DCS和FCS技术使控制系统向着分散化、智能化、网络化方向发展,使控制技术与计算机及网络技术的结合更为紧密。DCS的最新发展和具有开放通信协议标准的现场总线,为控制系统与信息网络的连接提供了方便,因而为控制系统与信息网络的融合和集成提供了技术支持。本书以国内外先进集散控制系统以及具有代表性的现场总线为背景,介绍有关DCS和现场总线的产生背景、基础、通信协议、网络体系结构、相关系统、相关产品开发以及应用等方面的内容,在编写过程中力求做到理论与实际的结合,突出工程应用。全书共分15章,内容安排注重基本原理,突出实际应用,选材注重先进性、代表性和实用性。 DCS与现场总线作为目前自控领域广泛使用的技术,具有许多优势。《DCS与现场总线控制系统》力图通过对DCS与现场总线基本原理、通信协议、系统结构以及应用案例等方面的阐述和分析,展现DCS与现场总线技术的基本概貌、工程应用和实施细节。 本书针对目前典型的DCS和多种现场总线标准共存的实际情况,有选择地介绍ExperionPKS和SupconwebFieIdECS-100集散控制系统的结构、原理、软件系统、通信网络、系统组态及其工业实际应用;重点以典型的局域操作网(LON)为背景,完整介绍其核心技术支持、开发环境、现场总线产品开发以及应用实施等过程;在此基础上,介绍FF和Profibus/PROFInet现场总线技术及其应用示例。考虑到不同应用领域的共性要求,本书选材注重理论联系实际,突出工程应用,所举的例子具有代表性和广泛性,对典型系统的剖析深入浅出。 本书可供控制工程领域、仪器仪表工程领域的硕士研究生以及高校自动化、测控技术与仪器、电气工程及其自动化等专业的学生作教材或参考书使用,也可供从事工业自动化和仪器仪表领域的工程技术人员参考使用。 1 绪论 1.1 DCS概述 1.1.1 集散控制系统出现的背景 集散控制系统(DCS——TotalDistributedControlSystem)是20世纪70年代中期发展起来的以微处理器为基础的分散型计算机控制系统。它是控制技术(Control)、计算机技术(Computer)、通信技术(Communication)、阴极射线管(CRT)图形显示技术和网络技术相结合的产物。该装置是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种全新的分布式计算机控制系统。 DCS自20世纪70年代问世以来,发展异常迅速。目前,它作为新一代工业自动化过程控制设备,在世界范围内被广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、电力、食品等工业,在我国石油、冶金、化工和电力等行业已被普遍推广应用。随着现代化工业的飞跃发展、生产装置的规模不断扩大、生产技术及工艺过程的愈趋复杂,常规模拟仪表存在难以克服的弊病:首先是控制功能过于单一,难以实现某些复杂控制功能;其次是难于集中操作和监视,面对长达几十米的高度密集排列的仪表屏,操作和调整都十分困难。 20世纪50年代末期,人们开始将电子计算机用于过程控制,试图利用计算机能执行复杂运算、运算速度快和管理监视集中等特点,来弥补常规仪表过于分散和控制功能单一的不足,为工业过程控制开辟了一条新的途径。经过多年的摸索和实践,计算机控制虽然取得了一定的成果,但也暴露了它本身存在的严重弱点:(1)危险高度集中。在一个大型工厂中,一台计算机要控制几十个甚至几百个回路,当计算机的公共部分发生故障时,轻则造成装置或整个工厂停车,重则导致设备的损坏甚至发生火灾、爆炸等恶性事故;(2)成本高。为了提高计算机的可靠性,一般都采用双机、双工运行
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