前言

PREFACE

随着计算机技术与通信技术的迅速发展，现场总线在工业控制系统中的应用业已越来越广泛。本书正是针对这种情况，对现场总线技术在工业过程控制中的应用等问题进行了较系统的介绍； 并且重点对现场总线系统与实现过程控制的基本装置之间的关系进行了介绍。本书也参考了国内外相关教材以及该领域的最新进展编写，旨在为与自动化技术相关专业学生提供良好的工程基础。

全书共5章。第1章简要介绍现场总线的技术背景和发展情况，对过程控制和过程控制仪表进行了简要回顾，同时也简要介绍了计算机控制系统的基本构成等。第2章介绍现场总线系统，包括其技术特点、现场总线通信机制以及相应的国际标准等。第3章介绍现场总线控制系统，系统硬件方面介绍了包括构成基金会现场总线系统和ProfibusPA现场总线系统的仪表设备、构成和ProfibusDP总线系统的电气控制设备； 系统软件方面介绍了包括过程控制功能的软件功能块实现方式、基金会现场总线控制系统的功能块结构与参数、功能块组态以及系统集成等。第4章介绍过程控制设计方面的相关知识，内容包括基本设计程序、仪表管线图、仪表回路图以及SAMA图等。第5章介绍控制系统可靠性分析方面的相关知识，内容包括可靠性指标、系统可靠性模型、系统可靠性试验以及提高控制系统可靠性的措施等。

本书体系结构较为完整，是在多年教学及工程实践基础上形成的一部教材。本书内容与工程结合较强，可读性好。全书图文并茂、通俗易懂。各章自成体系又融会贯通，可方便读者有选择地学习。本书既注重系统性又注重时代性，各章节后安排了相关习题，以帮助学生巩固所学知识。

本书可作为自动化类专业或相关专业本科生课程教材或教学参考书，也可作为相关工程技术人员的参考资料。

对本教材各章内容的讲授提出教学建议如下： 

教学内容学习要点及教学要求

课时安排

全部授课部分授课

第1章引言与过程控制基础

 了解现场总线技术的背景

 了解现场总线技术与过程控制的基本关系

 了解或回顾过程控制的基本特性与实现方法

 了解或回顾PID控制的基本原理及其组合与应用

 了解或回顾过程控制仪表的基础知识

 了解或回顾计算机控制系统的基本构成

 了解或回顾分布式控制系统的基本概念

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续表

教学内容学习要点及教学要求

课时安排

全部授课部分授课

第2章现场总线技术

 了解现场总线的基本定义

 了解现场总线系统的特点

 了解或回顾数据通信的基础知识

 了解或回顾网络技术的基础知识

 掌握基金会现场总线(FF)和ProfibusPA现场总线实现通信的基本原理

 掌握ProfibusDP现场总线实现通信的基本原理

 了解常用的现场总线系统的基本结构

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第3章现场总线控制系统

 了解现场总线控制系统的基本定义

 掌握基金会现场总线和ProfibusPA现场总线设备的基本原理与构成

 掌握ProfibusDP现场总线设备的基本原理与构成

 掌握现场总线控制系统的基本结构

 了解常用的分布式系统的编程语言和国际标准

 掌握现场总线控制系统中常用的功能块语言基本原理及相关参数

 了解基金会现场总线设备中功能块的基本配置

 掌握基金会现场总线控制系统控制策略组态的基本内容和参数设置的基本方法

 了解ProfibusPA现场总线系统组态的基本内容

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第4章控制系统工程设计基础

 了解控制工程设计的主要内容

 掌握工艺流程图的基本表达方式

 掌握控制流程图的基本表达方式

 掌握管道及仪表流程图的基本表达方式

 掌握SAMA图的基本表达方式

 掌握仪表回路图的基本表达方式20

第5章控制系统可靠性分析

 了解控制系统可靠性的主要指标

 了解控制系统进行可靠性分析的基本方法

 了解进行系统可靠性测试的基本原理和基本方法

 了解提高控制系统可靠性的基本方法与措施20

习题讲解与课堂讨论22

实验实验内容主要涉及基金会现场总线系统或ProfibusPA现场总线系统的功能块组态88

教学总学时建议自动化专业开设40学时，即32+8(理论+实验)。其他专业第4章和第5章可以不予讲授，开设32(24+8)学时4032

限于作者水平，书中难免存在不足之处，敬请读者批评指正。

编者2018年3月