分布式控制技术及其应用

　　目录序前言第1章 概述 11.1 基本概念 11.1.1 定义 11.1.2 组成 21.1.3 特点 41.1.4 发展历史 71.1.5 几个概念 81.2 新型DCS的技术支撑、体系结构和技术特点 111.2.1 技术支撑 111.2.2 体系结构 131.2.3 新型DCS的典型代表 141.2.4 技术特点 17第2章 系统结构(指令系统) 192.1 总线结构 192.1.1 概述 192.1.2 拓扑结构 192.1.3 基金会现场总线 202.2 模块结构 212.2.1 模块类型 212.2.2 程序结构 222.3 程序执行方式 292.3.1 存储器的划分 292.3.2 寻址方式 302.3.3 指令执行过程 342.4 指令系统 352.4.1 位逻辑指令 352.4.2 比较指令 372.4.3 传感指令 382.4.4 定时器指令 392.4.5 计算器 402.4.6 时钟指令 412.4.7 数字运算指令 412.4.8 逻辑运算指令 422.4.9 中断指令 422.4.10 转换指令 432.4.11 移位和循环指令 432.4.12 PID同路控制指令 442.4.13 程序控制指令 452.5 小车送料控制实例 46第3章 现场总线和数据通信 513.1 工业数据通信技术基础 513.1.1 数据传输设备 513.1.2 传输介质 523.1.3 数据传输方式 543.1.4 数据信息及编码 563.1.5 差错控制 583.1.6 数据通信网络拓扑结构 593.2 现场总线技术概述 613.2.1 技术特点 613.2.2 现场总线技术标准 623.2.3 现场总线通信模型 623.2.4 现场总线通信协议组成 643.3 基金会现场总线 653.3.1 现场总线通信系统的主要组成部分 653.3.2 FF总线拓扑结构 673.3.3 FF通信协议 683.4 PROFIBUS现场总线 723.4.1 PROFIBUS组成及协议结构 733.4.2 传输技术 743.4.3 PROFIBUS-DP 773.4.4 PROFIBUS-PA 813.4.5 PA/DP的连接 823.4.6 PROFIBUS的应用 833.5 工业以太网简介 853.5.1 工业以太网的发展 853.5.2 工业以太网的优点 863.5.3 基于工业以太网技术的现场没备 873.5.4 基于工业以太网的分布式网络控制系统 87第4章 可编程序逻辑控制方法 894.1 PLC概述 894.1.1 PLC发展史 894.1.2 PLC的用途与特点 894.1.3 PLC的分类 904.1.4 工作原理 924.2 PLC的硬件和软件结构 944.2.1 PLC硬件结构 944.2.2 PLC软件结构 974.3 I/O设备单元 994.3.1 开关量输入单元 994.3.2 开关量输出单元 1004.3.3 I/O的一般问题 1004.3.4 模拟量输入模块(AI) 1024.3.5 模拟景输出模块(AO) 1034.4 梯形图的特点及绘制原则 1034.4.1 Ladder特点与绘制规则 1044.4.2 典型单元梯形图分析 1054.4.3 电梯控制系统 1114.4.4 十字路口交通灯控制系统 117第5章 常规控制算法 1225.1 模拟PID调节器 1225.1.1 技术特点 1225.1.2 比例积分调节器 1235.1.3 比例积分微分调节器 1245.2 数字PID调节器 1245.2.1 位置算法 1255.2.2 增益算法 1255.2.3 速度算法 1265.2.4 二种算法的比较 1265.2.5 PID算法的改进 1265.3 选择性控制系统 1325.3.1 超驰控制系统 1335.3.2 测量信号的选择性系统 1345.3.3 带有逻辑运算规律的选择性系统 1345.4 前馈控制 1355.4.1 前馈控制 1355.4.2 前馈补偿装置和控制算法 1365.4.3 前馈控制系统实施中的若干问题 1395.5 时滞补偿控制 1405.5.1 时滞描述 1405.5.2 史密斯预估器控制方案 1415.5.3 增益自适应时滞补偿器 1435.5.4 观测补偿器控制方案 144第6章 现代控制方法 1456.1 计算机优化控制 1456.1.1 目标函数 1456.1.2 过程优化模型 1466.1.3 约束 1476.1.4 最优化方程 1476.2 最小拍控制 1486.2.1 最小拍控制系统 1486.2.2 最小拍控制系统的设计步骤 1486.2.3 最小拍控制系统的设计 1496.2.4 典型输入下的最小拍控制系统分析 1506.2.5 最小拍控制器 1516.3 棋糊控制理论 1546.3.1 模糊集合及其运算 1546.3.2 隶属函数 1586.3.3 模糊矩阵的定义及其运算 1606.3.4 模糊逻辑与模糊推理 1646.3.5 模糊推理的方式 1666.3.6 模糊控制器 1706.3.7 模糊单点算法优化 1766.4 专家系统 1836.4.1 专家系统类型及基本组成 1836.4.2 专家系统的知识表示法 1846.4.3 专家系统的推理机制 1936.4.4 知识库 2086.5 神经网络 2096.5.1 神经网络模型及学习方法 2096.5.2 前向神经网络 2116.5.3 自组织神经网络 224第7章 现场控制站 2297.1 概述 2297.2 过程控制站的硬件配置及基本结构 2307.2.1 硬件配置 2307.2.2 过程控制中元的基本结构 2357.3 现场控制站的控制模块和运算模块 2377.3.1 连续控制功能模块 2377.3.2 逻辑控制功能模块 2437.3.3 控制站的运算模块 2487.4 控制站的系统设计 250第8章 操作和显示 2628.1 DCS的操作方式 2628.1.1 仪表盘操作方式 2628.1.2 CRT操作方式 2648.2 显示画面 2668.2.1 显示画面的分层结构 2688.2.2 概貌显示画面 2708.2.3 过程显示画面 2718.2.4 仪表面板显示画面 2718.2.5 揉作点显示画面 2728.2.6 趋势显示丽面 2738.2.7 报警显示画面 2738.2.8 电子表格 2738.2.9 系统显示画面 2748.2.10 显示画面的动态效果 2758.3 上位机监控系统组态实例 2768.3.1 实例工艺背景 2768.3.2 组态工具 2768.3.3 系统组态画面 2778.3.4 数据传输与通信 281第9章 DCS工程设计与应用 2829.1 总体设计 2829.1.1 方案论证（可行性研究设计） 2829.1.2 操作模式划分 2829.1.3 控制任务 2839.1.4 方案设计 2839.1.5 总体设计联络制度 2859.2 初步设计 2859.2.1 工艺过程描述 2859.2.2 机理分析 2869.2.3 功能设计 2939.2.4 控制系统组态 2959.3 详细设计 3019.3.1 控制程序组态 3019.3.2 人机界面程序设计 3059.3.3 某厂的多晶硅人机界面系统设计 3089.4 安装调试 3109.4.1 安装前准备 3109.4.2 安装要求 3159.4.3 系统上电 3209.4.4 系统调试 3219.5 系统验收维护 3259.5.1 系统验收 3259.5.2 维护与二次开发 3269.6 分布式矿井提升机控制系统 3309.6.1 背景 3309.6.2 分布式矿外提升机控制系统的结构和组成 3319.6.3 操作工艺 3319.6.4 过程控制系统硬件的选型及组成 3339.6.5 PLC过程控制系统软件设计 3359.6.6 系统安装调试 338参考文献 340

　　《分布式控制技术及其应用》按照分布式控制技术和应用设计的实际要求，从经典控制理论和现代控制方法入手，详细介绍了DCS的体系结构、现场总线和数据通信、分布式控制系统的常规控制算法和现代控制方法、集中操作和分散控制等。《分布式控制技术及其应用》结合作者多年的实际工作经验及多项科研项目开发的成果，进行实例分析，论述由浅入深，便于理解和自学，使读者能够较快地熟悉掌握现代工业过程特点和先进的控制模式和操作方式。