分散式控制系統(DCS)設計與套用實例（第3版）

《分散式控制系統(DCS)設計與套用實例（第3版）》是2016年4月電子工業出版社出版的圖書，作者是王常力、羅安。

基本介紹

• 書名：分散式控制系統(DCS)設計與套用實例（第3版）
• 作者：王常力,羅安
• ISBN：9787121284793
• 頁數：816
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2016-04
• 開本：16開

圖書信息

作 譯 者：王常力,羅安

出版時間：2016-04

千 字 數：1305

版 次：01-01

頁 數：816

開 本：16開

I S B N ：9787121284793

內容簡介

本書以DCS套用設計為目標，從基礎控制系統實現方法入手，輔以豐富的實際套用案例，詳細地介紹了DCS的構造、原理和當前的最新技術、產品、技術規範、指標、標準和驗收測試方法，以及在各種典型行業（電力、石化、水泥、造紙、製藥、水處理、管網）的套用。力求使讀者能夠以本書為參考，解決在DCS的套用設計及運行管理過程中的各種實際問題。由於本書各個章節相對獨立，因此讀者既可以按照順序逐章閱讀，也可以根據需要單獨閱讀有關章節。

目錄信息

第1章 DCS基本原理和發展歷程

1.1 什麼是DCS

1.2 控制系統概述

1.2.1 控制系統的基本組成

1.2.2 測量方法和測量裝置

1.2.3 控制方法和運算處理裝置

1.2.4 控制的執行方法和執行裝置

1.2.5 控制系統各要素的關係

1.2.6 控制系統的人機界面

1.2.7 直接控制與監督控制

1.2.8 本書的要點

1.3 DCS的發展歷史

1.3.1 控制系統的發展歷史

1.3.2 儀表控制系統的基本概念

1.3.3 早期的儀表控制系統——基地式儀表

1.3.4 近代儀表控制系統——單元式組合儀表

1.3.5 數字式單迴路調節器SLC

1.3.6 計算機控制系統

1.3.7 控制系統從模擬技術向數位技術的演進

1.3.8 分散式控制系統的產生及其特點

1.3.9 DCS的發展歷程

1.4 DCS的體系結構

1.4.1 DCS的基本構成

1.4.2 DCS的軟體

1.4.3 DCS的網路結構

1.4.4 DCS的物理結構及硬體構成

1.5 幾種計算機控制系統的比較

1.5.1 以PLC構成的控制系統/監督控制系統

1.5.2 SCADA系統

1.5.3 Soft PLC及PC Based監督/控制系統

1.5.4 現場匯流排控制系統FCS

1.6 幾種典型的DCS簡介

1.6.1 Honeywell公司的TDC3000系統

1.6.2 ABB公司的IndustrialIT系統

1.6.3 和利時公司的HOLLiAS系統

1.7 DCS的套用開發設計、調試與檢驗

1.7.1 DCS的套用開發設計

1.7.2 對DCS性能指標的簡要介紹

第2章 最新DCS的體系結構和技術特點

2.1 促進第四代DCS形成的原因

2.1.1 用戶需求的拉動

2.1.2 相關技術的成熟發展

2.2 第四代DCS的體系結構

2.2.1 現場儀表層

2.2.2 裝置控制層

2.2.3 工廠監控與管理層

2.2.4 企業經營管理層

2.3 第四代DCS的主要功能和技術特徵

2.3.1 第四代DCS的典型代表

2.3.2 第四代DCS的信息化

2.3.3 第四代DCS的集成化

2.3.4 DCS變成真正的混合控制系統

2.3.5 DCS包含FCS功能並進一步分散化

2.3.6 DCS 平台開放性與套用服務專業化

2.3.7 DCS的功能安全和信息安全

2.4 國內DCS的發展狀況舉例

2.4.1 HOLLiAS系統的產品家族及結構

2.4.2 HOLLiAS的MES功能

2.4.3 HOLLiAS 控制功能HOLLiASMACS

2.4.4 HOLLiAS控制層硬體

2.4.5 HOLLiAS控制層軟體

2.4.6 HOLLiAS LEC邏輯和嵌入式控制器(Logic& Embedded Controller)

2.4.7 HOLLiAS LK可程式控制器（PLC）

2.4.8 HOLLiASVSI邏輯聯鎖控制系統

2.4.9 HOLLiASPADS工廠電站綜合自動化系統

2.4.10 HOLLiAS專業化的解決方案

2.5 結論

第3章 從控制工程看DCS——功能與性能的要求

3.1 DCS的控制功能及套用任務分類

3.1.1 工業控制系統的結構

3.1.2 控制任務分類及快速性需求

3.1.3 閉環控制系統的構成

3.1.4 控制策略與運算的平台裝置

3.2 運算放大器和調節運算方法

3.2.1 運算放大器和虛擬地原理

3.2.2 模擬調節的運算原理

3.2.3 控制策略與放大器組件系統

3.2.4 模擬系統與數字系統的比較

3.3 數字系統的控制周期與可控性

3.3.1 線性系統的可控性

3.3.2 控制周期（T0）是不可控環節

3.3.3 實例1——汽輪機調速系統和它的控制周期

3.3.4 實例2——鍋爐氣包水位控制系統的控制周期

3.3.5 結果及認識

3.4 數字控制器的確定性問題

3.4.1 常用遞推控制算法

3.4.2 控制器的確定性和它的意義

3.5 控制工程作業自動化

3.6 控制工程對於DCS系統的技術需求

3.6.1 系統的可靠性與可維修性需求

3.6.2 控制系統的快速性需求

3.6.3 數字控制器的確定性需求

3.6.4 工程作業自動化

第4章 DCS硬體系統——原理、指標、試驗和套用

4.1 DCS硬體組成概述

4.2 主控制器(MCU)

4.2.1 主控制器的基本原理

4.2.2 MCU的冗餘配置

4.2.3 MCU的技術指標及試驗方法

4.2.4 MCU套用設計

4.3 模擬量輸入設備(AI)

4.3.1 AI設備的基本原理

4.3.2 AI設備的技術指標及試驗方法

4.3.3 AI設備套用設計

4.4 模擬量輸出設備(AO)

4.4.1 AO設備的基本原理

4.4.2 AO設備的技術指標及試驗方法

4.4.3 AO設備套用設計

4.5 開關量輸入設備(DI)

4.5.1 DI設備的基本原理

4.5.2 DI設備的技術指標及試驗方法

4.6 SOE輸入設備(SOE)

4.6.1 SOE設備的基本原理

4.6.2 SOE設備的技術指標及試驗方法

4.6.3 SOE設備套用設計

4.7 開關量輸出設備(DO)

4.7.1 DO設備的基本原理

4.7.2 DO設備的技術指標及試驗方法

4.7.3 DO設備套用設計

4.8 脈衝量輸入設備(PI)

4.8.1 PI設備的基本原理

4.8.2 PI設備的技術指標

4.9 電源轉換設備

4.9.1 電源設備簡介

4.9.2 電源冗餘

4.9.3 電源指標及測試

4.10 組態維護與人機接口設備

4.10.1 顯示設備

4.10.2 輸入設備

4.10.3 操作員站和工程師站主機

4.10.4 系統伺服器

4.10.5 印表機

第5章 DCS軟體系統

5.1 DCS軟體系統概述

5.2 DCS的直接控制軟體

5.2.1 直接控制軟體的功能概述

5.2.2 信號採集與數據預處理

5.2.3 DCS的基本控制功能

5.2.4 DCS控制器上的實時數據組織和管理

5.2.5 DCS控制器的任務結構及控制處理

5.2.6 DCS控制軟體的一些評價要素

5.3 DCS的監督控制軟體及人機界面軟體

5.3.1 概述

5.3.2 DCS監督控制層的功能

5.3.3 DCS監督控制層的軟體體系結構

5.3.4 實時資料庫系統

5.3.5 歷史資料庫系統

5.3.6 與監視控制功能相關的主要數據結構

5.3.7 人機界面軟體

5.4 IEC 61131—3控制程式語言與軟體模型及DCS的組態軟體

5.4.1 IEC 61131—3簡介

5.4.2 編程基礎與編程過程

5.4.3 IEC 61131—3標準的基本內容

5.4.4 IEC 61131—3的軟體模型

5.4.5 五種程式語言介紹

5.4.6 套用舉例

5.4.7 IEC 61131—3標準在DCS中的實際運用

5.4.8 DCS的監督控制層組態軟體

5.5 DCS的高級最佳化控制與管理軟體

5.5.1 概述

5.5.2 實時資料庫的高層信息接口

5.5.3 資產管理AMS

5.5.4 批處理Batch

5.5.5 質量分析系統

5.5.6 APC

5.5.7 OTSOperator Training Simulator

第6章 DCS的網路系統

6.1 DCS的網路體系

6.1.1 DCS的功能層次和網路層次

6.1.2 DCS網路層次結構的選擇

6.1.3 對DCS各層網路的要求

6.2 工業數據數字通信

6.2.1 數字通信的編碼方式

6.2.2 數字通信工作方式

6.2.3 差錯控制

6.2.4 通信傳輸介質

6.2.5 數字通信鏈路的電氣特性

6.2.6 數字通信協定

6.2.7 數字通信系統的性能指標

6.3 控制網路

6.3.1 計算機網路層次模型

6.3.2 通信協定

6.3.3 TCP/IP

6.3.4 網路拓撲

6.3.5 網路設備

6.3.6 網路的RAMS

6.3.7 工業乙太網

6.3.8 通信骨幹網

6.3.9 無線通信網路

6.3.10 網路安全

6.4 現場匯流排

6.4.1 現場匯流排的產生和發展

6.4.2 現場匯流排的特點和優點

6.4.3 現場匯流排技術介紹

6.4.4 無線感測器網路

6.4.5 現場匯流排的選擇和使用

第7章 DCS系統可靠性與安全性技術

7.1 系統可靠性概述

7.1.1 可靠性技術發展概述

7.1.2 可靠性基本概念和術語

7.1.3 可靠性設計的內容

7.2 系統安全性概述

7.2.1 安全性分類

7.2.2 安全性與可靠性的關係

7.2.3 功能安全

7.2.4 電氣安全及安規認證

7.2.5 信息安全

7.3 可靠性和安全性分析方法

7.3.1 可靠性預測

7.3.2 可靠性框圖

7.3.3 馬爾可夫分析

7.3.4 故障模式與影響分析

7.3.5 故障樹分析

7.3.6 HAZOP分析

7.4 可靠性和安全性設計技術

7.4.1 冗餘技術

7.4.2 容錯技術與故障安全

7.4.3 維修性分析

7.5 環境適應性設計技術

7.5.1 溫度

7.5.2 濕度

7.5.3 氣壓

7.5.4 振動和衝擊

7.5.5 防塵和防水

7.5.6 防腐蝕

7.5.7 防爆

7.5.8 電磁兼容性和抗干擾

7.5.9 接地

7.5.10 隔離

7.5.11 禁止

7.5.12 雙絞線

7.5.13 防雷擊

7.6 軟體可靠性設計與質量保證

7.6.1 軟體可靠性研究概述

7.6.2 軟體可靠性的概念

7.6.3 提高軟體可靠性的方法和技術

7.6.4 軟體可靠性評測

7.6.5 軟體質量保證

第8章 DCS的套用設計與實施

8.1 DCS套用設計與實施的一般過程

8.2 自動化系統的總體設計

8.2.1 可行性研究設計

8.2.2 初步設計中需要考慮的問題

8.2.3 施工圖設計中需要考慮的問題

8.3 DCS 的選型與工程化設計

8.3.1 DCS選型及工程化設計

8.3.2 DCS的招標、選型及訂貨

8.3.3 套用工程設計的準備工作

8.3.4 套用工程設計聯絡會

8.3.5 套用工程設計與檔案生成

8.3.6 主控制室的設計及人因工程設計

8.4 系統的生產、組態及調試

8.4.1 系統硬體物資齊套與裝配

8.4.2 用戶培訓

8.4.3 套用工程軟體的組態與調試

8.4.4 系統聯調

8.4.5 系統硬體測試與考核

8.4.6 整理項目出廠文檔和資料

8.5 出廠測試與驗收

8.5.1 項目概要說明

8.5.2 測試依據

8.5.3 提交檔案資料清單

8.5.4 測試環境

8.5.5 系統軟、硬體配置檢查

8.5.6 檢驗方法及判定

8.5.7 系統連續運行考核

8.5.8 測試結論及測試組簽字

8.5.9 系統發運到現場

8.6 系統現場實施

8.6.1 系統位置選擇、機房布置和環境要求

8.6.2 DCS系統接地

8.6.3 現場設備開箱驗收

8.6.4 系統現場設備就位、安裝與加電

8.6.5 系統信號電纜敷設與端子接線

8.6.6 DCS系統現場調試

8.6.7 系統竣工驗收

8.6.8 用戶操作人員的培訓

8.6.9 整理竣工技術資料

8.7 系統運行與維護

8.7.1 系統常見故障及排除

8.7.2 供電與接地系統常見故障

8.7.3 防止干擾和設備損壞的一般方法

8.7.4 工程現場維護常見問題

8.8 小結

第9章 套用案例

9.1 DCS在超（超）臨界火電機組中的套用

9.1.1 超（超）臨界機組的特點

9.1.2 超（超）臨界機組的模擬量控制系統（MCS）

9.1.3 旁路控制系統（BPS）

9.1.4 爐膛安全監測系統（FSSS）

9.1.5 機組級自啟/停控制系統（APS）

9.1.6 電氣監控系統（ECS）

9.1.7 鍋爐煙氣脫硫（FGD）

9.1.8 百萬超超臨界機組DCS分站

9.1.9 汽輪機停機故障分析

9.2 MACS在80萬噸/年催化裂化聯合裝置套用

9.2.1 工藝簡介

9.2.2 催化聯合裝置生產線的特點和控制範圍

9.2.3 某催化裂化聯合裝置的系統結構和配置

9.2.4 過程控制方案

9.2.5 控制方案實現

9.2.6 結束語

9.3 DCS在30萬噸/年甲醇15萬噸/年二甲醚生產裝置的設計及套用

9.3.1 甲醇及二甲醚工藝簡介

9.3.2 甲醇裝置DCS系統結構設計

9.3.3 甲醇裝置DCS系統工程控制實施

9.3.4 總結

9.4 智慧型母管協調控制系統及套用

9.4.1 母管制機組現狀

9.4.2 母管協調控制目標

9.4.3 MACS智慧型母管協調控制實現方式

9.4.4 MACS智慧型母管協調控制系統新技術介紹

9.4.5 MACS智慧型母管協調控制系統套用案例

9.4.6 母管協調控制經濟效益與社會效益

9.4.7 結束語

9.5 HOLLiAS MACSTM系統在120萬噸重鹼裝置中的套用

9.5.1 系統概述

9.5.2 系統初步設計

9.5.3 工程設計

9.5.4 結論

9.6 HOLLiAS MACSTM系統在8 000噸/年聚異氰酸酯中的套用

9.6.1 系統概述

9.6.2 系統的可行性論證

9.6.3 系統的初步設計

9.6.4 系統的工程設計

9.6.5 系統的測試與工廠驗收設計

9.6.6 系統安裝場地設計

9.6.7 系統現場驗收設計

9.6.8 結論

9.7 CPR1000 DCS核電站非安全級控制系統

9.7.1 引言

9.7.2 CPR1000 DCS總體概述

9.7.3 非安全級DCS

9.7.4 非安全級DCS工程實施

9.8 秦山二期核電站計算機控制系統

9.8.1 引言

9.8.2 概述

9.8.3 雙域結構的使用

9.8.4 硬體配置

9.8.5 通信網路設備及其連線

9.8.6 系統供電、隔離和接地方案

9.8.7 關於分站的設計

9.8.8 實現功能

9.8.9 應急系統功能

9.8.10 Web功能

9.9 MACS系統在新型乾法熟料生產線的套用

9.9.1 引言

9.9.2 新型乾法熟料生產線的工藝介紹

9.9.3 新型乾法熟料生產線的特點和控制範圍

9.9.4 塔牌5000噸/天的系統結構和配置

9.9.5 過程控制方案

9.9.6 控制方案實現

9.10 景德鎮發電公司475噸/小時循環流化床機組DCS系統

9.10.1 項目主要系統設備和工藝概況

9.10.2 機組對控制系統的要求

9.10.3 DCS系統總體設計原則

9.10.4 控制系統實施方案

9.10.5 工程實施

9.10.6 系統點評

9.11 通信接口在化工行業的典型套用

9.11.1 軟體架構

9.11.2 套用案例

9.12 汽包鍋爐燃燒控制最佳化套用

9.12.1 概述

9.12.2 原理及動態特性

9.12.3 汽包鍋爐控制共性

9.12.4 套用

9.13 和利時能源管理系統EMS在企業中的套用

9.13.1 概述

9.13.2 套用背景

9.13.3 系統架構

9.13.4 網路架構

9.13.5 主要功能介紹

9.13.6 實施效果

9.14 仿真系統的典型套用

9.14.1 仿真系統發展現狀

9.14.2 仿真系統的作用

9.14.3 和利時仿真機特點

9.14.4 和利時仿真系統的架構

9.14.5 產生的效益

9.15 APC最佳化控制在水泥燒成系統上的典型套用

9.15.1 前言

9.15.2 燒成系統工藝特點

9.15.3 燒成系統控制目標及難點

9.15.4 APC最佳化控制系統及原理

9.15.5 燒成系統APC最佳化控制方案

9.15.6 APC最佳化效果及經濟效益

9.15.7 總結

9.16 批量控制技術及典型套用

9.16.1 批量控制技術

9.16.2 典型套用

9.17 HOLLiAS AMS系統介紹及其在石油化工裝置中的典型套用

9.17.1 前言

9.17.2 現狀問題

9.17.3 HAMS解決方案

9.17.4 典型套用案例

9.17.5 總結與展望

參考文獻

參考網址