集散控制系统是利用计算机技术对生产过程进行集中监控、操作、管理和分散控制的一种新型的控制技术。它是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、网路通信技术和人机接口技术等发展而产生的。以现场汇流排为代表的工业控制网路已成为新一代工业控制系统中的重要技术，它使得集散控制系统组成更灵活、控制更方便、套用更广泛。现代工业生产离不开集散控制和现场汇流排技术。

《集散控制与现场汇流排(第2版)》(作者刘国海)将目前控制领域中的两大技术热点——集散控制和现场汇流排有机结合，从集散控制系统的硬体结构、软体体系、人机接口、控制算法，以及典型现场汇流排等方面进行介绍。重点介绍了集散控制系统的通信网路、控制算法工程设计规範等相关技术，全面分析了CAN、LonWorks、FF、Profibus、ControlNet等现场汇流排的技术特点、协定规範及通信接口的设计方法，并给出典型套用实例。

《集散控制与现场汇流排(第2版)》可作为高等院校电气信息类专业教材，还可供从事工业控制网路系统设计和产品研究的工程技术人员参考。

《集散控制与现场汇流排(第2版)》(作者刘国海)在第1版的基础上，进一步合理调整了全书内容，并增加了工程设计规範和典型套用案例。使得全书内容更加合理，可读性更强。

本书共分7章。

本书将目前控制领域中的两大技术热点——集散控制和现场汇流排有机结合，从集散控制系统的硬体结构、软体体系、人机接口、控制算法，以及典型现场汇流排等方面进行介绍。重点介绍了集散控制系统的通信网路、控制算法工程设计规範等相关技术，全面分析了CAN、LonWorks、FF、Profibus、ControlNet等现场汇流排的技术特点、协定规範及通信接口的设计方法，并给出典型套用实例。

出版说明

前言

第1章 集散控制系统

1．1 集散控制系统概述

1．1．1 集散控制系统的概念

1．1．2 集散控制系统的发展历史

1．2 集散控制系统的体系结构

1．2．1 现场级

1．2．2 控制级

1．2．3 监控级

1．2．4 管理级

1．3 集散控制系统的特点

1．3．1 适应性和扩展性

1．3．2 控制能力

1．3．3 人机联繫手段

1．3．4 可靠性

1．4 集散控制系统的硬体结构

1．4．1 集散控制系统的过程控制级

1．4．2 集散控制系统的运行员操作站和工程师工作站

1．5 集散控制系统的软体体系

1．5．1 集散控制系统的系统软体

1．5．2 集散控制系统的组态软体

1．6 集散控制系统的操作方式和显示

1．6．1 集散控制系统的操作

1．6．2 集散控制系统的显示画面

1．7 习题

第2章 集散控制系统的控制算法

2．1 PID控制算法

2．1．1 理想PID控制算法

2．1．2 控制度和採样周期

2．1．3 理想PID控制算法的改进

2．1．4 其他形式PID控制

2．2 前馈控制

2．2．1 前馈控制

2．2．2 前馈补偿装置及控制

2．2．3 前馈控制系统实施中的若干问题

2．3 解耦控制

2．3．1 系统的耦合关係

2．3．2 串接解耦控制

2．3．3 逆系统解耦控制

2．4 时滞补偿控制

2．4．1 史密斯预估补偿控制方案

2．4．2 增益自适应时滞补偿器

2．4．3 观测补偿器控制方案

2．5 自适应控制

2．5．1 自整定控制器

2．5．2 模型参考型自适应控制系统

2．5．3 自校正控制系统

2．6 顺序控制

2．6．1 顺序控制的基本概念

2．6．2 梯形逻辑图及其编制方法

2．6．3 程式条件的编制

2．7 预测控制

2．8 习题

第3章 集散控制系统的通信网路与系统特性

3．1 数据通信的基本概念

3．1．1 基本概念

3．1．2 通信介质

3．1．3 数据通信系统网路结构

3．1．4 通信控制方式

3．2 集散控制系统中的网路通信

3．2．1 集散控制系统中通信的特点

3．2．2 OSI参考模型

3．2．3 现场汇流排标準

3．2．4 现场汇流排通信协定

3．3 集散控制系统中套用的网路协定

3．3．1 乙太网

3．3．2 常用物理层标準接口

3．3．3 IEEE协定族

3．3．4 TCP/IP

3．4 习题

第4章 控制系统用现场汇流排

4．1 现场汇流排的定义

4．1．1 权威组织的定义

4．1．2 千米级汇流排

4．2 现场汇流排控制系统的分类

4．2．1 现场汇流排控制系统的分类

4．2．2 不同领域的最下层仪器与仪表

4．2．3 不同领域的系统结构

4．3 现场汇流排的核心与基础

4．3．1 现场汇流排的核心——汇流排协定

4．3．2 现场汇流排的基础——智慧型现场装置

4．3．3 现场汇流排技术的原型与系统产生

4．4 现场汇流排与IT计算机网路技术的区别

4．5 现场汇流排通信协定模型

4．5．1 协定分层

4．5．2 网路软体层次设计原则

4．5．3 汇流排通信协定基本模型

4．5．4 现场汇流排通信协定模型

4．6 现场汇流排控制系统的网路拓扑结构

4．7 习题

第5章 几种典型的现场汇流排

5．1 CAN汇流排

5．1．1 CAN汇流排概述

5．1．2 CAN汇流排网路结构

5．1．3 CAN汇流排协定

5．1．4 CAN性能分析

5．2 LonWorks汇流排

5．2．1 LonWorks概述

5．2．2 LonWorks汇流排通信控制器机器接口——神经元晶片

5．2．3 LonTalk协定

5．2．4 Neuron C语言

5．2．5 LNS

5．2．6 网路管理

5．3 FF

5．3．1 FF的概述

5．3．2 通信系统的组成及其相互关係

5．3．3 FF的网路拓扑结构

5．3．4 基金会现场汇流排与OSI参考模型的关係

5．3．5 网路管理

5．3．6 系统管理

5．4 Profibus协定

5．4．1 Profibus概述

5．4．2 Profibus现场汇流排技术的主要构成

5．4．3 Profibus的主要特性

5．4．4 Profibus-DP

5．4．5 Profibus-PA

5．4．6 Profibus-FMS

5．4．7 ProfiNet

5．5 控制层现场汇流排ControlNet

5．5．1 控制层现场汇流排概述

5．5．2 ControlNet协定规範

5．5．3 ControlNet的特点

5．6 设备层现场汇流排DeviceNet

5．6．1 DeviceNet的性能特点

5．6．2 DeviceNet的技术规範

5．6．3 DeviceNet中连线的概念

5．6．4 生产者/消费者模型

5．6．5 DeviceNet的报文传送

5．6．6 DeviceNet对象模型与设备架构

5．6．7 DeviceNet的一致性测试

5．6．8 DeviceNet接口和软硬体产品

5．7 习题

第6章 集散控制系统性能指标与工程设计规範

6．1 集散控制系统的性能指标

6．1．1 集散控制系统的可靠性

6．1．2 提高系统利用率的措施

6．1．3 集散控制系统的安全性

6．2 集散控制系统工程设计规範

6．2．1 方案论证

6．2．2 方案设计

6．2．3 工程设计

6．3 集散控制系统的评价与选择

6．3．1 集散控制系统的评价

6．3．2 集散控制系统的选择依据

6．3．3 技术规範书

第7章 工程套用举例

7．1 集散控制系统（DCS）在火力发电厂中的套用

7．1．1 工程简介

7．1．2 工艺流程

7．1．3 硬体设计

7．1．4 软体设计

7．1．5 流程展示

7．1．6 运行结果

7．2 CTN2000发酵过程计算机控制系统

7．2．1 CTN2000发酵过程控制系统简介

7．2．2 发酵控制系统中的基本操作及选单结构

7．2．3 发酵控制系统的主要功能

7．2．4 系统流程展示

7．3 乔格变压器横剪线和纵剪线控制系统

参考文献