分散控制系统

《分散控制系统与现场总线技术》

课程设计指导书

华北电力大学自动化系

一、课程设计简介

课程编号: 1110204

课程名称：《分散控制系统与现场总线技术》课程设计

英文名称：Total Distributed Control System and Field Bus Technology

课程类型:（必修）

学时：1周

学分：1

适用对象：自动化

二、课程设计的目的

分散控制系统与现场总线技术是目前国内外工程领域应用非常广泛而有效的计算机控制技术，作为自动化类本科学生应当具备和掌握与此相关的基础知识、概念和设计方法。本课程设计是在分散控制系统与现场总线技术课程结束之后进行的一个综合性实践环节，主要目的是使学生在课程内容学习的基础上，运用所学的基础理论知识和设计方法，针对工程应用问题能够进行有关计算机监控系统等内容的综合分析设计以及仿真，通过该教学环节使学生进一步加深对分散控制系统与现场总线技术的认识和理解，同时也给学生提供了一个实践和增加感性认识的机会，为今后从事实际工作打下一定的基础。

三、本课程设计和其他课程的联系

本课程设计的先修课程为：计算机控制技术与系统、过程控制、网络应用基础等。

四、课程设计的要求和内容

总体要求

1、能够运用所学分散控制系统与现场总线技术的基本理论和设计方法，根据工程问题和实际应用方案等的要求，进行方案的总体设计和分析评估。

2、设计报告原则上要求依据相应工程技术规范进行设计、制图、分析和撰写报告等。设计内容

1、DCS数字控制系统方案设计分析

2、DCS程序控制应用方案分析设计

3、DCS现场站数据共享方案设计分析

4、基于现场总线技术的数据采集方案设计分析

5、基于现场总线技术的智能仪表与上位站通信设计分析

6、分散控制系统抗干扰技术与安全可靠性措施分析设计

7、分散控制系统差错控制技术分析设计

8、分散控制系统容错技术分析设计

9、分散控制系统网络结构与通信协议设计

10、分散控制系统与SIS系统数据通信安全性方案设计分析

11、工业I/O接口设备（卡件）新技术发展

12、现场总线技术（Fieldbus）综述

13、网络化控制系统（NCS）综述

14、分散控制系统人-机交互界面新技术发展综述

15、工业以太网解决的关键问题（技术）分析

16、分散控制系统接地系统设计与可靠性分析

17、分散控制系统的电源系统配置方案综述

18、OPC技术综述

19、SOE技术综述

20、工程师站综述

21、操作员站综述

22、现场控制站综述

23、分散控制系统与SIS的接口技术分析

24、工程过程PLC顺序控制系统与DCS系统网络集成设计分析

25、工程过程PLC网络监控系统设计分析

26、基于例外报告技术实现的DCS系统网络通信设计

27、现场控制站实时数据库应用设计分析

28、相位调制解调（PM）数据通讯方案设计分析

29、基于CRC校验原理差错通讯控制方案分析

30、电站数据采集系统（DAS）方案设计与分析

31、电站模拟量控制系统（MCS）方案设计与分析

32、电站顺序控制系统（SCS）方案设计与分析

33、电站汽轮机数字电液控制系统（DEH）方案设计与分析

34、电站小汽轮机数字电液控制系统（MEH）方案设计与分析

35、电站锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）方案设计与分析

36、监控信息系统（SIS）综述

37、管理信息系统（MIS）综述

38、DCS数据库系统综述

39、PLC与现场总线智能仪表通讯分析

40、现场总线控制系统（FCS）应用现状及发展趋势综述

（要求：每题最多不超过2人，报告4000字以上，统一格式打印）五、教学方法及手段

指导教师给出设计题目范围和要求，并指导和解答设计中有关的难点和问题，由学生根据设计题目范围及内容要求选定题目，在查阅收集资料基础上独立完成。

六、时间进度安排

1、选择设计题目；

2、根据设计题要求目查阅收集参考资料；

3、方案分析研究与设计（图纸设计）、仿真实验等；

4、课程设计报告撰写；

5、课程设计答辩。

七、考核方式

根据课程设计报告内容和答辩情况综合评定成绩。

八、推荐参考书

1、计算机控制技术与系统，李大中主编，北京：中国电力出版社2009.

2、白焰，吴鸿，杨国田. 分散控制系统与现场总线控制系统—基础、评选、设计和应用. 北京：中国电力出版社，2001.

3、600MW火力发电机组培训教材－热工自动化/华东六省一市电机工程学汇编，中国电力出版社2000。

4、单元机组自动控制技术，林文孚胡燕编著，中国电力出版社2004。

5、集散控制系统的设计与应用，王常力廖道文主编，清华大学出版社1993。

6、计算机控制技术，俞光昀等，电子工业出版社

7、微型计算机控制技术，潘新民等，邮电出版社

8、计算机控制系统，何克忠等，清华出版社

9、先进控制技术及应用，王树青等，化学工业出版社

10、新型PID控制及其应用，陶永华等，机械出版社

11、计算机控制系统基础，陈炳和编著，北京航空航天大学出版社

2010年6月修订

《分散控制系统与现场总线技术》课程设计

任务书

一、目的与要求

1．通过本课程设计教学环节，使学生加深对所学课程内容的理解和掌握；

2．结合工程问题，培养提高学生查阅文献、相关资料以及组织素材的能力；

3．培养锻炼学生结合工程问题独立分析思考和解决问题的能力；

4．要求学生能够运用所学课程的基本理论和设计方法，根据工程问题和实际应用方案的要求，进行方案的总体设计和分析评估；

5．报告原则上要求依据相应工程技术规范进行设计、制图、分析和撰写等。

二、主要内容

1．每个学生依据个人情况选择课程设计题目；

2．分散控制系统抗干扰技术与安全可靠性措施综述；

3．分散控制系统工程应用方案设计分析；

4．现场总线技术发展应用综述；

5．基于现场总线技术的工程应用方案设计分析；

6．分散控制系统差错、容错控制技术设计分析；

7．工程师站、操作员站功能应用综述；

8．现场控制站工程应用控制方案设计分析；

8．SOE、事故追忆技术分析综述；

9．分散控制系统接地系统设计与可靠性分析；

10．分散控制系统电源安全供电系统配置方案综述。

三、进度计划

序号设计内容完成时间备注

1 选择课程设计题目，查阅相关文献资料12月26日

2 文献资料的学习根据所选题目进行方案设计12月27日

3 与指导教师讨论设计内容、修改设计方案12月28日

4 撰写课程设计报告12月29日

5 课程设计答辩12月30日