分布式控制系統(tǒng)(DCS)設計與應用實例（第3版）圖書信息

作 譯 者：王常力,羅安

出版時間：2016-04

千 字 數(shù)：1305

版 次：01-01

頁 數(shù)：816

開 本：16開

I S B N ：9787121284793

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

第1章 DCS基本原理和發(fā)展歷程

1.1 什么是DCS

1.2 控制系統(tǒng)概述

1.2.1 控制系統(tǒng)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(zhí)行方法和執(zhí)行裝置

1.2.5 控制系統(tǒng)各要素的關系

1.2.6 控制系統(tǒng)的人機界面

1.2.7 直接控制與監(jiān)督控制

1.2.8 本書的要點

1.3 DCS的發(fā)展歷史

1.3.1 控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史

1.3.2 儀表控制系統(tǒng)的基本概念

1.3.3 早期的儀表控制系統(tǒng)——基地式儀表

1.3.4 近代儀表控制系統(tǒng)——單元式組合儀表

1.3.5 數(shù)字式單回路調(diào)節(jié)器SLC

1.3.6 計算機控制系統(tǒng)

1.3.7 控制系統(tǒng)從模擬技術向數(shù)字技術的演進

1.3.8 分布式控制系統(tǒng)的產(chǎn)生及其特點

1.3.9 DCS的發(fā)展歷程

1.4 DCS的體系結構

1.4.1 DCS的基本構成

1.4.2 DCS的軟件

1.4.3 DCS的網(wǎng)絡結構

1.4.4 DCS的物理結構及硬件構成

1.5 幾種計算機控制系統(tǒng)的比較

1.5.1 以PLC構成的控制系統(tǒng)/監(jiān)督控制系統(tǒng)

1.5.2 SCADA系統(tǒng)

1.5.3 Soft PLC及PC Based監(jiān)督/控制系統(tǒng)

1.5.4 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS

1.6 幾種典型的DCS簡介

1.6.1 Honeywell公司的TDC3000系統(tǒng)

1.6.2 ABB公司的IndustrialIT系統(tǒng)

1.6.3 和利時公司的HOLLiAS系統(tǒng)

1.7 DCS的應用開發(fā)設計、調(diào)試與檢驗

1.7.1 DCS的應用開發(fā)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(fā)展

2.2 第四代DCS的體系結構

2.2.1 現(xiàn)場儀表層

2.2.2 裝置控制層

2.2.3 工廠監(jiān)控與管理層

2.2.4 企業(yè)經(jīng)營管理層

2.3 第四代DCS的主要功能和技術特征

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(tǒng)

2.3.5 DCS包含F(xiàn)CS功能并進一步分散化

2.3.6 DCS 平臺開放性與應用服務專業(yè)化

2.3.7 DCS的功能安全和信息安全

2.4 國內(nèi)DCS的發(fā)展狀況舉例

2.4.1 HOLLiAS系統(tǒng)的產(chǎn)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控制層硬件

2.4.5 HOLLiAS控制層軟件

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

2.4.7 HOLLiAS LK可編程控制器（PLC）

2.4.8 HOLLiASVSI邏輯聯(lián)鎖控制系統(tǒng)

2.4.9 HOLLiASPADS工廠電站綜合自動化系統(tǒng)

2.4.10 HOLLiAS專業(yè)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的控制功能及應用任務分類

3.1.1 工業(yè)控制系統(tǒng)的結構

3.1.2 控制任務分類及快速性需求

3.1.3 閉環(huán)控制系統(tǒng)的構成

3.1.4 控制策略與運算的平臺裝置

3.2 運算放大器和調(diào)節(jié)運算方法

3.2.1 運算放大器和虛擬地原理

3.2.2 模擬調(diào)節(jié)的運算原理

3.2.3 控制策略與放大器組件系統(tǒng)

3.2.4 模擬系統(tǒng)與數(shù)字系統(tǒng)的比較

3.3 數(shù)字系統(tǒng)的控制周期與可控性

3.3.1 線性系統(tǒng)的可控性

3.3.2 控制周期（T0）是不可控環(huán)節(jié)

3.3.3 實例1——汽輪機調(diào)速系統(tǒng)和它的控制周期

3.3.4 實例2——鍋爐氣包水位控制系統(tǒng)的控制周期

3.3.5 結果及認識

3.4 數(shù)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(yè)自動化

3.6 控制工程對于DCS系統(tǒng)的技術需求

3.6.1 系統(tǒng)的可靠性與可維修性需求

3.6.2 控制系統(tǒng)的快速性需求

3.6.3 數(shù)字控制器的確定性需求

3.6.4 工程作業(yè)自動化

第4章 DCS硬件系統(tǒng)——原理、指標、試驗和應用

4.1 DCS硬件組成概述

4.2 主控制器(MCU)

4.2.1 主控制器的基本原理

4.2.2 MCU的冗余配置

4.2.3 MCU的技術指標及試驗方法

4.2.4 MCU應用設計

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設備應用設計

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設備應用設計

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設備應用設計

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設備應用設計

4.8 脈沖量輸入設備(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(zhuǎn)換設備

4.9.1 電源設備簡介

4.9.2 電源冗余

4.9.3 電源指標及測試

4.10 組態(tài)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(tǒng)服務器

4.10.5 打印機

第5章 DCS軟件系統(tǒng)

5.1 DCS軟件系統(tǒng)概述

5.2 DCS的直接控制軟件

5.2.1 直接控制軟件的功能概述

5.2.2 信號采集與數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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控制軟件的一些評價要素

5.3 DCS的監(jiān)督控制軟件及人機界面軟件

5.3.1 概述

5.3.2 DCS監(jiān)督控制層的功能

5.3.3 DCS監(jiān)督控制層的軟件體系結構

5.3.4 實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

5.3.5 歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

5.3.6 與監(jiān)視控制功能相關的主要數(shù)據(jù)結構

5.3.7 人機界面軟件

5.4 IEC 61131—3控制編程語言與軟件模型及DCS的組態(tài)軟件

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(nèi)容

5.4.4 IEC 61131—3的軟件模型

5.4.5 五種編程語言介紹

5.4.6 應用舉例

5.4.7 IEC 61131—3標準在DCS中的實際運用

5.4.8 DCS的監(jiān)督控制層組態(tài)軟件

5.5 DCS的高級優(yōu)化控制與管理軟件

5.5.1 概述

5.5.2 實時數(shù)據(jù)庫的高層信息接口

5.5.3 資產(chǎn)管理AMS

5.5.4 批處理Batch

5.5.5 質(zhì)量分析系統(tǒng)

5.5.6 APC

5.5.7 OTSOperator Training Simulator

第6章 DCS的網(wǎng)絡系統(tǒng)

6.1 DCS的網(wǎng)絡體系

6.1.1 DCS的功能層次和網(wǎng)絡層次

6.1.2 DCS網(wǎng)絡層次結構的選擇

6.1.3 對DCS各層網(wǎng)絡的要求

6.2 工業(yè)數(shù)據(jù)數(shù)字通信

6.2.1 數(shù)字通信的編碼方式

6.2.2 數(shù)字通信工作方式

6.2.3 差錯控制

6.2.4 通信傳輸介質(zhì)

6.2.5 數(shù)字通信鏈路的電氣特性

6.2.6 數(shù)字通信協(xié)議

6.2.7 數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標

6.3 控制網(wǎng)絡

6.3.1 計算機網(wǎng)絡層次模型

6.3.2 通信協(xié)議

6.3.3 TCP/IP

6.3.4 網(wǎng)絡拓撲

6.3.5 網(wǎng)絡設備

6.3.6 網(wǎng)絡的RAMS

6.3.7 工業(yè)以太網(wǎng)

6.3.8 通信骨干網(wǎng)

6.3.9 無線通信網(wǎng)絡

6.3.10 網(wǎng)絡安全

6.4 現(xiàn)場總線

6.4.1 現(xiàn)場總線的產(chǎn)生和發(fā)展

6.4.2 現(xiàn)場總線的特點和優(yōu)點

6.4.3 現(xiàn)場總線技術介紹

6.4.4 無線傳感器網(wǎng)絡

6.4.5 現(xiàn)場總線的選擇和使用

第7章 DCS系統(tǒng)可靠性與安全性技術

7.1 系統(tǒng)可靠性概述

7.1.1 可靠性技術發(fā)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(nèi)容

7.2 系統(tǒng)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系

7.2.3 功能安全

7.2.4 電氣安全及安規(guī)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 冗余技術

7.4.2 容錯技術與故障安全

7.4.3 維修性分析

7.5 環(huán)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 振動和沖擊

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 屏蔽

7.5.12 雙絞線

7.5.13 防雷擊

7.6 軟件可靠性設計與質(zhì)量保證

7.6.1 軟件可靠性研究概述

7.6.2 軟件可靠性的概念

7.6.3 提高軟件可靠性的方法和技術

7.6.4 軟件可靠性評測

7.6.5 軟件質(zhì)量保證

第8章 DCS的應用設計與實施

8.1 DCS應用設計與實施的一般過程

8.2 自動化系統(tǒng)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 應用工程設計的準備工作

8.3.4 應用工程設計聯(lián)絡會

8.3.5 應用工程設計與文件生成

8.3.6 主控制室的設計及人因工程設計

8.4 系統(tǒng)的生產(chǎn)、組態(tài)及調(diào)試

8.4.1 系統(tǒng)硬件物資齊套與裝配

8.4.2 用戶培訓

8.4.3 應用工程軟件的組態(tài)與調(diào)試

8.4.4 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

8.4.5 系統(tǒng)硬件測試與考核

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(jù)

8.5.3 提交文件資料清單

8.5.4 測試環(huán)境

8.5.5 系統(tǒng)軟、硬件配置檢查

8.5.6 檢驗方法及判定

8.5.7 系統(tǒng)連續(xù)運行考核

8.5.8 測試結論及測試組簽字

8.5.9 系統(tǒng)發(fā)運到現(xiàn)場

8.6 系統(tǒng)現(xiàn)場實施

8.6.1 系統(tǒng)位置選擇、機房布置和環(huán)境要求

8.6.2 DCS系統(tǒng)接地

8.6.3 現(xiàn)場設備開箱驗收

8.6.4 系統(tǒng)現(xiàn)場設備就位、安裝與加電

8.6.5 系統(tǒng)信號電纜敷設與端子接線

8.6.6 DCS系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試

8.6.7 系統(tǒng)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(tǒng)運行與維護

8.7.1 系統(tǒng)常見故障及排除

8.7.2 供電與接地系統(tǒng)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(xiàn)場維護常見問題

8.8 小結

第9章 應用案例

9.1 DCS在超（超）臨界火電機組中的應用

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(tǒng)（MCS）

9.1.3 旁路控制系統(tǒng)（BPS）

9.1.4 爐膛安全監(jiān)測系統(tǒng)（FSSS）

9.1.5 機組級自啟/?？刂葡到y(tǒng)（APS）

9.1.6 電氣監(jiān)控系統(tǒng)（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(lián)合裝置應用

9.2.1 工藝簡介

9.2.2 催化聯(lián)合裝置生產(chǎn)線的特點和控制范圍

9.2.3 某催化裂化聯(lián)合裝置的系統(tǒng)結構和配置

9.2.4 過程控制方案

9.2.5 控制方案實現(xiàn)

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(chǎn)裝置的設計及應用

9.3.1 甲醇及二甲醚工藝簡介

9.3.2 甲醇裝置DCS系統(tǒng)結構設計

9.3.3 甲醇裝置DCS系統(tǒng)工程控制實施

9.3.4 總結

9.4 智能母管協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及應用

9.4.1 母管制機組現(xiàn)狀

9.4.2 母管協(xié)調(diào)控制目標

9.4.3 MACS智能母管協(xié)調(diào)控制實現(xiàn)方式

9.4.4 MACS智能母管協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)新技術介紹

9.4.5 MACS智能母管協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)應用案例

9.4.6 母管協(xié)調(diào)控制經(jīng)濟效益與社會效益

9.4.7 結束語

9.5 HOLLiAS MACSTM系統(tǒng)在120萬噸重堿裝置中的應用

9.5.1 系統(tǒng)概述

9.5.2 系統(tǒng)初步設計

9.5.3 工程設計

9.5.4 結論

9.6 HOLLiAS MACSTM系統(tǒng)在8 000噸/年聚異氰酸酯中的應用

9.6.1 系統(tǒng)概述

9.6.2 系統(tǒng)的可行性論證

9.6.3 系統(tǒng)的初步設計

9.6.4 系統(tǒng)的工程設計

9.6.5 系統(tǒng)的測試與工廠驗收設計

9.6.6 系統(tǒng)安裝場地設計

9.6.7 系統(tǒng)現(xiàn)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(tǒng)

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(tǒng)

9.8.1 引言

9.8.2 概述

9.8.3 雙域結構的使用

9.8.4 硬件配置

9.8.5 通信網(wǎng)絡設備及其連接

9.8.6 系統(tǒng)供電、隔離和接地方案

9.8.7 關于分站的設計

9.8.8 實現(xiàn)功能

9.8.9 應急系統(tǒng)功能

9.8.10 Web功能

9.9 MACS系統(tǒng)在新型干法熟料生產(chǎn)線的應用

9.9.1 引言

9.9.2 新型干法熟料生產(chǎn)線的工藝介紹

9.9.3 新型干法熟料生產(chǎn)線的特點和控制范圍

9.9.4 塔牌5000噸/天的系統(tǒng)結構和配置

9.9.5 過程控制方案

9.9.6 控制方案實現(xiàn)

9.10 景德鎮(zhèn)發(fā)電公司475噸/小時循環(huán)流化床機組DCS系統(tǒng)

9.10.1 項目主要系統(tǒng)設備和工藝概況

9.10.2 機組對控制系統(tǒng)的要求

9.10.3 DCS系統(tǒng)總體設計原則

9.10.4 控制系統(tǒng)實施方案

9.10.5 工程實施

9.10.6 系統(tǒng)點評

9.11 通信接口在化工行業(yè)的典型應用

9.11.1 軟件架構

9.11.2 應用案例

9.12 汽包鍋爐燃燒控制優(yōu)化應用

9.12.1 概述

9.12.2 原理及動態(tài)特性

9.12.3 汽包鍋爐控制共性

9.12.4 應用

9.13 和利時能源管理系統(tǒng)EMS在企業(yè)中的應用

9.13.1 概述

9.13.2 應用背景

9.13.3 系統(tǒng)架構

9.13.4 網(wǎng)絡架構

9.13.5 主要功能介紹

9.13.6 實施效果

9.14 仿真系統(tǒng)的典型應用

9.14.1 仿真系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

9.14.2 仿真系統(tǒng)的作用

9.14.3 和利時仿真機特點

9.14.4 和利時仿真系統(tǒng)的架構

9.14.5 產(chǎn)生的效益

9.15 APC優(yōu)化控制在水泥燒成系統(tǒng)上的典型應用

9.15.1 前言

9.15.2 燒成系統(tǒng)工藝特點

9.15.3 燒成系統(tǒng)控制目標及難點

9.15.4 APC優(yōu)化控制系統(tǒng)及原理

9.15.5 燒成系統(tǒng)APC優(yōu)化控制方案

9.15.6 APC優(yōu)化效果及經(jīng)濟效益

9.15.7 總結

9.16 批量控制技術及典型應用

9.16.1 批量控制技術

9.16.2 典型應用

9.17 HOLLiAS AMS系統(tǒng)介紹及其在石油化工裝置中的典型應用

9.17.1 前言

9.17.2 現(xiàn)狀問題

9.17.3 HAMS解決方案

9.17.4 典型應用案例

9.17.5 總結與展望

參考文獻

參考網(wǎng)址

《分布式控制系統(tǒng)(DCS)設計與應用實例(第2版)》以DCS的應用設計為目標，從基礎控制系統(tǒng)實現(xiàn)方法入手，輔以豐富的實際應用案例，詳細地介紹了DCS的構造、原理和當前的最新技術，產(chǎn)品、技術規(guī)范、指標、標準和驗收測試方法，以及在各種典型行業(yè)（電力、石化、水泥、造紙、制藥、水處理、管網(wǎng)）的應用。力求使讀者能夠以《分布式控制系統(tǒng)(DCS)設計與應用實例(第2版)》為參考，解決在DCS的應用設計及運行管理過程中的各種實際問題。由于《分布式控制系統(tǒng)(DCS)設計與應用實例(第2版)》各個章節(jié)相對獨立，因此讀者既可以按照順序逐章閱讀，也可以根據(jù)需要單獨閱讀有關章節(jié)。

此書將最大限度地為DCS的設計選型、應用、驗收等人員提供實際指導與幫助。

第1章　DCS基本原理和發(fā)展歷程

1.1什么是DCS

1.2控制系統(tǒng)概述

1.2.1控制系統(tǒng)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(zhí)行方法和執(zhí)行裝置

1.2.5控制系統(tǒng)各要素的關系

1.2.6控制系統(tǒng)的人機界面

1.2.7直接控制與監(jiān)督控制

1.2.8本書的要點

1.3DCS的發(fā)展歷史

1.3.1控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史

1.3.2儀表控制系統(tǒng)的基本概念

1.3.3早期的儀表控制系統(tǒng)——基地式儀表

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

此書將最大限度地為DCS的設計選型、應用、驗收等人員提供實際指導與幫助。