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化工工藝虛擬模擬與安全分析

為了解決DCS控制的問題，作者田文德，陳秋陽，李正勇，曹婺（編） 這樣論述：

《化工工藝虛擬模擬與安全分析》以化工工藝操作、DCS控制、化工過程虛擬模擬和化工工藝安全分析為編寫主線,以自研的動態類比與分析系統DSAS為工具,通過兩種化工單元操作和三種化工工藝操作的具體實例來說明虛擬模擬技術在化工實習中的基礎應用,每章均配有工程案例分析及習題和推薦閱讀材料。 《化工工藝虛擬模擬與安全分析》可作為高等院校化工、石油、生物、製藥、食品、環境、材料等專業的本、專科學生的電腦模擬和實習實訓教材,也可供這些專業的科研、設計、管理及生產人員參考使用。 上篇基礎知識 第1章化工工藝模擬2 1.1化工工藝簡介2 1.1.1化工工藝定義2 1.1.2化工工藝過程3 1

.2虛擬模擬定義4 1.2.1系統模擬的概念4 1.2.2虛擬實境的概念5 1.2.3虛擬模擬的概念6 1.2.4虛擬模擬訓練系統的概念7 1.3虛擬模擬技術概述8 1.3.1虛擬模擬技術的發展8 1.3.2虛擬模擬技術的特點9 1.3.3虛擬模擬技術的應用9 1.4化工生產中的虛擬模擬技術10 1.4.1化工虛擬模擬技術的應用背景10 1.4.2化工虛擬模擬技術的現狀與發展11 1.4.3化工虛擬模擬技術的作用及意義12 1.5化工工藝模擬的主要用途13 1.5.1工藝開停車13 1.5.2工藝分析15 1.5.3控制方案研究16 1.5.4安全分析16 習題17 推薦閱讀材料17 第2章

控制系統25 2.1化工工藝中的控制系統25 2.1.1概述25 2.1.2基本控制系統的組成28 2.1.3常見的控制結構29 2.1.4典型化工設備的控制方案32 2.1.5控制系統操作要點35 2.2DCS系統38 2.2.1概述38 2.2.2DCS系統操作39 2.2.3DCS畫面40 習題42 推薦閱讀材料42 參考文獻44 第3章化工工藝操作45 3.1設備投運45 3.1.1開車安全檢查45 3.1.2水運和汽運46 3.1.3耐壓試驗47 3.1.4吹掃與置換49 3.1.5抽加盲板49 3.2儀錶使用50 3.2.1液位計的投用與檢查50 3.2.2壓力錶的投用與檢查51

3.2.3溫度計的投用與檢查52 3.2.4流量表的投用與檢查53 3.2.5調節閥失靈的判斷和處理54 3.3操作安全55 3.3.1設備運行前的鈍化防爆技術55 3.3.2設備的啟停55 3.3.3設備運行中閥門的使用和維護58 3.3.4設備中的排液(水)59 3.3.5設備運行中管線跑料的處理60 3.3.6勞保用品的正確使用61 3.3.7安全生產措施的應用62 習題65 推薦閱讀材料66 中篇典型化工工藝虛擬模擬 第4章DSAS虛擬模擬軟體70 4.1模擬軟體簡介70 4.2化工過程動態類比系統結構71 4.2.1軟體功能說明71 4.2.2學員台SStation71 4.2.

3教師台TStation72 4.2.4動態類比與分析系統DSAS73 4.2.5仿集散控制系統VDCS73 4.3VDCS操作方法75 4.43D虛擬現場作業系統3DField77 習題79 推薦閱讀材料80 參考文獻80 第5章脫丙烷精餾塔模擬軟體操作81 5.1脫丙烷精餾工藝流程描述81 5.2主要設備、主要調節器及儀錶說明82 5.3裝置開車程式83 5.4裝置停車程式85 5.5異常工況及事故處理85 習題86 推薦閱讀材料87 參考文獻89 第6章催化裂化吸收塔模擬軟體操作90 6.1催化裂化吸收工序流程描述90 6.2主要設備、主要調節器及儀錶說明91 6.3裝置開車程式93

6.4正常操作94 6.5裝置停車程式94 6.6異常工況及事故處理95 習題96 推薦閱讀材料97 參考文獻100 第7章電石法生產乙炔工藝模擬操作101 7.1乙炔工藝流程描述101 7.1.1乙炔生產方法簡介101 7.1.2電石法生產乙炔工藝描述101 7.2主要設備103 7.3裝置開車程式103 7.3.1破碎崗位103 7.3.2發生上料崗位104 7.3.3發生排渣崗位104 7.3.4清淨崗位105 7.4裝置停車程式106 7.4.1破碎崗位106 7.4.2發生上料崗位106 7.4.3發生排渣崗位107 7.4.4清淨崗位107 7.5事故處理107 習題107 推

薦閱讀材料108 參考文獻109 第8章合成氨合成工序模擬操作110 8.1合成氨合成工序流程描述110 8.1.1合成氨生產方法簡介110 8.1.2合成工序流程描述111 8.2主要設備112 8.3裝置開車程式112 8.4裝置停車程式114 8.5事故處理114 8.5.1IS04501-氨合成部分114 8.5.2IS04502-開工加熱爐115 8.5.3IS04503-氨分離器低液位聯鎖115 8.5.4IS04504-緩衝槽D04502高液位聯鎖115 8.5.5IS04601-氨壓縮機的跳閘116 8.5.6I04505-緩衝槽D04502低液位116 8.5.7IS046

02-尾氣放火炬跳閘116 8.5.8I04603-閃蒸槽D04601低液位聯鎖117 8.5.9I04604-氨排放泵P04602聯鎖117 習題117 推薦閱讀材料119 參考文獻119 第9章乙烯直接氧化法生產乙醛工藝模擬操作120 9.1乙烯直接氧化法生產乙醛工藝流程描述120 9.1.1反應單元121 9.1.2蒸餾單元122 9.1.3再生單元122 9.1.4中間罐區123 9.2主要設備、主要調節器及儀錶說明123 9.3裝置開車程式128 9.3.1開車前的準備工作128 9.3.2反應單元開車128 9.3.3蒸餾單元開車129 9.3.4中間罐區開車130 9.3.5再

生單元開車130 9.4裝置停車程式131 9.4.1反應單元停車程式131 9.4.2蒸餾單元停車程式131 9.4.3再生單元停車程式132 9.5事故處理132 習題134 推薦閱讀材料134 下篇化工工藝運行安全分析 第10章化工安全分析138 10.1化工安全分析的基本概念138 10.1.1化工安全分析的由來138 10.1.2化工安全分析的分類139 10.1.3化工安全分析的目的和作用140 10.2化工工藝安全分析方法141 10.3HAZOP分析方法145 10.3.1HAZOP分析的原理146 10.3.2HAZOP分析的實施過程146 10.3.3HAZOP分析的優勢

149 10.3.4HAZOP分析的不足150 10.3.5HAZOP分析的國內外現狀和發展趨勢150 10.4化工工藝安全分析的發展趨勢152 習題153 推薦閱讀材料154 參考文獻155 第11章基於動態類比的化工工藝安全分析156 11.1化工過程動態類比的基本概念156 11.2化工過程動態類比平臺158 11.2.1AspenPlus穩態模擬平臺簡介158 11.2.2AspenDynamics動態類比平臺簡介159 11.2.3AspenHYSYS動態類比平臺簡介161 11.3基於AspenDynamics的HAZOP分析162 11.3.1DynSim-HAZOP方法的原理

162 11.3.2DynSim-HAZOP方法的流程163 11.3.3DynSim-HAZOP方法的定量化方法164 11.4合成氨合成工序案例164 11.4.1合成氨合成系統中潛在危險因素分析164 11.4.2合成氨合成系統的穩、動態類比167 11.4.3合成氨合成系統的DynSim-HAZOP分析172 習題174 推薦閱讀材料175 參考文獻177 第12章安全與防護178 12.1化學工業發展伴生的新危險178 12.2化學工業對安全的新要求179 12.3石油化工安全生產的有關法律和規範179 12.4化工生產中的危險化學品183 12.5安全泄放裝置184 12.5.1

安全泄放裝置的分類185 12.5.2安全閥保護裝置186 12.5.3爆破片裝置186 12.6安全聯鎖裝置187 12.6.1安全聯鎖裝置的分類187 12.6.2安全聯鎖裝置設計與應用188 12.7緊急停車裝置189 12.8安全教育190 12.8.1三級安全教育和特殊工種教育190 12.8.2安全教育的內容190 12.9人身防護措施191 12.9.1個人防護用品配置191 12.9.2事故應急處理措施191 習題192 推薦閱讀材料193 參考文獻195 附錄196 附錄A幾起重大化工生產事故案例分析196 附錄B常見易燃易爆氣體的燃燒熱和在空氣中的爆炸極限200

化工專業的實踐環節有助於培養學生對化工生產的感性認識,但近年來化工企業考慮到安全問題,普遍不願接收學生實習,即使接收也僅限於現場參觀,導致學生不能深入瞭解實際化工生產過程,法掌握工藝操作技能,理論知識與實際生產脫節。虛擬模擬技術為學生提供了一個可靠、安全和經濟的虛擬模擬實踐環境,説明學生瞭解化工裝置操作原理、動態控制行為和事故演變過程,提高對工藝過程的運行控制能力和應急處置能力。 《化工工藝虛擬模擬與安全分析》立足在校化工專業學生的知識結構,以及化工過程管理、運行和控制對該專業的切實需求,從化工專業的典型工藝出發,系統介紹化工工藝的虛擬模擬與安全分析過程。教材以商務軟體Aspen

Dynamics以及我們自研的動態類比與分析系統DSAS為工具,融入大量的動態類比案例和軟體使用說明,結合常見化工設備和流程的動態類比原理,融合流程類比、自動控制、DCS操作,系統地介紹了化工動態類比與虛擬模擬過程,提高學生對化工裝置的整體操控能力。為方便讀者練習,本教材主要章節均給出了案例類比的詳細步驟截圖,並列出了軟體輸入所需的資料清單,以及最終運行結果的資料表和軟體截圖,力圖使讀者能夠順利地重複書中案例,加深對具體動態類比過程的理解。 與本書配套的《化工過程電腦應用基礎》和《化工過程電腦輔助設計基礎》教材已分別於2007年和2012年由化學工業出版社出版。這兩本教材以Matlab、GA

MS、Fluent、AspenPlus等軟體為工具,詳細介紹了各類化工單元和流程的類比、設計和優化思路,並附有大量例題和原始程式碼,可作為本書的基礎教程參考使用。 《化工工藝虛擬模擬與安全分析》共分三篇,一共12章。上篇為基礎知識篇,分3章介紹化工工藝操作原理、DCS控制系統運行機制以及虛擬模擬技術在這兩方面的應用情況。中篇以動態類比與分析系統DSAS為例,介紹典型化工工藝的模擬操作過程,包括精餾、吸收兩種單元操作,以及乙炔、合成氨、乙醛三種工藝,共6章。下篇為化工工藝運行安全分析篇,分3章介紹安全分析原理、動態類比在安全分析中的應用、安全與防護等。本書由青島科技大學化工學院的田文德、陳秋陽

、李正勇、曹婺編寫,其中第7至第11章由田文德編寫,第1章由陳秋陽編寫,第3和第12章由李正勇編寫,第2、第4至第6章由曹婺編寫。青島康安保安全諮詢公司的韋洪龍參與了部分章節的修訂工作,在此一併表示感謝。 本教材適用於化學工程與工藝及相關專業,包括化工、石油、生物化工、食品、製藥、材料、輕紡、冶金、環境工程、輕化工程以及過程裝備與控制等專業,可用於這些專業的本、專科學生的電腦模擬和實習實訓教材,也可以供這些專業的應用技術人員參考使用。 由於編者水準有限,書中不足之處在所難免,懇請讀者批評指正。 編者 2017年12月 于青島科技大學

現場總線及其應用技術（第2版）

為了解決DCS控制的問題，作者李正軍，李瀟然 這樣論述：

本書從科研、教學和工程實際應用出發，理論聯系實際，全面系統地介紹了現場總線技術、工業以太網及其應用系統設計，力求所講內容具有較強的可移植性、先進性、系統性、應用性、資料開放性，起到舉一反三的作用。全書共分11章，主要內容包括：現場總線概論、網絡與通信基礎、串行通信與Mod bus-RTU通信協議、CAN現場總線與CAN open、Lon Works智能控制網絡、PROFIBUS現場總線、基金會現場總線FF、CC-Link與World FIP現場總線、Device Net現場總線、工業以太網、基於現場總線與工業以太網的新型DCS的設計。全書內容豐富，體系先進，結構合理，理論與實踐相結合，尤其注重

工程應用技術。本書是在作者教學與科研實踐經驗的基礎上，結合二十年現場總線技術的發展編寫而成的，書中詳細地介紹了作者在現場總線與工業以太網應用領域的新科研成果，給出了大量的應用設計實例。本書可作為高等院校各類自動化、電子與電氣工程、計算機應用、信息工程、自動檢測等專業的本科教材，同時可以作為相關專業的研究生教材，也適用於從事現場總線與工業以太網控制系統設計的工程技術人員參考。 第2版前言第1版前言第1章現場總線與工業以太網概述11現場總線的現狀與發展111現場總線的產生112現場總線的本質113現場總線的特點和優點114現場總線標准的制定115現場總線的現狀116現場總線網絡

的實現117現場總線技術的發展趨勢12工業以太網的產生與發展121以太網引入工業控制領域的技術優勢122工業以太網與實時以太網123IEC 61784-2標准124工業以太網技術的發展現狀125工業以太網技術的發展趨勢與前景13企業網絡信息集成系統131企業網絡信息集成系統的層次結構132現場總線的作用133現場總線與上層網絡的互聯134現場總線網絡集成應考慮的因素14現場總線設備141現場總線設備的分類與特點142現場總線差壓變送器143現場總線溫度變送器144現場總線閥門定位器145現場總線電動執行器146現場總線-氣壓轉換器147電流-現場總線轉換器148現場總線-電流轉換器149現場總

線接口類設備1410現場總線儀表圓卡15現場總線簡介151基金會現場總線（FF）152CAN153DeviceNet154LonWorks155PROFIBUS156HART157INTERBUS158CC-Link159ControlNet1510WorldFIP1511P-Net1512SwiftNet1513AS-i1514RS-48516工業以太網簡介161工業以太網的主要標准162IDA163Ethernet/IP164EtherCAT165Ethernet Powerlink166PROFINET167HSE168EPA習題第2章網絡與通信基礎21數據通信基礎211基本概念212通

信系統的組成213數據編碼214通信系統的性能指標215信號的傳輸模式216局域網及其拓撲結構217網絡傳輸介質218介質訪問控制方式219CRC校驗22現場控制網絡221現場控制網絡的節點222現場控制網絡的任務223現場控制網絡的實時性23網絡硬件231網絡傳輸技術232局域網233城域網234廣域網235無線網236互聯網24網絡互聯241基本概念242網絡互聯規范243網絡互聯操作系統244現場控制網絡互聯25網絡互聯設備251中繼器252網橋253網關254路由器26通信參考模型261OSI參考模型262TCP/IP參考模型263OSI參考模型和TCP/IP參考模型的比較264現場總

線的通信模型27netX網絡控制器271netX系列網絡控制器272netX系列網絡控制器的軟件結構273netX可用的協議堆棧274基於netX網絡控制器的產品分類275開發工具和測試板276設計服務277價格模式28ARM處理器281ARM處理器概述282ARM體系架構的版本283ARM處理器的分類29網絡操作系統與工控組態軟件291Windows操作系統292Netware293Windows CE294VxWorks295μC/OS-II296Linux297工控組態軟件210OPC技術2101OPC技術概述2102OPC關鍵技術2103OPC DA規范2104工業控制領域中的OPC應

用實例211Web技術2111Web技術概述2112Web服務端技術2113Web客戶端技術2114SCADA系統中的Web應用方案設計習題第3章串行通信與Modbus-RTU通信協議31串行通信基礎311串行異步通信數據格式312連接握手313確認314中斷315輪詢316差錯檢驗32RS-232C串行通信接口321RS-232C端子322通信接口的連接323RS-232C電平轉換器33RS-485串行通信接口331RS-485接口標准332RS-485收發器333應用電路334RS-485網絡互聯34USB接口341USB接口的定義342USB接口的特點343USB接口的應用35Modbu

s通信協議351Modbus通信協議概述352兩種傳輸方式353Modbus消息幀354錯誤檢測方法355Modbus的編程方法36PMM2000電力網絡儀表及其應用361PMM2000電力網絡儀表概述362PMM2000電力網絡儀表Modbus-RTU通信協議363PMM2000電力網絡儀表在數字化變電站中的應用習題第4章CAN現場總線與CANopen41CAN的技術規范411CAN的基本概念412CAN的分層結構413報文傳送和幀結構414錯誤類型和界定415位定時與同步的基本概念416CAN總線的位數值表示與通信距離42CAN通信控制器SJA1000421SJA1000內部結構422SJ

A1000引腳介紹423SJA1000應用說明424BasicCAN功能說明425PeliCAN功能說明426BasicCAN和PeliCAN的公用寄存器43帶SPI接口的CAN通信控制器MCP2515431MCP2515概述432MCP2515的功能44CAN 總線收發器441CAN總線收發器概述442PCA82C250/251CAN總線收發器443TJA1050 CAN總線收發器444TJA1051 CAN總線收發器445NCV7356 CAN總線單線收發器446AMIS-30660 CAN總線收發器447AMIS-30663 CAN總線收發器448AMIS-42700 雙高速CAN總線收

發器45CAN總線應用節點設計451硬件電路設計452程序設計46基於PCI總線的CAN智能網絡通信適配器的設計461SCADA系統結構462PCI總線概述463PCI控制器CY7C09449PV464CAN智能網絡通信適配器的設計47CAN智能節點的設計471CAN智能測控節點的一般結構472FBCAN-8DI八路數字量輸入智能節點的設計48CAN通信轉換器的設計481CAN通信轉換器概述482CAN通信轉換器微控制器主電路的設計483CAN通信轉換器UART驅動電路的設計484CAN通信轉換器CAN總線隔離驅動電路的設計485CAN通信轉換器USB接口電路的設計49CAN總線在汽車電子系統

中的應用491應用概述492汽車CAN總線設計方案410CANopen4101CANopen通信和設備模型4102CANopen物理層4103CANopen應用層4104CANopen設備子協議4105CANopen設備與網絡習題第5章LonWorks智能控制網絡51LonWorks智能控制網絡概述52神經元芯片521神經元芯片概述522神經元芯片TMPN3150B1AF523網絡通信端口524收發器53神經元芯片應用I/O531I/O時序532直接I/O對象533串行I/O對象534定時器/計數器I/O對象54LonWorks智能控制網絡的組成541LonWorks智能控制網絡結構542Lo

nWorks的技術支持55LonTalk通信協議與LonMark對象551LonTalk協議介紹552LonTalk提供的服務553介質訪問控制和MAC層協議554LonTalk協議的鏈路層及網絡層555LonTalk高層協議556LonMark對象56Neuron C——面向對象的編程語言561Neuron C概述562Neuron C編程563網絡變量564顯式報文57LonWorks開發工具571LonBuilder開發工具572NodeBuilder節點開發工具573第三代LNS網絡工具574iLON LonWorks互聯網連接設備58基於控制模塊的LonWorks應用節點開發581控

制模塊582基於控制模塊的節點開發實例59基於PCI總線的LON網絡智能適配器591系統功能592總體設計593CPLD譯碼510Host-Base結構節點的設計5101Host-Base結構節點的硬件設計5102Host-Base結構節點的軟件設計習題第6章PROFIBUS現場總線61PROFIBUS概述62PROFIBUS的協議結構621PROFIBUS-DP的協議結構622PROFIBUS-FMS的協議結構623PROFIBUS-PA的協議結構63PROFIBUS-DP現場總線系統631PROFIBUS-DP的三個版本632PROFIBUS-DP系統組成和總線訪問控制633PROFIBU

S-DP系統工作過程64PROFIBUS-DP的通信模型641PROFIBUS-DP的物理層642PROFIBUS-DP的數據鏈路層（FDL）643PROFIBUS-DP的用戶層644PROFIBUS-DP用戶接口65PROFIBUS-DP的總線設備類型和數據通信651PROFIBUS-DP總線設備與數據通信概述652DP設備類型653DP設備之間的數據通信654PROFIBUS-DP循環655采用交叉通信的數據交換656設備數據庫文件（GSD）66PROFIBUS傳輸技術661DP/FMS的RS-485傳輸技術和安裝要點662PA的IEC1158-2傳輸技術和安裝要點663光纖傳輸技術67P

ROFIBUS總線存取協議671PROFIBUS-DP672PROFIBUS-PA673PROFIBUS-FMS68從站通信控制器SPC3681ASICs介紹682功能簡介683引腳說明684存儲器分配685ASIC 接口686PROFIBUS-DP接口687通用處理器總線接口688UART689PROFIBUS 接口69主站通信控制器ASPC2與網絡接口卡691ASPC2介紹692CP5611網絡接口卡693CP5613網絡接口卡694CP5511/5512網絡接口卡610PROFIBUS-DP開發包46101開發包4（PACKAGE 4）的組成6102硬件安裝6103軟件使用611PROF

IBUS-DP從站的開發6111硬件電路6112軟件開發612PROFIBUS-DP從站智能節點的設計6121PROFIBUS-DP從站智能測控節點的一般結構6122FBPRO-8DO八路數字量輸出智能節點的設計6123FBPRO-8DO從站的GSD文件6124PROFIBUS-DP上位機通信程序設計6125PROFIBUS-DP從站的測試過程613PROFInet技術6131PROFInet部件模型6132PROFInet運行期6133PROFInet的網絡結構6134PROFInet與OPC的數據交換614PROFIBUS控制系統的集成技術6141PROFIBUS控制系統的構成6142PR

OFIBUS控制系統的配置6143PROFIBUS系統配置中的設備選型615基於嵌入式通信模塊COM-C的PROFIBUS-DP主站系統設計6151PROFIBUS-DP主站系統設計方案 6152基於嵌入式通信模塊COM-C的DP主站硬件設計 6153基於嵌入式通信模塊COM-C的DP主站軟件設計 6154PROFIBUS-DP主站模塊在新型DCS系統中的應用 習題第7章基金會現場總線FF71基金會現場總線FF711基金會現場總線FF的主要技術712通信系統的組成及其相互關系713基金會現場總線的通信模型714物理層715數據鏈路層716現場總線訪問子層717現場總線報文規范層718網絡管理7

19系統管理7110FF通信控制器72FF功能塊參數721功能塊及參數概述722控制變量的計算723塊模式參數724量程標定參數725錯誤狀態和警報73FF的功能塊庫731轉換塊和資源塊732功能塊74FF的典型功能塊741模擬輸入功能塊AI742模擬輸出功能塊AO743開關量輸入功能塊DI744開關量輸出功能塊DO745PID控制算法功能塊PID75功能塊在串級控制設計中的應用751爐溫控制系統752串級控制功能塊連接753功能塊參數設置習題第8章CC-Link與WorldFIP現場總線81CC-Link現場總線811CC-Link結構及系統配置812CC-Link通信規范813CC-Lin

k通信協議814CC-Link產品的開發82WorldFIP現場總線821WorldFIP現場總線概述822WorldFIP現場總線技術的體系結構823WorldFIP現場總線技術的硬件體系824WorldFIP現場總線技術的軟件體系825WorldFIP現場總線技術開發工具習題第9章DeviceNet現場總線91DeviceNet概述911DeviceNet的特性912對象模型913DeviceNet網絡及對象模型92DeviceNet連接921DeviceNet關於CAN標識符的使用922建立連接93DeviceNet報文協議931顯式報文932輸入輸出報文933分段/重組934重復MAC

ID檢測協議935設備監測脈沖報文及設備關閉報文94DeviceNet通信對象分類95網絡訪問狀態機制951網絡訪問事件矩陣952重復MAC ID檢測953預定義主/從連接組96指示器和配置開關961指示器962配置開關963指示器和配置開關的物理標准964DeviceNet連接器圖標97DeviceNet的物理層和傳輸介質971DeviceNet物理層的結構972物理層973傳輸介質974網絡電源配置98設備描述981對象模型982I/O數據格式983設備配置984擴展的設備描述985設備描述編碼機制99DeviceNet節點的開發991DeviceNet節點的開發步驟992設備描述的規划

993設備配置和電子數據文檔（EDS）習題第10章工業以太網101EtherCAT1011EtherCAT 協議概述1012EtherCAT系統組成1013EtherCAT應用層協議1014EtherCAT從站控制芯片1015EtherCAT硬件設計1016EtherCAT伺服驅動器控制應用協議102SERCOS 1021SERCOS概述1022SERCOS協議1023SERCOSⅢ的接口實現1024SERCOS工業應用103Ethernet Powerlink1031POWERLINK的原理1032POWERLINK網絡拓撲結構1033POWERLINK的實現方案1034POWERLINK的

應用層1035POWERLINK在運動控制和過程控制的應用案例104EPA1041EPA概述1042EPA技術原理1043基於EPA的技術開發習題第11章基於現場總線與工業以太網的新型DCS的設計111新型DCS概述1111通信網絡的要求1112控制功能的要求1113系統可靠性的要求1114其他方面的要求112現場控制站的組成11212個控制站的DCS結構1122DCS測控板卡的類型113新型DCS通信網絡1131以太網實際連接網絡1132雙CAN網絡114新型DCS控制卡的硬件設計1141控制卡的硬件組成1142W5100網絡接口芯片1143雙機冗余電路的設計1144存儲器擴展電路的設計11

5新型DCS控制卡的軟件設計1151控制卡軟件的框架設計1152雙機熱備程序的設計1153CAN通信程序的設計1154以太網通信程序的設計116控制算法的設計1161控制算法的解析與運行1162控制算法的存儲與恢復1178通道模擬量輸入板卡（8AI）的設計11718通道模擬量輸入板卡的功能概述11728通道模擬量輸入板卡的硬件組成11738通道模擬量輸入板卡微控制器主電路的設計11748通道模擬量輸入板卡的測量與斷線檢測電路設計11758通道模擬量輸入板卡信號調理與通道切換電路的設計11768通道模擬量輸入板卡的程序設計1188通道熱電偶輸入板卡（8TC）的設計11818通道熱電偶輸入板卡的功

能概述11828通道熱電偶輸入板卡的硬件組成11838通道熱電偶輸入板卡的測量與斷線檢測電路設計11848通道熱電偶輸入板卡的程序設計1198通道熱電阻輸入板卡（8RTD）的設計11918通道熱電阻輸入板卡的功能概述11928通道熱電阻輸入板卡的硬件組成11938通道熱電阻輸入板卡的測量與斷線檢測電路設計11948通道熱電阻輸入板卡的程序設計11104通道模擬量輸出板卡（4AO）的設計111014通道模擬量輸出板卡的功能概述111024通道模擬量輸出板卡的硬件組成111034通道模擬量輸出板卡的PWM輸出與斷線檢測電路設計111044通道模擬量輸出板卡自檢電路設計111054通道模擬量板卡輸出

算法設計111064通道模擬量板卡的程序設計111116通道數字量輸入板卡（16DI）的設計1111116通道數字量輸入板卡的功能概述1111216通道數字量輸入板卡的硬件組成1111316通道數字量輸入板卡信號預處理電路的設計1111416通道數字量輸入板卡信號檢測電路的設計1111516通道數字量輸入板卡的程序設計111216通道數字量輸出板卡（16DO）的設計1112116通道數字量輸出板卡的功能概述1112216通道數字量輸出板卡的硬件組成1112316通道數字量輸出板卡開漏極輸出電路的設計1112416通道數字量輸出板卡輸出自檢電路的設計1112516通道數字量輸出板卡外配電壓檢測電

路的設計1112616通道數字量輸出板卡的程序設計11138通道脈沖量輸入板卡（8PI）的設計111318通道脈沖量輸入板卡的功能概述111328通道脈沖量輸入板卡的硬件組成111338通道脈沖量輸入板卡的程序設計習題參考文獻

藉工廠資產架構裡定義之控制迴路導入智慧化模型預測控制

為了解決DCS控制的問題，作者郭張興 這樣論述：

因應工業4.0的興起，以及因而發展出來的眾多國際標準，例如ISA-95與OPC UA，整合與融合工廠內部資訊與操作控制成為製造業首要努力目標。針對目前多數工廠的問題，包括缺乏定期調校控制迴路中的控制器參數，以及未納入預測控制概念，有必要探討如何依據ISA-95定義出控制迴路之資產架構，進而導入自製智慧化模型預測控制。本報告首先說明ISA-95資產架構下之控制迴路概念，包括該標準如何定義工廠PID控制迴路名稱、類別與能力，以及如何建立系統化資訊。其次，本報告討論工廠分散式控制系統、PID控制器與設備之間的關係，說明控制器參數定期調校的重要性，並介紹控制器參數理論與IMC理論。關於操作預測控制的

概念，本報告分別說明先進預測控制(APC)、模型預測控制(MPC)，以及結合類神經網路技術所延伸出來的智慧化模型預測控制(NN MPC)。本報告以一個實廠案例，完成了資產管理架構的建立、控制器參數調校、並利用實廠數據建立NNMPC。透過NNMPC來預測未來10分鐘的液位趨勢走向，經由測試集測試的模型性能達到0.75，其他數據集測試模型性能達到0.73。