可靠性设计 209

8.2.2 DCS的实时性设计 212

8.2.3 DCS的抗干扰设计 213

8.2.4 环境适应性设计 214

8.3 DCS的评估 219

8.4 DCS的选型 220

8.4.1 DCS的选型问题 221

8.4.2 按投资预算确定控制系统 221

8.4.3 按输入／输出点数确定操作员站、控制器的型号和数量 224

8.5 DCS的现场设计 226

8.5.1 可行性研究 226

8.5.2 初步设计 226

8.5.3 现场施工图设计 228

8.6 DCS的现场施工 239

8.6.1 DCS的安装 239

8.6.2 DCS的调试 240

8.6.3 DCS的验收 243

8.6.4 DCS的日常管理维护和继续开发 244

本章小结 245

习题 245

第9章 ABB Freelance AC800 F系统 246

9.1 ABB Freelance AC800F系统的典型控制应用 247

9.2 典型控制案例的系统结构 248

9.3 主要硬件介绍 249

9.3.1 AC800F控制器 249

9.3.2 PC配置 252

9.4 系统软件Freelance 253

9.4.1 工程师站工具软件Control Builder F （CBF）软件 253

9.4.2 DigiVis软件 254

9.5 系统组态 255

9.5.1 AC800F IP的IP地址设置 255

9.5.2 冗余控制器的IP地址设置 255

9.5.3 Profibus总线的网络地址设置 256

9.5.4 硬件组态 256

9.5.5 程序下载 277

本章小结 279

习题 279

第10章 JX-300XP系统 280

10.1 JX-300XP系统硬件 281

10.1.1 概述 281

10.1.2 控制站硬件 282

10.1.3 操作员站硬件 285

10.2 JX-300XP系统甲醛生产工艺及控制要求 285

10.2.1 甲醛生产工艺 285

10.2.2 硬件选型及配置 287

10.2.3 系统软件组态 289

本章小结 297

习题 297

参考文献 298

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