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編輯推薦

適讀人群 ：自動化工程技術人員、研究生、高年級本科生
1.《工業過程控製係統及工程應用》的作者從事工業過程自動化研究和教學工作20餘年，有豐富的實踐經驗。
2.《工業過程控製係統及工程應用》著眼於工業過程控製係統的設計，從規劃、設計規範、儀錶設計與選型、硬件係統設計、軟件功能及用法係統調試等方麵全麵闡述係統設計的過程。
3.《工業過程控製係統及工程應用》對剛步入企業進行自動化設計係統的學生、本科高年級學生、研究生有較好的參考作用。可以快速進入自動化係統設計與應用領域。

內容簡介

《工業過程控製係統及工程應用》以工業過程控製係統的設計開發及工程應用為主綫，從當前工業過程控製的實際需要和過程控製的最新發展齣發，結閤編著者控製係統工程應用的研究成果，係統地介紹瞭控製係統設計開發與工程應用需要具備的基礎知識和基本技術方法。並在全書最後詳細介紹瞭底吹熔煉爐控製係統的設計開發及工程應用案例。
本書共9章，第1章介紹控製係統的基本概念和基本原理；第2章介紹控製係統的設計開發及工程應用規劃；第3章為控製係統的最新設計規範；第4章介紹控製係統現場檢測儀錶和執行儀錶的應用選型及設計；第5章介紹控製計算機的硬件技術及係統設計方法；第6章介紹控製編程軟件的功能及用法；第7章介紹監控組態軟件的功能及用法；第8章介紹控製係統調試與維護方法；第9章介紹底吹爐熔煉生産過程控製係統的設計開發與工程應用案例。
本書主要麵嚮自控類專業的讀者編寫，涉及的內容基本涵蓋瞭構建一般工業過程控製係統所必需的基礎知識和基本技術方法，內容較為係統全麵，敘述簡明扼要、通俗易懂、循序漸進、方便自學。可作為工程技術人員、相關專業的師生以及剛步入工作崗位的大學畢業生的教材和參考書，可以作為高等學校的研究生和高年級本科生的專業教材。

內頁插圖

目錄

第1章控製係統概論
1.1控製係統的基本組成1
1.1.1控製主機1
1.1.2檢測儀錶2
1.1.3執行機構2
1.1.4通信設備2
1.1.5操作器件2
1.1.6人機界麵2
1.1.7係統軟件3
1.2分布式控製係統3
1.2.1分布式控製係統的結構3
1.2.2分布式控製係統的功能層次4
1.3控製係統的常用通信技術6
1.3.1串行通信6
1.3.2USB通信6
1.3.3工業以太網通信7
1.3.4現場總綫通信技術8
1.4常用控製計算機10
1.4.1控製計算機的硬件組成11
1.4.2控製計算機的功能特點12
1.4.3控製係統的規模13
1.5國內外主要PLC産品13
1.5.1美國PLC産品14
1.5.2歐洲PLC産品14
1.5.3日本PLC産品15
1.5.4國産PLC産品16
1.6主要DCS産品16
1.6.1國外主要DCS産品16
1.6.2國産DCS産品19
1.7主要現場總綫技術20
1.7.1典型現場總綫結構20
1.7.2FF現場總綫21
1.7.3Profibus現場總綫22
1.7.4Profinet現場總綫23
1.8控製係統的發展趨勢24
1.8.1PLC在嚮微型化、網絡化、PC化和開放性方嚮發展24
1.8.2DCS麵嚮測控管一體化設計發展24
1.8.3控製係統正在嚮現場總綫(FCS)方嚮發展25
1.8.4PLC、DCS、FCS將長期共存25
1.9控製係統監控組態軟件25
1.9.1組態軟件概念25
1.9.2組態軟件的功能26
1.9.3國內外主要組態軟件27
1.9.4組態軟件的發展趨勢27
第2章控製係統工程規劃
2.1控製係統設計的基本原則與步驟30
2.1.1控製係統設計的基本原則30
2.1.2控製係統的設計要求30
2.1.3控製係統設計的一般步驟31
2.1.4控製主機總體設計34
2.1.5工業防爆危險區的防爆等級35
2.2控製係統的硬件配置36
2.2.1人-機接口(操作站)36
2.2.2中央處理器(CPU)37
2.2.3通信網絡及過程接口38
2.2.4編程終端及工程師站38
2.3控製係統軟件配置及編程語言39
2.3.1控製係統軟件層次39
2.3.2控製層軟件41
2.3.3控製計算機編程語言45
2.4下位控製軟件的設計規劃47
2.4.1下位控製軟件的基本規劃47
2.4.2將過程劃分為任務和區域48
2.4.3單個功能區域的描述48
2.4.4列齣儀錶I/O和創建I/O圖49
2.4.5建立安全要求50
2.4.6描述所要求的操作界麵顯示和控製51
2.4.7創建組態圖52
2.5控製係統的監控畫麵設計52
2.5.1主要顯示內容52
2.5.2概貌顯示畫麵53
2.5.3過程顯示畫麵54
2.5.4儀錶麵闆顯示畫麵55
2.5.5操作點顯示畫麵55
2.5.6趨勢顯示畫麵55
2.5.7報警顯示畫麵57
2.5.8電子錶格58
2.5.9係統顯示畫麵58
2.6控製係統工程設計59
2.6.1基礎設計/初步設計59
2.6.2工程設計/施工圖設計59
2.6.3工程設計階段應完成的工作60
2.6.4應用軟件編程階段應完成的工作60
2.7控製係統詢價、報價60
2.7.1詢價60
2.7.2報價及比較61
第3章控製係統設計規範
3.1管道及儀錶流程圖（P&ID;）的設計63
3.1.1控製方案的確定63
3.1.2管道及儀錶流程圖（P&ID;）的設計內容64
3.1.3管道及儀錶流程圖（P&ID;）的繪製66
3.2儀錶功能標誌67
3.2.1功能標誌組成67
3.2.2儀錶的位號67
3.3文字符號68
3.3.1基本文字符號68
3.3.2典型的儀錶迴路號和儀錶位號示例71
3.3.3儀錶常用縮寫字母72
3.3.4縮寫字母的應用74
3.4圖形符號74
3.4.1基本圖形符號74
3.4.2圖形符號76
3.5測量點與連接綫的圖形符號81
3.5.1測量點的錶示81
3.5.2儀錶的各種連接綫規定81
3.6自控係統圖形符號示例82
3.6.1單一參數控製係統圖形符號示例82
3.6.2常規儀錶復雜控製係統圖形符號示例83
3.6.3復雜控製係統圖形符號示例84
3.6.4閤成氨裝置H2O/C控製係統（超前/滯後係統）圖形符號示例84
3.7控製室設計規定86
3.7.1總圖位置的選擇86
3.7.2布置和麵積86
3.7.3操作站87
3.7.4建築、結構設計要求87
3.7.5采光與照明88
3.7.6采暖、通風和空氣調節88
3.7.7進綫方式和室內電纜敷設89
3.7.8接地及安全保護89
3.7.9通信89
3.8儀錶供電設計規定89
3.8.1儀錶供電範圍、負荷等級與電源類型89
3.8.2儀錶電源質量與容量90
3.8.3供電係統設計與設計條件90
3.8.4供電器材的選擇91
3.8.5供電係統的配綫91
3.9信號報警、安全聯鎖係統設計規定91
3.9.1信號報警係統92
3.9.2安全聯鎖係統93
3.10儀錶配綫設計規定95
3.10.1電綫、電纜的選用95
3.10.2電綫、電纜的敷設96
3.10.3儀錶盤（箱、櫃）內配管、配綫98
3.11儀錶係統接地設計規定99
3.11.1儀錶係統接地原則99
3.11.2接地係統的構建100
3.11.3接地連接方法100
3.11.4接地連接的規格及結構要求104
3.11.5儀錶係統接地注意事項104
第4章控製係統儀錶設計選型
4.1溫度檢測儀錶的設計選型105
4.1.1儀錶設計選型的總原則105
4.1.2就地溫度儀錶105
4.1.3集中溫度儀錶106
4.1.4溫度變送器106
4.2壓力檢測儀錶的設計選型106
4.2.1壓力檢測儀錶選型總則106
4.2.2根據應用條件選擇壓力錶107
4.2.3主要性能選擇107
4.2.4變送器的選擇108
4.2.5壓力測量儀錶的分類和特點108
4.3流量檢測儀錶的設計選型108
4.3.1流量檢測儀錶選型總則108
4.3.2一般流體、液體、蒸汽流量測量儀錶的選型109
4.3.3腐蝕、導電或帶固體微粒流量測量儀錶的選型111
4.3.4高黏度流體流量測量儀錶的選型112
4.3.5粉粒及塊狀固體流量測量儀錶的選型112
4.3.6流量測量儀錶的選型112
4.4物位儀錶的設計選型115
4.4.1物位儀錶選型總則115
4.4.2液麵和界麵測量儀錶115
4.4.3料麵測量儀錶117
4.5過程分析儀錶選型118
4.5.1過程分析儀錶選型總則118
4.5.2分析氣相混閤物組分的儀錶選型118
4.5.3分析液相混閤物組分的儀錶選型123
4.6控製閥的設計選型126
4.6.1控製閥組成及流量特性的選擇126
4.6.2控製閥類型的選擇127
4.6.3閥材料的選擇128
4.6.4控製閥口徑的確定原則129
4.6.5執行機構的選擇130
4.6.6控製閥附件的選擇132
第5章控製計算機
5.1西門子係列PLC産品介紹134
5.1.1LOGO！134
5.1.2SIMATIC S7-200係列PLC135
5.1.3SIMATIC S7-1200係列PLC136
5.1.4SIMATIC S7-1500 係列PLC138
5.1.5SIMATIC S7-300 PLC139
5.1.6SIMATIC S7-400 PLC141
5.1.7分布式IO—ET200143
5.2S7-300PLC的硬件配置144
5.2.1S7-300PLC的組裝144
5.2.2S7-300PLC的組成及結構145
5.2.3S7-300PLC的擴展147
5.3S7-300的CPU148
5.3.1緊湊型S7-300CPU148
5.3.2標準型CPU149
5.3.3故障安全型CPU151
5.4S7-300的數字量輸入/輸齣模塊152
5.4.1SM321數字量輸入模塊153
5.4.2SM322數字量輸齣模塊154
5.5S7-300模擬量模塊156
5.5.1SM331的模擬量輸入模塊156
5.5.2SM332模擬量輸齣模塊156
5.6S7-300的其他常用模塊164
5.6.1電源模塊164
5.6.2接口模塊164
5.6.3常用CP通訊産品165
5.6.4S7-300常用配件166
5.7S7-400 PLC係統167
5.7.1S7-400概述167
5.7.2S7-400 PLC係統169
5.8S7-400的CPU模塊171
5.8.1CPU 412模塊171
5.8.2CPU 414模塊172
5.8.3CPU 416模塊174
5.8.4CPU 417模塊176
5.9S7-400H冗餘係統176
5.9.1S7-400H概述176
5.9.2S7-400H冗餘係統結構177
5.9.3S7-400H冗餘係統組成177
5.9.4S7-400H冗餘方式及組態編程180
5.9.5S7-400H冗餘係統的CPU模塊181
5.10S7-400的I/O模塊182
5.10.1S7-400數字量模塊182
5.10.2S7-400的接口模塊187
5.11ET 200分布式I/O係統187
5.11.1ET 200概述187
5.11.2ET 200M分布式I/O站188
第6章控製編程軟件
6.1控製編程軟件概述191
6.1.1STEP 7軟件版本191
6.1.2STEP 7的安裝191
6.1.3PC與PLC通信方式193
6.1.4程序的下載193
6.1.5程序的上傳194
6.1.6S7-300/400PLC仿真196
6.1.7STEP 7的應用步驟197
6.1.8如何獲得幫助197
6.2項目創建及硬件組態197
6.2.1項目的産生197
6.2.2硬件組態的基本步驟199
6.2.3組態中央機架199
6.2.4組態分布式I/O站201
6.2.5組態PROFINET IO站201
6.2.6組態SIMATIC PC站203
6.2.7組態冗餘係統204
6.2.8模塊參數設置205
6.3STEP 7的程序結構及編程208
6.3.1STEP 7程序的組成及調用208
6.3.2數據類型及錶示方法211
6.3.3編程語言213
6.3.4程序編輯器213
6.3.5創建塊的方法214
6.3.6使用庫編程214
6.3.7邏輯塊的編程215
6.3.8創建數據塊217
6.4STEP 7指令係統218
6.4.1指令及其結構218
6.4.2位邏輯指令219
6.4.3數據比較指令220
6.4.4常用數據類型轉換指令221
6.4.5整形數計算函數222
6.4.6浮點數計算函數223
6.4.7移位、循環指令224
6.4.8計數器225
6.4.9定時器226
6.5模擬量輸入/輸齣與PID控製227
6.5.1模擬量輸入/輸齣227
6.5.2連續型PID控製器SFD41230
第7章監控組態軟件
7.1組態王軟件簡介233
7.1.1組態王軟件版本233
7.1.2安裝組態王軟件235
7.1.3組態王支持的I/O 設備235
7.2創建監控工程236
7.2.1工程的開發步驟236
7.2.2創建一個工程236
7.3定義外部設備和數據變量238
7.3.1外部設備定義238
7.3.2I/O變量定義238
7.3.3變量的管理242
7.4創建組態畫麵243
7.4.1畫麵設計243
7.4.2動畫連接244
7.4.3命令語言247
7.4.4畫麵的切換248
7.4.5運行係統設置249
7.5報警和事件249
7.5.1建立報警和事件窗口249
7.5.2報警和事件的輸齣251
7.6趨勢麯綫252
7.6.1實時趨勢麯綫252
7.6.2曆史趨勢麯綫252
7.7控件254
7.7.1組態王內置控件254
7.7.2Active X控件255
7.8報錶係統256
7.8.1創建報錶256
7.8.2報錶函數257
7.9組態王曆史庫259
7.9.1組態王曆史庫概述259
7.9.2組態王變量的曆史記錄屬性259
7.9.3曆史記錄存儲及文件的格式260
7.9.4曆史數據的查詢、備份和閤並262
7.10組態王與其他應用程序的動態數據交換(DDE)263
7.10.1動態數據交換的概念263
7.10.2組態王訪問Excel的數據264
7.10.3Excel訪問組態王的數據265
7.10.4組態王與VB間的數據交換266
7.10.5重新建立DDE連接菜單命令267
7.11組態王數據庫訪問（SQL）267
7.11.1組態王SQL訪問管理器268
7.11.2配置SQL數據庫269
7.11.3組態王使用SQL數據庫269
7.12組態王與OPC設備連接272
7.12.1OPC簡介272
7.12.2組態王與OPC的連接272
7.13組態王的網絡功能275
7.13.1組態王網絡結構概述275
7.13.2網絡配置簡介276
7.13.3網絡變量使用280
7.13.4網絡精靈280
7.14冗餘係統280
7.14.1雙設備冗餘280
7.14.2雙機熱備281
7.14.3雙機熱備配置282
7.15組態王For Internet應用283
7.15.1Web功能介紹283
7.15.2畫麵發布285
7.15.3在IE瀏覽器端瀏覽發布的畫麵286
7.16無綫數據通信在組態王上的使用288
7.16.1組態王的無綫通信過程288
7.16.2組態王用到的文件、功能及通信過程288
7.16.3GPRS 通信的組態289
第8章控製係統調試與維護
8.1控製係統的調試方法290
8.1.1控製係統的調試步驟290
8.1.2調試前的準備工作290
8.2控製計算機的檢查與測試294
8.2.1控製計算機的現場驗收294
8.2.2控製計算機的安全要求294
8.2.3控製計算機上電測試295
8.2.4控製計算機通信的檢驗與調試296
8.3控製係統現場調試297
8.3.1離綫調試297
8.3.2在綫調試301
8.4PID控製參數的工程整定方法302
8.4.1臨界比例度法303
8.4.2衰減麯綫法303
8.4.3經驗湊試法304
8.4.4動態特性參數法306
8.4.5整定方法的比較307
8.5控製係統驗收307
8.5.1控製係統驗收步驟307
8.5.2控製係統驗收的竣工資料308
8.6控製係統運行維護311
8.6.1控製係統常見故障311
8.6.2防止乾擾和設備損壞的一般方法312
8.6.3係統現場維護常見問題313
8.6.4控製係統日常管理和維護314
第9章底吹爐熔煉生産過程控製係統
9.1底吹爐熔煉生産過程簡介317
9.1.1銅熔煉生産過程流程317
9.1.2底吹爐結構317
9.1.3底吹爐工藝318
9.2主要測控內容及設計要求319
9.2.1原料工段主要測控內容319
9.2.2熔煉爐主要測控內容319
9.2.3循環水係統主要測控內容320
9.2.4閥站主要測控內容320
9.2.5電熱前床主要測控內容320
9.2.6 控製係統要求320
9.2.7采用的設計規範及標準321
9.3控製係統的測控點設計321
9.3.1原料工段的P&ID;圖321
9.3.2底吹爐本體的P&ID;圖323
9.3.3閥站的P&ID;圖323
9.3.4循環水係統的P&ID;圖323
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