过程控制系统工程

　　过程控制系统（PCS）是一个专门用来满足过程工业要求的分布式控制系统（DCS）。许多对安全性和可用性有很高要求的相关过程和工厂，装备有大量的传感器和执行器，自动化程度高，这至少体现在按照标准进行操作的管理方式上。由于物质、程序、单元操作、设备、仪表和控制策略在物理-化学属性之间有显著差异以及学科交叉的相互依存关系，因此几乎没有任何两个工厂是相同的，即便产品是可互换的。因此，有人认为每个领域的过程工业，即化工业、制药业、纸浆和造纸、石油和天然气、食品饮料和水/废水处理，都应有各自专门的自动化系统。而其他人却认为，过程控制系统构架涵盖所有的过程工业的不同要求，应该是通用的，且足以满足不同过程控制系统的需求，例如，发电和配电的分布式控制系统仅仅是一个营销问题或历史习惯问题，却不是一个技术问题。《过程控制系统工程》着重关注过程控制系统工程基础，这是不同领域里过程工业的通用内容。书中的例子和练习均与用于研究过程工业中过程模块化和过程自动化方法之间的相互关系的实验性研究工厂有关。这将可能涉及高度专业化、集成化的单一产品工厂（如化学品）以及主要由本地标准化通用设备和多产品体系（生物化学、制药）应用领域的特征。虽然我们提出的理论适用于所有不同的过程控制系统的供应商，不过本书中的事例以及大多数的屏幕截图源于PCS 7 ——西门子的过程工业控制系统。专注于一个单一的过程控制系统，使《过程控制系统工程》不仅可用作过程控制系统工程的基本教材，还可以用于上机实验课程，使学生获得实践经验。

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目录
致谢
第1章引言
1.1结构
1.2怎样阅读本书
1.3参考文献
第2章过程控制系统要求
2.1概述
2.2过程工业
2.2.1化工
2.2.2制药
2.2.3石油与天然气
2.2.4水/污水
2.2.5纸浆与造纸
2.2.6食品与饮料
2.3概要
2.4跨领域概念
2.4.1化工单元操作
2.4.2批处理过程
2.4.3连续过程
2.4.4通过过程自动化减少风险
2.4.5人力监督控制
2.4.6分布式控制系统结构
2.5参考文献
第3章过程控制系统工程
3.1概述
3.2工厂工程项目
3.3过程控制系统工程的过程
模型
3.3.1PPEAM——过程工厂工程
活动模型
3.3.2PAS 1059：工厂设计过程——
过程模型和术语
3.3.3NA35：PCT项目处理
3.4初级工程
3.4.1工厂概念和过程控制系统
概念
3.4.2成本估算
3.4.3过程控制系统选择
3.5基础与详细过程控制系统
工程
3.6未来发展方向
3.6.1工程工作流程的正式模型
3.6.2信息交换
3.6.3过程控制系统工程任务的
自动化
3.7参考文献
第4章模块化工程研究工厂
4.1过程描述
4.2仪器仪表
4.2.1管道和仪表图
4.2.2识别系统
4.2.3过程控制要求
4.2.4PCT因果矩阵
4.3参考文献
第5章过程控制系统结构
5.1概述
5.2分布式结构
5.3过程控制站
5.4I/O模块
5.5MEAR工厂的硬件组态
5.5.1创建一个PCS 7项目
5.5.2组态AS
5.5.3组态远程I/O
5.5.4组态操作员站
5.5.5检查与编译网络
5.6参考文献
第6章工业通信工程
6.1概述
6.2现场级工业通信
6.2.1传统布线
6.2.2数字现场总线
6.2.3现场总线工程
6.3与MES和ERP工业通信
6.3.1OPC
6.3.2组态PCS 7 OPC服务器
6.4未来的发展方向
6.5参考文献
第7章批量组态
7.1概述
7.2一般结构原则
7.3工厂层级
7.3.1结构规则
7.3.2MEAR工厂的功能结构
7.4PCS工厂层级
7.4.1HMI生成
7.4.2AS-OS分配
7.4.3Batch配方
7.5批量组态内容
7.5.1过程标签类型和模型
7.5.2过程标签类型
7.5.3模型
7.5.4参数和信号
7.5.5过程对象视图
7.6MEAR工厂的过程标签
类型举例
7.7MEAR工厂的模型举例
7.8参考文献
第8章独立驱动功能
8.1概述
8.2IDF的基本概念
8.2.1PCS 7的功能块类型
8.2.2安全规范
8.2.3操作模式
8.3预置的IDF现场设备
8.4通道功能（驱动）
8.5来自数据库的IDF模板
8.6参考文献
第9章连续反馈控制
9.1概述
9.2原理
9.2.1介绍
9.2.2控制器的工业适用性
9.2.3扩展的控制结构
9.2.4与过程的连接
9.3练习：实现一个连续控制
回路
9.4参考文献
第10章顺序控制
10.1概述
10.1.1连续与顺序控制
10.1.2步序列的结构
10.1.3选择与并行分支
10.1.4顺序控制的设计
10.1.5顺序控制和逻辑控制系统的
相互作用
10.1.6顺序控制中的保护功能和
操作模式
10.1.7PCS 7中的顺序控制
10.2练习：反应釜注料
10.3参考文献
第11章使用配方的批量控制
11.1概述
11.2配方
11.3程序、过程和工厂的分层
建模
11.4过程模型
11.5程序模型
11.6物理模型
11.7监测、归档和报告
11.8配方工程
11.9PCS 7批量控制
11.9.1软件组件实例
11.9.2建模
11.9.3定义一个主配方
11.9.4创建并启动一个
BATCH
11.10参考文献
第12章过程显示HMI
12.1概述
12.2过程管理目标
12.3任务和信息分解
12.4HMI设计
12.4.1表达概念
12.4.2表达技术
12.4.3趋势显示
12.5在PCS 7 中生成HMI
12.5.1在PCS 7中组态服务
接口
12.5.2在PCS 7中组态过程
显示
12.6为MEAR工厂创建基本的
HMI画面
12.6.1工程系统创建
12.6.2生成OS的准备
12.6.3生成OS
12.6.4OS编辑
12.6.5集成面板
12.7未来的发展方向
12.7.1模型驱动的人机工程
12.7.2autoHMI
12.8参考文献
第13章报警工程
13.1概述
13.2报警系统
13.2.1报警与警告
13.2.2操作员报警处理
13.3PCS 7的报警管理
13.4参考文献