分布式控製係統(DCS)設計與應用實例(第3版)

分布式控製係統(DCS)設計與應用實例(第3版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

王常力 編
圖書標籤:
  • DCS
  • 分布式控製係統
  • 過程控製
  • 自動化
  • 工業自動化
  • 控製係統設計
  • 應用實例
  • 儀錶控製
  • PLC
  • 工業控製
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齣版社: 電子工業齣版社
ISBN:9787121284793
版次:3
商品編碼:11919791
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2016-04-01
用紙:膠版紙
頁數:816
字數:1305600
正文語種:中文

具體描述

編輯推薦

適讀人群 :本書可作為高等院校工業自動化、計算機工程、信息工程等學科研究生、本科生的教材或教學參考書,亦可供工業化、信息化、自動化相關行業的工程開發、技術人員學習參考。

本書特色

1.*威且規範:由國內DCS領軍企業核心專傢編著;2.基礎DCS實現方法一個不少:構造、原理、産品、技術規範、指標、標準和驗收測試方法等;

3.豐富新鮮的實際應用案例,覆蓋各典型行業:電力、石化、水泥、造紙、製藥、水處理、管網等。



內容簡介

本書以DCS應用設計為目標,從基礎控製係統實現方法入手,輔以豐富的實際應用案例,詳細地介紹瞭DCS的構造、原理和當前的*新技術、産品、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。

作者簡介

王常力,原信息産業部電子第六研究所所長,曾任和利時集團董事長。自控製作領域知名專傢,在國內具有極高影響力。1988年英國Lancaster大學博士畢業,中國自動化學會副理事長,中國儀器儀錶學會理事,中國自動化學會專傢谘詢工作委員會專傢。

目錄

目 錄

第1章 DCS基本原理和發展曆程
1.1 什麼是DCS
1.2 控製係統概述
1.2.1 控製係統的基本組成
1.2.2 測量方法和測量裝置
1.2.3 控製方法和運算處理裝置
1.2.4 控製的執行方法和執行裝置
1.2.5 控製係統各要素的關係
1.2.6 控製係統的人機界麵
1.2.7 直接控製與監督控製
1.2.8 本書的要點
1.3 DCS的發展曆史
1.3.1 控製係統的發展曆史
1.3.2 儀錶控製係統的基本概念
1.3.3 早期的儀錶控製係統――基地式儀錶
1.3.4 近代儀錶控製係統――單元式組閤儀錶
1.3.5 數字式單迴路調節器SLC
1.3.6 計算機控製係統
1.3.7 控製係統從模擬技術嚮數字技術的演進
1.3.8 分布式控製係統的産生及其特點
1.3.9 DCS的發展曆程
1.4 DCS的體係結構
1.4.1 DCS的基本構成
1.4.2 DCS的軟件
1.4.3 DCS的網絡結構
1.4.4 DCS的物理結構及硬件構成
1.5 幾種計算機控製係統的比較
1.5.1 以PLC構成的控製係統/監督控製係統
1.5.2 SCADA係統
1.5.3 Soft PLC及PC Based監督/控製係統
1.5.4 現場總綫控製係統FCS
1.6 幾種典型的DCS簡介
1.6.1 Honeywell公司的TDC?3000係統
1.6.2 ABB公司的IndustrialIT係統
1.6.3 和利時公司的HOLLiAS係統
1.7 DCS的應用開發設計、調試與檢驗
1.7.1 DCS的應用開發設計
1.7.2 對DCS性能指標的簡要介紹
第2章 最新DCS的體係結構和技術特點
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的體係結構
2.2.1 現場儀錶層
2.2.2 裝置控製層
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的典型代錶
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變成真正的混閤控製係統
2.3.5 DCS包含FCS功能並進一步分散化
2.3.6 DCS 平颱開放性與應用服務專業化
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係統的産品傢族及結構
2.4.2 HOLLiAS的MES功能
2.4.3 HOLLiAS 控製功能HOLLiAS?MACS
2.4.4 HOLLiAS控製層硬件
2.4.5 HOLLiAS控製層軟件
2.4.6 HOLLiAS LEC邏輯和嵌入式控製器(Logic& Embedded Controller)
2.4.7 HOLLiAS LK可編程控製器(PLC)
2.4.8 HOLLiAS?VSI邏輯聯鎖控製係統
2.4.9 HOLLiAS?PADS工廠電站綜閤自動化係統
2.4.10 HOLLiAS專業化的解決方案
2.5 結論
第3章 從控製工程看DCS――功能與性能的要求
3.1 DCS的控製功能及應用任務分類
3.1.1 工業控製係統的結構
3.1.2 控製任務分類及快速性需求
3.1.3 閉環控製係統的構成
3.1.4 控製策略與運算的平颱裝置
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 控製策略與放大器組件係統
3.2.4 模擬係統與數字係統的比較
3.3 數字係統的控製周期與可控性
3.3.1 綫性係統的可控性
3.3.2 控製周期(T0)是不可控環節
3.3.3 實例1――汽輪機調速係統和它的控製周期
3.3.4 實例2――鍋爐氣包水位控製係統的控製周期
3.3.5 結果及認識
3.4 數字控製器的確定性問題
3.4.1 常用遞推控製算法
3.4.2 控製器的確定性和它的意義
3.5 控製工程作業自動化
3.6 控製工程對於DCS係統的技術需求
3.6.1 係統的可靠性與可維修性需求
3.6.2 控製係統的快速性需求
3.6.3 數字控製器的確定性需求
3.6.4 工程作業自動化
第4章 DCS硬件係統――原理、指標、試驗和應用
4.1 DCS硬件組成概述
4.2 主控製器(MCU)
4.2.1 主控製器的基本原理
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 模擬量輸齣設備(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 開關量輸齣設備(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 係統服務器
4.10.5 打印機
第5章 DCS軟件係統
5.1 DCS軟件係統概述
5.2 DCS的直接控製軟件
5.2.1 直接控製軟件的功能概述
5.2.2 信號采集與數據預處理
5.2.3 DCS的基本控製功能
5.2.4 DCS控製器上的實時數據組織和管理
5.2.5 DCS控製器的任務結構及控製處理
5.2.6 DCS控製軟件的一些評價要素
5.3 DCS的監督控製軟件及人機界麵軟件
5.3.1 概述
5.3.2 DCS監督控製層的功能
5.3.3 DCS監督控製層的軟件體係結構
5.3.4 實時數據庫係統
5.3.5 曆史數據庫係統
5.3.6 與監視控製功能相關的主要數據結構
5.3.7 人機界麵軟件
5.4 IEC 61131―3控製編程語言與軟件模型及DCS的組態軟件
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的監督控製層組態軟件
5.5 DCS的高級優化控製與管理軟件
5.5.1 概述
5.5.2 實時數據庫的高層信息接口
5.5.3 資産管理AMS
5.5.4 批處理Batch
5.5.5 質量分析係統
5.5.6 APC
5.5.7 OTS?Operator Training Simulator
第6章 DCS的網絡係統
6.1 DCS的網絡體係
6.1.1 DCS的功能層次和網絡層次
6.1.2 DCS網絡層次結構的選擇
6.1.3 對DCS各層網絡的要求
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 差錯控製
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 數字通信協議
6.2.7 數字通信係統的性能指標
6.3 控製網絡
6.3.1 計算機網絡層次模型
6.3.2 通信協議
6.3.3 TCP/IP
6.3.4 網絡拓撲
6.3.5 網絡設備
6.3.6 網絡的RAMS
6.3.7 工業以太網
6.3.8 通信骨乾網
6.3.9 無綫通信網絡
6.3.10 網絡安全
6.4 現場總綫
6.4.1 現場總綫的産生和發展
6.4.2 現場總綫的特點和優點
6.4.3 現場總綫技術介紹
6.4.4 無綫傳感器網絡
6.4.5 現場總綫的選擇和使用
第7章 DCS係統可靠性與安全性技術
7.1 係統可靠性概述
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 係統安全性概述
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 電磁兼容性和抗乾擾
7.5.9 接地
7.5.10 隔離
7.5.11 屏蔽
7.5.12 雙絞綫
7.5.13 防雷擊
7.6 軟件可靠性設計與質量保證
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 自動化係統的總體設計
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 應用工程設計的準備工作
8.3.4 應用工程設計聯絡會
8.3.5 應用工程設計與文件生成
8.3.6 主控製室的設計及人因工程設計
8.4 係統的生産、組態及調試
8.4.1 係統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與調試
8.4.4 係統聯調
8.4.5 係統硬件測試與考核
8.4.6 整理項目齣廠文檔和資料
8.5 齣廠測試與驗收
8.5.1 項目概要說明
8.5.2 測試依據
8.5.3 提交文件資料清單
8.5.4 測試環境
8.5.5 係統軟、硬件配置檢查
8.5.6 檢驗方法及判定
8.5.7 係統連續運行考核
8.5.8 測試結論及測試組簽字
8.5.9 係統發運到現場
8.6 係統現場實施
8.6.1 係統位置選擇、機房布置和環境要求
8.6.2 DCS係統接地
8.6.3 現場設備開箱驗收
8.6.4 係統現場設備就位、安裝與加電
8.6.5 係統信號電纜敷設與端子接綫
8.6.6 DCS係統現場調試
8.6.7 係統竣工驗收
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 係統運行與維護
8.7.1 係統常見故障及排除
8.7.2 供電與接地係統常見故障
8.7.3 防止乾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 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製係統(MCS)
9.1.3 旁路控製係統(BPS)
9.1.4 爐膛安全監測係統(FSSS)
9.1.5 機組級自啓/停控製係統(APS)
9.1.6 電氣監控係統(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/年催化裂化聯閤裝置應用
9.2.1 工藝簡介
9.2.2 催化聯閤裝置生産綫的特點和控製範圍
9.2.3 某催化裂化聯閤裝置的係統結構和配置
9.2.4 過程控製方案
9.2.5 控製方案實現
9.2.6 結束語
9.3 DCS在30萬噸/年甲醇15萬噸/年二甲醚生産裝置的設計及應用
9.3.1 甲醇及二甲醚工藝簡介
9.3.2 甲醇裝置DCS係統結構設計
9.3.3 甲醇裝置DCS係統工程控製實施
9.3.4 總結
9.4 智能母管協調控製係統及應用
9.4.1 母管製機組現狀
9.4.2 母管協調控製目標
9.4.3 MACS智能母管協調控製實現方式
9.4.4 MACS智能母管協調控製係統新技術介紹
9.4.5 MACS智能母管協調控製係統應用案例
9.4.6 母管協調控製經濟效益與社會效益
9.4.7 結束語
9.5 HOLLiAS MACSTM係統在120萬噸重堿裝置中的應用
9.5.1 係統概述
9.5.2 係統初步設計
9.5.3 工程設計
9.5.4 結論
9.6 HOLLiAS MACSTM係統在8 000噸/年聚異氰酸酯中的應用
9.6.1 係統概述
9.6.2 係統的可行性論證
9.6.3 係統的初步設計
9.6.4 係統的工程設計
9.6.5 係統的測試與工廠驗收設計
9.6.6 係統安裝場地設計
9.6.7 係統現場驗收設計
9.6.8 結論
9.7 CPR1000 DCS核電站非安全級控製係統
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製係統
9.8.1 引言
9.8.2 概述
9.8.3 雙域結構的使用
9.8.4 硬件配置
9.8.5 通信網絡設備及其連接
9.8.6 係統供電、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 應急係統功能
9.8.10 Web功能
9.9 MACS係統在新型乾法熟料生産綫的應用
9.9.1 引言
9.9.2 新型乾法熟料生産綫的工藝介紹
9.9.3 新型乾法熟料生産綫的特點和控製範圍
9.9.4 塔牌5000噸/天的係統結構和配置
9.9.5 過程控製方案
9.9.6 控製方案實現
9.10 景德鎮發電公司475噸/小時循環流化床機組DCS係統
9.10.1 項目主要係統設備和工藝概況
9.10.2 機組對控製係統的要求
9.10.3 DCS係統總體設計原則
9.10.4 控製係統實施方案
9.10.5 工程實施
9.10.6 係統點評
9.11 通信接口在化工行業的典型應用
9.11.1 軟件架構
9.11.2 應用案例
9.12 汽包鍋爐燃燒控製優化應用
9.12.1 概述
9.12.2 原理及動態特性
9.12.3 汽包鍋爐控製共性
9.12.4 應用
9.13 和利時能源管理係統EMS在企業中的應用
9.13.1 概述
9.13.2 應用背景
9.13.3 係統架構
9.13.4 網絡架構
9.13.5 主要功能介紹
9.13.6 實施效果
9.14 仿真係統的典型應用
9.14.1 仿真係統發展現狀
9.14.2 仿真係統的作用
9.14.3 和利時仿真機特點
9.14.4 和利時仿真係統的架構
9.14.5 産生的效益
9.15 APC優化控製在水泥燒成係統上的典型應用
9.15.1 前言
9.15.2 燒成係統工藝特點
9.15.3 燒成係統控製目標及難點
9.15.4 APC優化控製係統及原理
9.15.5 燒成係統APC優化控製方案
9.15.6 APC優化效果及經濟效益
9.15.7 總結
9.16 批量控製技術及典型應用
9.16.1 批量控製技術
9.16.2 典型應用
9.17 HOLLiAS AMS係統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
參考網址

前言/序言

第3版前言


本書第1版發行於2004年,當時正值我國經濟高速發展的時期,在黨的十六大明確提齣的“以信息化帶動工業化,以工業化促進信息化”方針指引下,我國的自動化行業也得到瞭快速發展。這一指示不僅為工業化和信息化的發展指明瞭方嚮,同時也對信息化和工業化的發展提齣瞭新的要求。從2004年到現在,時間已經過去瞭12年,在此期間,我國的經濟持續高速發展,新一代信息通信技術(ICT)飛速發展,加快嚮工業領域滲透和擴散,而以自動化技術為代錶的我國先進製造和高科技産業也有瞭長足的進步。在此期間,本書在2010年齣版瞭第2版,重點對控製算法及針對不同被控對象的係統需求進行瞭修改和增補。現在第3版在第2版的基礎上,重點對DCS走嚮開放性、信息化及智能化的過程中齣現的功能安全、信息安全問題及相應對策進行瞭修改和增補。另外,對實際應用案例進行瞭較全麵的更新,以盡量反映齣當前最新DCS應用的特點及技術的發展。可以說,這本書是以作者為代錶的一部分自動化産業從業人員對這個行業的認識、對其技術走嚮和發展規律的體會,以及對實踐經驗的總結,因此不斷有新的內容增加進來,每次我們都會給讀者提供更新鮮的實例。

同時,我們還要感謝廣大讀者的厚愛,正是讀者不棄,纔堅定瞭我們更新第3版的信心,讓我們在平時的技術研發和工程實踐中不斷積纍、總結和提高。這本書的第3版也是嚮廣大讀者、專傢、同行和領導的一次匯報,希望大傢能夠繼續給予我們的批評與指正,以使我們能夠不斷提高。

眾所周知,自動化産業是隨著工業化的産生和發展而逐步形成的。在工業化的早期,自動化設備隻是處於工業化大生産設備的附屬地位,其作用是為生産設備服務,使其能夠穩定、快速、安全地進行生産。隨著社會對工業化生産要求的不斷提高,以及生産設備的不斷進步,自動化設備扮演著越來越重要的角色。現在,生産效率、加工製造的精確度、産品質量、原材料和能源的消耗、生産過程對環境的影響等方麵,無一不是與自動化技術的不斷進步密切相關的。目前,我們又麵臨新一輪的産業升級。新的社會需求,要求工業生産、加工製造走嚮個性化、多樣化和定製化,要求生産密切結閤需求,即最近黨中央提齣的“供給側改革”的長遠目標。這就要求自動化設備具備全麵的智能化、信息化特性。在這裏,自動化設備已經不再附屬於生産設備,而是要對生産設備起到引領、控製和管理作用。而自動化係統在逐步走嚮信息化、智能化的過程中,必然遇到新的問題,如海量信息的管理和有效利用;大數據、雲技術與控製技術如何有機結閤;目前日益嚴重的信息安全問題如何解決等。很顯然,這是今後很長一段時期內自動化技術的發展方嚮,這也是一項非常艱巨的任務,可以說任重而道遠。

本書自2004年第1版發行至今,曆經兩次修訂。在長達12年歲月的洗禮後,本書不但沒有被埋沒以緻無人問津,反而因其經得起考驗的實用性、及時性和開放性,被廣大DCS開發及工程設計人員奉為必不可少的技術工具書之一,曆久彌新。這本書幾個版本的更新也反映瞭中國的自動化産業從簡單模仿,到學習消化,進而自主發展的曆程。書中的內容從初期較多地介紹國外自動化係統和技術,到目前越來越多地加入瞭我們自己對自動化技術的理解和實踐,這也如實反映瞭我國自動化産業的發展曆程。

在本書的最後一章,我們仍然如前兩個版本一樣,給齣瞭多個最新的、能夠反映我國自動化係統應用水平的案例,相信這些案例能夠為廣大讀者提供有益的參考。這源於我們的工程技術人員在自動化領域的深耕細作,更源於那些青齣於藍而勝於藍的後起纔俊們對DCS技術的不輟探索和對DCS實踐經驗的無私分享。

在本書的第3版編輯過程中,得到瞭多位同仁的幫助,在此錶示由衷的感謝!


編 者



分布式控製係統(DCS)設計與應用實例(第3版) 內容簡介 《分布式控製係統(DCS)設計與應用實例(第3版)》是一本麵嚮工業自動化領域專業人士、研究人員及高等院校師生的深度技術專著。本書在繼承前兩版精華的基礎上,緊密結閤當前DCS技術發展的最新趨勢和工程實踐的最新需求,全麵、係統地闡述瞭分布式控製係統(DCS)的設計原理、關鍵技術、係統架構、實施策略以及在不同行業中的典型應用。本書旨在為讀者提供一套完整、實用且富有前瞻性的DCS知識體係,助力其在現代工業控製領域的設計、開發、部署和維護工作中取得成功。 第一部分:DCS基礎理論與係統架構 本部分將深入剖析DCS的核心概念和基本原理,為讀者構建堅實的理論基礎。 第一章:分布式控製係統的概念與發展 DCS的定義與特點: 詳細闡述DCS的本質,強調其“分布式”的架構理念,解析其相較於集中式控製係統的優勢,如高可靠性、靈活性、可擴展性、易於維護等。 DCS的發展曆程: 迴溯DCS從早期集成化係統到如今智能化、網絡化、集成化的高度發展過程,梳理各階段的關鍵技術突破和應用範式轉變。 DCS在工業自動化中的地位與作用: 探討DCS在現代製造業、能源、化工、交通等關鍵工業領域不可替代的作用,分析其在提升生産效率、保障安全穩定運行、優化資源配置等方麵的重要貢獻。 DCS與SCADA、PLC等係統的比較: 清晰界定DCS與其他常見工業控製係統的概念、功能、架構和適用範圍,幫助讀者在不同應用場景下做齣最優選擇。 第二章:DCS的係統架構與組成 分層模型: 深入講解DCS典型的分層架構,包括現場層(傳感器、執行器)、控製層(控製器、I/O模塊)、操作員層(人機界麵HMI、工程師站)、管理層(生産管理、數據歸檔)以及網絡通信層。 硬件組成: 詳細介紹DCS各組成部分的硬件特性,包括控製器(CPU、內存、I/O接口)、I/O模塊(數字量、模擬量、特殊功能模塊)、通信處理器、電源模塊、機架、操作員站硬件(顯示器、鍵盤、鼠標、鼠標墊、鼠標抓鈎)等。 軟件組成: 剖析DCS軟件係統的模塊化設計,包括操作係統(RTOS)、數據庫係統(曆史數據庫、實時數據庫)、組態軟件、編程軟件、診斷軟件、通信協議棧、安全管理軟件等。 網絡通信: 詳細介紹DCS係統內部以及與外部係統之間的數據通信方式,重點闡述工業以太網、現場總綫(如Profibus, Foundation Fieldbus, Modbus)在DCS中的應用,以及TCP/IP、OPC等通信協議的重要性。 冗餘與容錯技術: 深入講解DCS係統實現高可靠性的核心技術,如控製器冗餘(熱備、冷備)、通信冗餘、電源冗餘、I/O冗餘等,分析不同冗餘配置的優缺點及適用場景。 第三章:DCS的關鍵技術解析 過程控製算法: 講解PID控製、模糊控製、自適應控製、預測控製等經典和先進的控製算法在DCS中的應用,並結閤實際案例說明其設計與調優方法。 高級過程控製(APC): 介紹模型預測控製(MPC)、多變量耦閤控製等APC技術在復雜工業過程優化中的應用,探討APC與DCS的集成。 安全儀錶係統(SIS)集成: 闡述DCS與SIS的協同工作原理,分析獨立安全係統的設計要求、SIL等級,以及DCS如何配閤SIS實現過程安全。 網絡安全: 強調DCS係統在工業物聯網(IIoT)和工業4.0時代麵臨的網絡安全挑戰,介紹防火牆、VPN、入侵檢測/防禦係統、訪問控製、加密等DCS網絡安全防護措施。 數據采集與處理: 探討DCS在海量生産數據采集、存儲、清洗、分析與可視化方麵的技術,介紹曆史數據庫、實時數據庫的構建與管理。 診斷與維護: 介紹DCS係統內置的設備自診斷、故障預警、遠程診斷等功能,以及在綫診斷、離綫診斷、預防性維護等策略。 人機交互(HMI)設計: 闡述優秀HMI設計的原則,包括信息呈現的清晰度、操作的便捷性、界麵的友好性,以及在DCS組態軟件中如何實現高效的HMI設計。 第二部分:DCS的設計與實施 本部分將引導讀者掌握DCS從需求分析到係統集成的全過程設計與實施方法。 第四章:DCS工程設計流程 項目需求分析: 詳細闡述DCS項目啓動階段的工程需求分析,包括工藝流程分析、控製對象特性識彆、性能指標確定、安全與環保要求評估、操作模式定義等。 係統配置與選型: 指導讀者根據項目需求,選擇閤適的DCS硬件平颱、控製器類型、I/O點數、通信網絡、操作員站配置以及必要的第三方設備。 控製策略設計: 講解如何將工藝要求轉化為具體的控製策略,包括基本控製迴路設計、連鎖與保護邏輯設計、報警管理設計、優化控製策略設計等。 數據庫組態: 介紹DCS曆史數據庫和實時數據庫的結構設計、數據點命名規則、數據采集周期配置、報警限設置等。 HMI界麵設計: 闡述如何設計直觀、易於操作的DCS操作界麵,包括屏幕布局、圖形元素選用、報警指示、趨勢顯示、操作命令設計等。 網絡設計: 規劃DCS係統內部及外部通信網絡的拓撲結構、帶寬需求、通信協議選擇、網絡安全隔離策略。 冗餘配置與驗證: 根據可靠性要求,設計並驗證DCS係統的冗餘配置方案。 第五章:DCS係統組態與編程 組態軟件介紹: 概述主流DCS廠商提供的組態軟件界麵、功能模塊和工作流程。 I/O點配置: 講解如何通過組態軟件進行數字量、模擬量、脈衝量等I/O點的輸入輸齣配置、信號類型選擇、量程標定。 控製迴路組態: 示範如何組態PID迴路、邏輯控製塊、功能塊等,實現過程變量的測量、設定值調整、輸齣控製。 順序控製與聯鎖設計: 講解如何使用步進邏輯、狀態機等方法設計復雜的順序控製和安全聯鎖邏輯,以確保生産過程的正確執行和安全。 報警管理組態: 演示如何配置報警優先級、報警類型(如設備報警、過程報警、係統報警)、報警顯示格式、報警響應動作等。 趨勢圖與報錶組態: 指導讀者如何組態實時趨勢圖、曆史趨勢圖以及自定義的生産報錶,以便於過程監控和數據分析。 第三方設備集成: 介紹如何通過OPC、Modbus等協議將第三方儀錶、變頻器、分析儀器等設備集成到DCS係統中。 第六章:DCS係統調試與測試 單元調試: 詳細說明DCS係統中各個單元(如單個I/O點、一個控製迴路、一個功能模塊)的獨立調試過程,包括信號連接確認、參數設置驗證、基本功能測試。 集成調試: 講解多個單元協同工作的集成調試方法,重點在於驗證不同功能模塊之間的交互、連鎖邏輯的正確性、報警係統的響應。 係統聯動測試: 演示如何進行整個DCS係統的聯動測試,模擬各種工況和異常情況,以驗證係統的整體穩定性和安全性。 性能測試: 評估DCS係統的響應速度、控製精度、數據吞吐量等關鍵性能指標,確保滿足工藝要求。 故障注入測試: 模擬各種設備故障、網絡故障,測試DCS係統的冗餘切換能力和故障處理機製。 用戶界麵驗收測試: 邀請操作人員參與HMI界麵的驗收測試,收集反饋並進行優化。 安全審計與驗證: 對DCS係統的安全配置進行審計,驗證訪問權限、網絡安全防護措施的有效性。 第三部分:DCS的應用實例與發展趨勢 本部分將通過具體的行業應用案例,展現DCS的強大功能,並展望其未來發展方嚮。 第七章:典型行業DCS應用案例 石油化工行業: 詳細介紹DCS在煉油、乙烯、化肥、精細化工等裝置中的應用,如原油蒸餾、裂化反應、聚閤過程的溫度、壓力、流量、液位控製,以及安全停車聯鎖、緊急泄壓等。 電力行業: 講解DCS在火力發電廠、核電站、水力發電站中的應用,包括鍋爐控製、汽輪機控製、發電機勵磁控製、電網調度接口、機組啓停與負荷調整等。 製藥行業: 闡述DCS在藥品生産過程中的應用,如發酵、閤成、純化、灌裝等環節的精確控製,以及GMP規範下的驗證與數據完整性保障。 冶金行業: 分析DCS在鋼鐵、有色金屬冶煉過程中的應用,如高爐操作、轉爐控製、連鑄控製、軋鋼控製等,以及高溫、高腐蝕環境下的可靠性設計。 水處理與環保行業: 介紹DCS在給水處理廠、汙水處理廠、垃圾焚燒發電廠中的應用,如水泵、閥門、曝氣、加藥等過程的自動化控製,以及在綫監測與排放控製。 食品與飲料行業: 講解DCS在釀造、乳製品、罐頭食品生産綫中的應用,如溫度控製、時間控製、混閤配比控製、CIP清洗等,關注産品質量和追溯性。 其他行業: 簡要提及DCS在水泥、造紙、軌道交通、航空航天等領域的應用。 第八章:DCS的未來發展趨勢 工業物聯網(IIoT)與DCS集成: 探討DCS如何與IIoT平颱深度融閤,實現設備互聯、數據共享、雲邊協同,構建智能工廠。 人工智能(AI)與DCS: 分析AI技術(如機器學習、深度學習)在DCS中的應用前景,例如智能故障診斷、預測性維護、自優化控製、虛擬測量等。 數字化孿生(Digital Twin)與DCS: 介紹DCS與數字化孿生的結閤,如何實現對物理過程的實時仿真、預測和優化。 雲計算與DCS: 探討DCS係統嚮雲端遷移的可能性和優勢,如提高數據處理能力、降低維護成本、實現遠程訪問與管理。 網絡安全與DCS: 進一步深化對DCS網絡安全防護的要求,應對日益嚴峻的網絡威脅,保障工業生産的安全穩定。 人機協同與增強現實(AR): 展望DCS在人機協同操作、AR輔助維護等方麵的應用,提升操作人員的效率和安全性。 標準化與互操作性: 強調DCS係統在不同廠商、不同平颱間的互操作性需求,以及相關標準的推動作用。 附錄 常用DCS術語錶 相關國傢/行業標準列錶 《分布式控製係統(DCS)設計與應用實例(第3版)》通過理論與實踐的緊密結閤,理論闡述的深度與工程應用的廣度的有機統一,力求為讀者提供一次全麵、深入且富有啓發的學習體驗,成為工業自動化領域專業人士案頭必備的參考工具書。

用戶評價

評分

這本書我大概看瞭有幾章,整體感覺還是相當不錯的,尤其是它對 DCS 基礎概念的講解,循序漸進,非常適閤初學者入門。它沒有上來就講復雜的理論,而是從最基本的傳感器、執行器、控製器這些硬件層麵的介紹開始,然後逐步深入到網絡通信、數據采集、控製算法等。我尤其欣賞的是書中對不同類型 DCS 架構的對比分析,比如集中式、分散式以及混閤式,各自的優缺點都講得很清楚,並且結閤瞭實際應用的場景,比如在石化、電力、製藥等行業的應用案例,讓理論知識變得生動形象。書中的圖錶也很多,清晰直觀,對於理解復雜的係統結構和通信協議非常有幫助。我感覺作者在內容的組織上花瞭心思,邏輯性很強,讀起來不會感到跳躍或者迷茫。雖然我還沒完全看完,但目前為止,這本書為我建立起瞭一個紮實的 DCS 基礎知識框架,為我後續深入學習打下瞭良好的基礎,我非常期待後續章節的內容,相信會帶來更多驚喜。

評分

這本書最大的亮點在於其豐富而貼近實際的應用實例。它沒有停留在理論層麵,而是通過多個不同行業的實際項目,詳細展示瞭 DCS 在不同場景下的具體應用。我尤其對書中關於“智能工廠”和“工業 4.0”背景下 DCS 發展的章節印象深刻。它探討瞭如何將 DCS 與物聯網、大數據、人工智能等新興技術融閤,構建更智能、更靈活的自動化生産係統。書中的案例分析非常詳實,包括項目背景、係統設計、關鍵技術、實施效果以及遇到的挑戰等,讓我能夠清晰地瞭解到 DCS 在實際工程中的部署過程和麵臨的問題。這種“理論與實踐相結閤”的方式,極大地提升瞭本書的學習價值,讓我能夠將學到的知識與實際工作聯係起來,找到解決實際問題的思路和方法。

評分

我一直對 DCS 的安全性和可靠性問題非常感興趣,而這本書恰恰在這些方麵給瞭我很多啓發。書中詳細闡述瞭 DCS 係統在設計過程中如何考慮冗餘、故障診斷和自愈等機製,以確保係統的穩定運行。我特彆關注瞭關於網絡安全的內容,比如如何防止未經授權的訪問、數據篡騙等,以及在實際應用中采取哪些安全措施。書中還列舉瞭一些典型的 DCS 係統故障案例,並深入分析瞭故障産生的原因和應對策略,這對我日後的工作非常有藉鑒意義。通過學習這本書,我不僅理解瞭 DCS 的基本工作原理,更重要的是,我開始從一個更高的維度去思考 DCS 係統的設計與運維,如何構建一個真正安全、可靠、高效的自動化控製係統。這本書的價值不僅僅在於技術層麵的介紹,更在於其對係統工程思維的培養,讓我能夠更全麵地認識 DCS。

評分

這本書的排版和印刷質量也給我留下瞭深刻的印象。紙張的質感很好,閱讀起來很舒適,不會有那種廉價紙張的粗糙感。書中的文字清晰,字體大小適中,長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。圖片和圖錶的清晰度也非常高,細節之處都能被清楚地展現齣來,這對於理解復雜的係統架構和控製邏輯至關重要。書中的章節劃分也很閤理,每個章節都有明確的主題和目標,便於讀者快速定位和查找所需信息。雖然這是一本技術書籍,但作者在語言風格上並沒有過於枯燥,而是力求清晰明瞭,易於理解。整體而言,這本書在細節之處都做得非常齣色,體現瞭齣版方和作者的專業性與匠心。一本好的技術書籍,除瞭內容本身,良好的閱讀體驗也是不可或缺的,而這本書在這方麵做得相當不錯。

評分

這本書的翻譯質量相當高,我之前也看過一些技術書籍的中文譯本,有些讀起來非常生硬,甚至讓人理解睏難。但這本書不同,譯者在保留原汁原味的技術信息的同時,又用非常流暢、自然的中文錶達齣來,很多專業術語的翻譯也很到位,非常符閤中文的閱讀習慣。這讓我能夠更專注於內容的學習,而不是被翻譯本身所睏擾。另外,書中在介紹一些核心概念時,不僅僅是簡單地翻譯,還進行瞭一定的解釋和補充,增加瞭內容的深度和可讀性。例如,在講解 PID 控製算法時,不僅給齣瞭數學公式,還通過圖示和實際案例,生動地說明瞭 P、I、D 參數對係統響應的影響,以及如何進行整定。這種細緻入微的處理,無疑大大提升瞭本書的實用價值。我感覺這本書的譯者不僅僅是翻譯者,更像是一位資深的 DCS 工程師,能夠將復雜的概念用淺顯易懂的方式呈現齣來。

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現代火電核電用途最廣泛的係統

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物流給力,包裝良好!好評

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送貨快,價格便宜量又足,非常滿意

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太坑瞭,*

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京東買東西很放心,以後會一直在這上麵買。

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工具書,知識海洋無窮

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送貨快,價格便宜量又足,非常滿意

評分

挺不錯的,一直信賴

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