过程控制系统

　　本书是一本综合性和工程性强的专业课教材，共分7章。本书以控制理论、计算机技术、通信技术、关键历史事件为出发点，系统讲述了过程控制系统的发展历程及趋势；详细梳理了可编辑逻辑控制器、集散控制系统、现场总线控制系统等典型过程控制系统的产生、发展、未来，关键技术及典型应用；以过程监控系统为载体，分析实际控制系统的架构及关键技术；由过程控制系统过渡至信息系统，分析企业信息化系统中的先进理论和技术；从工程实现角度切入，阐述过程控制系统设计与开发全流程，便于读者掌握和巩固理论知识。本书注重基础知识与工程应用融合，以具有笔者科研特色的冶金过程控制为实例，分析了流程工业动态发展及过程控制前沿问题；重视过程控制系统发展历程的分析，引导读者思考未来的发展方向。本书既可作为理工科高年级本科生的教材或参考书目使用，也可供自动控制及相关领域的广大工程技术人员和科研人员参考。

第一章 绪论
第一节 过程控制与过程控制系统
一、过程控制
二、过程控制系统
第二节 集中式过程控制系统
一、基地式仪表控制系统
二、单元组合仪表控制系统
三、组装式仪表控制系统
四、集中式计算机控制系统
第三节 网络化过程控制系统
一、集散控制系统
二、现场总线控制系统
三、工业以太网技术
四、流程工业综合自动化系统
第四节 过程控制系统的发展方向
一、面向大数据的智能控制与决策方法——新一代人工智能
二、“一网到底”的工业网络架构——工业互联网
三、强大的算力支撑——工业云平台
四、典型案例
习题
第二章 可编程逻辑控制器
第一节 产生与发展
一、可编程逻辑控制器的产生
二、可编程逻辑控制器的发展趋势
第二节 技术与特点
一、可编程逻辑控制器的系统组成
二、可编程逻辑控制器的工作原理
三、可编程逻辑控制器的特点
第三节 西门子系列可编程逻辑控制器
一、S7-300系列的可编程逻辑控制器
二、S7-400系列的可编程逻辑控制器
习题
第三章 集散控制系统
第一节 集散控制系统的产生和发展
一、集散控制系统的产生
二、集散控制系统的特点
三、集散控制系统的发展历程
四、集散控制系统的发展趋势
第二节 集散控制系统结构与构成方式
一、现场级
二、控制级
三、监控级
四、管理级
五、网络拓扑结构与通信
第三节 典型集散控制系统
一、西门子PCS7系列集散控制系统
二、浙大中控JX-300XP集散控制系统
习题
第四章 现场总线控制系统和工业以太网
第一节 工业通信技术概述
一、网络通信原理
二、网络拓扑结构
三、通信协议
四、控制系统中的通信技术
第二节 现场总线控制系统及其发展
一、现场总线技术的产生与发展
二、现场总线控制系统的分类与结构
三、现场总线控制系统的特点
第三节 现场总线的技术特点及应用
一、现场总线通信协议模型
二、常见的现场总线
三、Profibus现场总线
第四节 工业以太网及其通信协议
一、工业以太网的产生和发展
二、工业以太网的特点
三、常用的工业以太网协议
习题
第五章 过程监控系统
第一节 过程监控系统及其发展
一、过程监控系统的产生
二、过程监控系统关键技术的发展历程
三、过程监控系统的发展趋势
第二节 过程监控系统的技术与特点
一、人机接口技术
二、OPC技术
三、数据库技术
四、过程监控系统的特点
第三节 基于WinCC平台的炼焦生产过程实时监控系统
一、炼焦生产过程
二、炼焦生产过程系统需求分析
三、炼焦生产过程实时监控系统实现
习题
第六章 企业信息化系统
第一节 企业信息化系统及其发展历程
一、企业信息化系统的产生
二、企业信息化系统的发展历程
三、企业信息化系统的发展方向
第二节 企业信息化系统特征与解决方案
一、流程工业简介
二、三层架构模型
三、企业信息化系统的软件架构
四、钢铁冶金铁前信息化系统
第三节 智能化的企业信息化系统
一、智能制造
二、工业互联网
三、工业大脑
习题
第七章 过程控制系统工程设计与开发
第一节 控制系统工程设计概述
一、控制系统工程设计基础
二、控制系统工程设计规范
三、控制系统工程设计方法与步骤
四、典型工业过程控制系统实施过程
第二节 锅炉控制系统需求分析
一、控制系统工艺流程分析
二、系统控制需求说明与安全分析
三、控制对象特性分析
第三节 控制系统方案设计
一、工艺流程图设计
二、控制系统回路设计
三、系统开车顺序及安全联锁设计
第四节 控制系统仿真设计
一、SMPT-1000仿真对象
二、控制系统体系结构
三、控制系统现场控制级及过程控制通道
四、控制系统仿真流程设计
五、控制系统回路算法实现
习题
主要参考文献
附录
附录一 中英文缩写对照表
附录二 大事年表
附录三 基于PCS7锅炉综合控制系统的管道仪表流程图
附录四 工艺流程图常用管道仪表流程图说明
附录五 SMPT-1000实验对象X4～X7端子通道默认配置功能
附录六 连续功能图程序编写模块管脚功能表