《集散系統(tǒng)》課程介紹與教學大綱

《集散系統(tǒng)》課程簡介課程編號：06024009課程名稱：集散系統(tǒng)/DistributedControlSystem學分：2.5學時：40（實驗:6上機0）適用專業(yè)：測控技術與儀器、自動化建議修讀學期：6或7開課單位：電氣與信息工程學院測控技術與儀器系先修課程：大學物理及實驗、傳感器原理與應用，微機原理與接口技術，自動檢測技術及儀表考核方式與成績評定：平時考核與課程結束后閉卷考試相結合，百分制，平時與實驗成績占30%,課程結束后閉卷考試成績占70%。教材與主要參考書目：.《集散控制系統(tǒng)及現(xiàn)場總線》，楊寧，北京航空航天大學出版社，2003年6月.《DCS與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)》，凌志浩，華東理工大學出版社，2008年《集散控制系統(tǒng)及現(xiàn)場總線》，張岳，機械工業(yè)出版社，2006年7月《集散型控制系統(tǒng)的設計與應用》，王常力，清華大學出版社，1996年6月。.有關“集散控制系統(tǒng)”的論壇，博客。內(nèi)容概述：中文：本課程教學內(nèi)容包括：介紹作為工業(yè)過程控制的主流系統(tǒng)一DCS的構成、特點、通訊技術、可靠性技術；系統(tǒng)的主要功能和組態(tài)方法；國內(nèi)外主流控制系統(tǒng)的剖析；應用舉例等方面的內(nèi)容。通過對集散控制系統(tǒng)基礎知識、基本概念的介紹，使學生對本門課程有初步的認識；通過對集散控制系統(tǒng)的體系結構、通信協(xié)議及報文分析，使學生熟悉集散控制系統(tǒng)的使用方法，培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力；通過工業(yè)現(xiàn)場實際應用案例的分析來培養(yǎng)和提高學生的實踐能力；通過對工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線等新技術的介紹，拓寬視野，開發(fā)學生的創(chuàng)新能力。英文：Thiscourseincludes:Introductionasthemainstreamsystemofindustrialprocesscontrol一DCSComposition,characteristics,communicationtechnology,reliabilitytechnology;Themainfunctionofconfigurationmethodandsystem;Analysisofdomesticandinternationalmainstreamcontrolsystem;Examplesofapplicationandotheraspects.Basedonthebasicconceptofdistributedcontrolsystemofbasicknowledge,Inthiscourse,makestudentshaveapreliminaryunderstanding;Basedontheanalysisofsystemstructure,communicationprotocolandmessage,Usingthemethodtomakestudentsfamiliarwithdistributedcontrolsystem,Cultivatingstudents'abilitytoanalyze,solvetheproblem;Throughtheanalysisofindustrialfieldapplicationcasetocultivateandimprovestudents1practicalability;BasedonthenewtechnologyofindustrialEthernet,fieldbusisintroducedtobroadentheirhorizons,developstudents*innovationability.《集散系統(tǒng)》教學大綱課程編號：06024009課程名稱：集散型控制系統(tǒng)/DistributedControlSystem學分：2.5學時：40(實驗:6上機0)適用專業(yè)：測控技術與儀器，建議修讀學期：7開課單位：電氣與信息工程學院電工電子教研室先修課程：大學物理、電路理論先修課程：大學物理及實驗、傳感器原理與應用，微機原理與接口技術，自動檢測技術及儀表一、課程性質、目的與任務本課程是測控技術與儀器本科專業(yè)的專業(yè)選修課，40左右學時的學習內(nèi)容主要包括工業(yè)過程控制的主流系統(tǒng)一DCS的構成、特點、通訊技術、可靠性技術；系統(tǒng)的主要功能和組態(tài)方法；國內(nèi)外主流控制系統(tǒng)的剖析；應用舉例等方面的內(nèi)容。通過這門課程的學習，可初步掌握DCS的基本概念和使用方法。具體要求掌握以下基本內(nèi)容：DCS技術發(fā)展概述DCS的體系結構DCS現(xiàn)場控制站及過程接口單元(以浙江中控的為例)(培養(yǎng)要求3-2)DCS操作站；(5)國產(chǎn)DCS-北京和利時系統(tǒng)(6)現(xiàn)場總線技術概述(7)國外典型的DCS系統(tǒng)介紹通過學習要求掌握：(1)使學生了解DCS技術發(fā)展的特點、發(fā)展方向和應用場合；(2)熟悉DCS的體系結構，現(xiàn)場控制站，操作站；(3)掌握北京和利時DCS系統(tǒng)的應用(培養(yǎng)要求2-2)通過學習本課程，滿足畢業(yè)要求為：使學生獲得集散系統(tǒng)方面的基本理論、基礎知識和基本技能，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，為以后深入學習現(xiàn)場總線打好基礎。具體課程目標可以細化為：1、清楚計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展、集散系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀、國內(nèi)外主流的DCS系統(tǒng)；2、清楚集散系統(tǒng)基本架構、組成，以及各個部分的結構與功能；3、清楚集散系統(tǒng)現(xiàn)場控制站的常用I/O模塊的基本功能，能夠根據(jù)需要選型；4、知道操作站、工程師站的主要顯示畫面與功能，會使用操作站應用軟件，并能編輯生成流程圖畫面、趨勢畫面、報警畫面、控制棒圖畫面等；5、知道通訊網(wǎng)絡的結構形式、通訊協(xié)議、容錯/糾錯功能，能夠采用合適的進行檢錯；

6、知道現(xiàn)場控制站內(nèi)部一些常用的標準控制功能塊，如邏輯運算、PID功能塊、控制類功能塊、通訊類功能塊等，會利用現(xiàn)場內(nèi)部標準的功能塊，實現(xiàn)信號處理方案、簡單的PID控制方案等；7、能利用組態(tài)軟件進行仿真實驗，完成實驗任務。課程目標與畢業(yè)要求對應關系：畢業(yè)要求指標點課程目標1-2具有工程基礎知識，能夠綜合數(shù)理知識，利用基本概念、基本理論對復雜工程問題的工作原理進行表達。51-3具有專業(yè)基礎知識，能夠針對工業(yè)測控技術和智能儀器儀表牽涉的工程問題進行分析與綜合。1、21-4具有測控技術與儀器專業(yè)知識，能夠綜合應用相關知識流程工業(yè)測控技術與智能儀器儀表領域復雜工程問題進行模擬和求解。4、73-1能夠分析流程工業(yè)系統(tǒng)或工程及相關智能儀表應用的特定需求確定具體的設計或研發(fā)目標，給出解決方案。2、73-2能夠根據(jù)系統(tǒng)或工程目標選取適當?shù)膬x表設備與基礎器件并確定設計或研發(fā)方案，并能針對復雜工程問題的關鍵環(huán)節(jié)給出優(yōu)化實現(xiàn)方法。3、6二、教學內(nèi)容與基本要求本課程總學時數(shù)為40學時，其中理論教學為34學時，上機操作6學時，共5章，教學內(nèi)容與學時分配如下：課程內(nèi)容教學要求重點(☆)難點(△)學時安排備注第一章基礎知識及DCS技術概述6第一節(jié)過程控制系統(tǒng)的基本概念C第二節(jié)計算機控制系統(tǒng)的組成、信號流程、發(fā)展歷程C第三節(jié)工業(yè)網(wǎng)絡通信基礎和物理結構B第四節(jié)OSI模型、工業(yè)網(wǎng)絡通信協(xié)議模型C第五節(jié)DCS的產(chǎn)生過程、發(fā)展歷程、特點和優(yōu)點B第二章DCS的體系結構4第一節(jié)DCS的層次結構、軟硬件結構、網(wǎng)絡結構B第二節(jié)典型DCS的體系結構、國產(chǎn)DCS的體系結構B第三章DCS現(xiàn)場控制站及過程接口單元(以浙江中控的為例)12第一節(jié)現(xiàn)場控制站的硬件結構A☆△第二節(jié)硬件組態(tài)I/O卡件功能A☆第三節(jié)控制站功能組態(tài)-梯形圖A☆第四節(jié)控制站功能組態(tài).功能塊圖A☆第四節(jié)控制站功能組態(tài)-ST語音A☆第四章DCS操作站2第一節(jié)流程圖制作B△第二節(jié)趨勢'棒圖'報警等畫面制作B第五章國產(chǎn)DCS-北京和利時系統(tǒng)5第一節(jié)系統(tǒng)及控制站的硬件介紹B第二節(jié)軟件功能組態(tài)A☆△第六早現(xiàn)場總線技術概述3第?節(jié)現(xiàn)場總線產(chǎn)生背景、定義、特點及國際標準B第二節(jié)DCS\PLC\FCS差別、技術簡介B第七章國外典型的DCS系統(tǒng)介紹B2（教學基本要求：A-熟練掌握；B-掌握；C-了解）三、建議實驗項目及學時分配（學時6）實驗1：DCS基本實驗實驗2：DCS操作站實驗實驗3：DCS拓展實驗四、教學方法與教學手段多媒體教學與自學研討、動手實驗相結合五、考核方式與成績評定標準平時考核與課程結束后閉卷考試相結合，百分制，平時與實驗成績占30%,課程結束后閉卷考試成績占70%o六、教材與主要參考書目.《集散控制系統(tǒng)及現(xiàn)場總線》，楊寧，北京航空航天大學