第2版前言

本书出版发行以来，承蒙许多学校自动化相关专业师生的支持与厚爱，已多次重印。本书2012年获批辽宁石油化工大学精品教材，2013年获批辽宁省“十二五”普通高等教育本科省级规划教材，十多年来，得到了广大师生与读者的关注。为适应学科发展和相关教学的需求，本书进行了相应的修订，谨向各位同仁和读者致以诚挚的感谢与敬意。

近年来，随着计算机、网络、测控、软件等技术的迅猛发展，DCS及现场总线技术得到了更进一步的发展和广泛应用，从而推动了DCS及现场总线产品的更新换代和升级。尽管如此，由于此类技术的综合性以及市场需求的差异性，当前DCS及现场总线产品采用的技术差别很大，目前难以完全统一。作为一类综合应用技术，DCS及现场总线的基本概念、原理、构成方法及采用的技术，具有一定的连续性和延展性。

DCS及现场总线在工业过程控制中应用极其广泛，涉及测量及控制技术、计算机软硬件及网络技术、信号处理及通信技术等多门学科，具有很强的综合性和实践性。鉴于此，本书修订充分考虑了系统的整体性、技术的连续性和内容的可读性。从技术应用的角度出发，吸取了DCS及现场总线多年的教学经验，结合初版发行十多年以来同仁和读者的反馈意见，在保证全书完整性和系统性的基础上，删减和补充了部分内容，更新规范了不当表达，力求层次清晰，内容阐述简洁，便于读者学以致用。

本书在修订过程中，为更好地适配当前教学实践，关注工业过程控制技术应用的需求，引出DCS及现场总线的前沿技术思路，重点论述主流技术的基本概念和原理，阐述通用系统构架及功能实现方法，侧重介绍DCS及现场总线技术的共性和应用实例。

本书主要作为高等院校电子信息、电气信息、自动化等相关专业的本科教材，适用理论教学时数为40学时，实践教学时数为8学时。工业过程控制的相关工程技术人员可作为专业参考用书。

通过本书的学习，读者可系统地了解DCS及现场总线技术的总体概念、基本原理、主要特点和发展历程；明确DCS的硬件体系结构及系统构成方法； 熟悉DCS的常规控制算法和软件体系； 初步掌握组态的通用技术方法； 理解控制算法及结构在DCS中的实现手段及流程； 了解数据通信的基本概念、采用的技术； 熟悉网络的体系结构及协议标准； 掌握现场总线的基本定义、系统结构、网络协议、数字仪表等概念和内容； 了解典型现场总线的技术特点，采用的协议模型、数据传输技术和设备描述方法。全书内容简明实用，可读性强，便于读者系统学习相关内容。

由于DCS及现场总线技术内容涉及面广，多种学科技术交融，综合性强，涉及的学科知识更新较快，相关技术发展迅猛； 再加上编者水平有限，故很难将相关知识及技术阐述全面和透彻，书中内容难免存在不当之处，敬请读者批评指正。

感谢清华大学出版社相关编辑给予本书的肯定和支持，再次致以诚挚的谢意！

编者

2026年5月

第1版前言

随着计算机技术、网络通信技术、测量控制技术、信号处理技术、显示技术、大规模集成电路技术、软件技术及其他高新技术的应用和发展,集散控制系统（DCS）和现场总线控制系统（FCS）随之也得到了飞速发展。各种DCS及现场总线技术相继推出或更新，其应用范围遍及工业控制领域的各个行业。不同时期、不同厂家的DCS及现场总线产品各不相同，其应用的行业和规模也各不相同，相应的应用技术也有差异。但是，DCS及现场总线的基本概念、构成方法、功能和应用技术具有一定的同一性。

本书从应用角度出发，力求学以致用，在吸取了多年DCS及现场总线有关研究工作和教学经验的基础上，力图形成内容简明、系统性和实用性为一体的通用教材。为此，本书在编写过程中，关注实际应用方面的需要，减少了系统产品的介绍，突出阐述了DCS及现场总线技术的基本概念、特点、原理及应用技术。侧重于介绍DCS及现场总线技术的共性和应用方面的内容。

通过本书的学习，读者可系统地了解DCS及现场总线的概念、特点、结构和原理； 熟悉DCS的基本使用和组态方法； 初步掌握现场总线控制系统的应用技术等方面知识。全书内容简明实用，可操作性强，便于读者自学和深入研究。本书主要作为高等院校电气信息类本科教材，适用教学时数为40～48学时； 同时，对有关工程技术人员也具有参考价值。

本书共分7章。第1章介绍计算机控制系统的基本概念和分类，着重讨论DCS、FCS和PLC的总体概念、特点和发展历程，分析这三类计算机控制系统相互间存在的差异； 第2章介绍DCS的硬件体系结构及系统，阐述典型DCS的构成方法、系统设备及功能； 第3章介绍DCS的软件体系，讨论控制层、监控层和组态软件的特点及功能，并着重说明组态软件的应用及发展变化； 第4章阐述DCS常用的控制算法，列举控制算法及方案在DCS中的实现流程，说明组态操作的通用方法； 第5章介绍DCS数据通信的相关概念、网络体系结构及协议标准，阐述数据通信的基本技术及原理，讨论控制网络和信息网络的区别、互连及发展； 第6章详细阐述现场总线的定义、结构、协议及现场总线仪表等概念和内容； 第7章分别介绍几种典型现场总线的技术特点，分析各自的协议模型、数据传输技术、模块和设备描述以及电气连接特性等，探讨不同类型现场总线在工业控制领域中的应用实例。

本书内容已制作成相应的PPT教学课件，并附有习题参考答案，一并放在清华大学出版社的教学资源网上，可供使用本教材的院校教师免费下载。

编写分工： 第1章由肖军、李书臣编写； 第2、3章由沈清波编写； 第4章由王宏楠编写； 第5章由肖军编写； 第6、7章由胡玲艳编写。全书由肖军教授统稿，并补充和修改了部分内容。本书在编写的过程中，参考了大量学者及同仁编写的相关书籍和文献资料； 辽宁石油化工大学和大连大学的有关老师给予了热情支持和帮助； 辽宁石油化工大学研究生学院的张一教授对全书进行了审定，并提出了宝贵意见； 清华大学出版社的编辑提供了很好帮助。在此一并致以诚挚的谢意！

由于时间仓促和编者水平有限，书中难免存在错误和不当之处，敬请读者批评指正。

编者

2011年9月