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| 內容簡介： |
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本书系统地阐述了工业控制系统——监督控制与数据采集（SCADA）系统的技术问题，包括系统组成、特点、应用及与集散控制系统等其他控制系统的比较。对SCADA系统设计与开发中的关键技术，包括工业数据采集技术、通信与网络技术、SCADA系统应用软件开发、经典OPC与OPC UA标准、功能安全与工业控制系统信息安全等都结合应用实例进行了详实的分析和论述，并通过对不同行业领域典型SCADA系统工程案例的剖析来加深读者对内容的理解，帮助读者掌握SCADA系统的分析、设计、开发与调试技能。此外，对SCADA系统开发中的一些典型软硬件产品及其使用方法也做了介绍。本书侧重SCADA系统应用与开发中的关键技术和系统集成及其应用，注重内容的系统性、准确性、实用性与新颖性。本书的程序都已通过仿真或实物调试，可以指导读者进行类似的工程开发。本书可作为自动化、电气工程及其自动化、测控技术及仪器、物联网工程等相关专业本科生、研究生的教材，也可作为相关工程技术人员的参考书。
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| 關於作者： |
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王华忠，博士，华东理工大学教授。具备丰富的工业控制系统设计与实践经验，编著有多本相关科技图书，曾指导学生两次获得全国大学生自动化系统应用大赛全国一等奖。
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| 目錄：
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目录第1章 工业控制系统与SCADA系统概述11.1 工业生产中的工业控制系统11.1.1 工业生产行业分类及其对应的工业控制系统11.1.2 离散制造业控制系统与流程工业控制系统31.1.3 典型工业控制系统与设备介绍61.2 SCADA系统概述111.2.1 SCADA系统及其典型特征111.2.2 SCADA系统的发展趋势131.2.3 两类典型工业控制系统——SCADA系统与DCS的比较141.2.4 工业互联网及其与SCADA系统的比较181.3 SCADA系统组成与典型结构201.3.1 下位机系统211.3.2 上位机系统261.3.3 通信网络271.3.4 检测仪表和执行器281.3.5 SCADA系统典型结构291.4 SCADA系统的应用311.4.1 SCADA系统在电力行业的应用311.4.2 SCADA系统在高铁防灾系统中的应用321.4.3 SCADA系统在楼宇自动化中的应用341.4.4 SCADA系统在油气长距离输送中的应用351.4.5 SCADA系统在其他领域的应用381.4.6 SCADA系统的应用效果39第2章 数据通信与网络技术402.1 数据通信概述402.1.1 SCADA系统的数据通信402.1.2 数据通信系统的组成412.1.3 数据传输的几个基本概念422.1.4 数据通信中的差错控制452.2 通用串行通信462.2.1 串行通信参数472.2.2 RS-232接口特性及其串行通信472.2.3 RS-422串行通信与RS-485串行通信492.2.4 串行通信应用实例512.3 Modbus通信协议562.3.1 Modbus协议概述562.3.2 常用Modbus协议及报文解析572.3.3 Modbus通信仿真工具612.4 SCADA系统中的网络技术622.4.1 通信网络概述622.4.2 计算机网络拓扑结构与分类632.4.3 网络传输介质652.4.4 介质访问控制方式682.4.5 网络体系结构与参考模型702.4.6 SCADA等工业控制系统典型网络结构742.5 TCP与UDP及其在SCADA系统中的应用772.5.1 TCP772.5.2 UDP812.5.3 基于TCP的Socket通信及其在SCADA数据通信中的应用822.5.4 SCADA系统中的TCP与UDP通信852.6 现场总线与工业以太网912.6.1 现场总线的体系结构与特点912.6.2 几种典型的现场总线922.6.3 工业以太网942.6.4 工业网关104第3章 工业数据采集技术与应用1083.1 工业数据采集基础1083.1.1 工业数据采集系统组成与结构、I/O接口功能与分类1083.1.2 采样定律与数据采集卡的性能指标1103.1.3 SCADA系统中的数据采集1133.1.4 常用的数据采集技术1153.2 数据采集系统的I/O接口模块1173.2.1 数字量接口模块1173.2.2 模拟量接口模块1203.2.3 多功能接口模块1233.3 基于PC的数据采集1243.3.1 数据采集中的I/O控制方式1243.3.2 基于PC的板卡类设备集中数据采集1263.3.3 基于OPC DA的分布式数据采集1303.3.4 基于PC的Modbus TCP网络分布式数据采集1353.4 PLC与数据采集设备串行通信协同数据采集1373.4.1 PLC与智能模块协同数据采集技术1373.4.2 西门子S7-1200与研华ADAM-4117模块协同数据采集1383.4.3 FX5UC与Modbus从站仿真软件模拟数据采集1403.4.4 FX5UC与智能仪表协同数据采集1423.5 PLC与数据采集设备基于Modbus TCP协同数据采集1463.5.1 基于以太网的协同数据采集1463.5.2 FX5UC与研华ADAM-6017以太网模块协同数据采集1473.5.3 S7-1200与研华ADAM-6024以太网模块协同数据采集1513.6 基于物联网MQTT通信的数据采集1553.6.1 物联网通信协议MQTT1553.6.2 MQTT在工业数据采集中的应用161第4章 SCADA系统应用软件编程与组态1634.1 SCADA系统应用软件1634.1.1 下位机（控制器）应用软件1634.1.2 人机界面软件1644.2 SCADA系统下位机编程规范IEC61131-31654.2.1 传统的控制器编程语言的不足1654.2.2 IEC61131-3标准的产生与特点1664.2.3 IEC61131-3标准的基本内容1684.2.4 IEC61131-3标准的程序组织单元1774.2.5 IEC61131-3标准的软件模型1814.3 IEC61131-3标准编程语言及应用1834.3.1 IEC61131-3标准编程语言概述1834.3.2 梯形图语言及其应用1844.3.3 顺序功能图及其应用1904.3.4 功能块图语言及其应用1954.3.5 结构化文本语言及其应用1974.3.6 连续功能图语言及其应用2014.4 SCADA系统上位机组态软件2024.4.1 上位机组态软件的产生及发展2024.4.2 上位机组态软件的功能需求2044.4.3 组态软件的总体结构及其相似性2054.4.4 组态软件的功能部件2064.4.5 组态软件技术特色2124.5 主要的组态软件介绍2134.5.1 组态软件产品概述2134.5.2 施耐德的InTouch组态软件2144.5.3 西门子的SIMATIC WinCC和WinCC OA2164.5.4 亚控科技组态王软件2184.6 用组态软件开发SCADA系统上位机人机界面2204.6.1 组态软件选型2204.6.2 组态软件设计SCADA人机界面的原则与步骤2214.6.3 SCADA系统人机界面的调试2254.7 组态王软件开发人机界面实例分析2264.7.1 设备添加与构建数据词典2264.7.2 图形界面设计2284.7.3 趋势曲线功能设计2354.7.4 报警和事件等功能设计2364.7.5 报表功能2384.7.6 系统配置2384.7.7 运行和调试240第5章 经典OPC与OPC UA标准及其应用2425.1 经典OPC标准概述2425.1.1 OPC的开发背景和历史2425.1.2 工业控制系统采用OPC标准的好处2445.2 经典OPC接口与数据访问方法2455.2.1 OPC分层模型结构2455.2.2 OPC接口2475.2.3 OPC数据访问方法2475.2.4 OPC DA服务器使用示例2505.3 OPC UA标准及其应用2535.3.1 OPC UA标准提出的背景及其特点2535.3.2 OPC UA标准主要内容2555.3.3 OPC UA应用示例2595.3.4 S7-1500控制器OPC UA服务器的配置与测试2645.4 基于经典OPC通信的CSTR过程工业控制系统数字化仿真2675.4.1 CSTR及其数学模型2675.4.2 数字化仿真系统方案2695.4.3 数字化仿真系统开发273第6章 安全仪表系统与工业控制系统信息安全2786.1 功能安全基础2786.1.1 功能安全相关的基本概念与标准2786.1.2 风险评估与风险降低2796.1.3 安全完整性等级2826.1.4 安全生命周期2836.2 安全仪表系统2856.2.1 安全仪表系统基础2856.2.2 安全仪表产品2906.2.3 安全仪表系统与常规控制系统2926.3 安全仪表系统设计与应用2936.3.1 安全仪表系统设计原则2936.3.2 安全仪表系统设计步骤2946.3.3 安全仪表系统工程应用案例2956.4 工业控制系统信息安全2986.4.1 信息安全2986.4.2 工业控制系统信息安全概述2996.4.3 工业控制系统信息安全与传统IT系统信息安全比较3016.4.4 工业控制系统体系结构及其脆弱性分析3036.4.5 工业控制系统的信息安全标准3066.5 工业控制系统安全防护3076.5.1 工业控制系统典型结构及其安全防护技术3076.5.2 主要自动化公司的信息安全解决方案312第7章 SCADA系统设计与开发3197.1 SCADA系统设计概述3197.2 SCADA系统设计原则3197.3 SCADA系统设计与开发步骤3217.3.1 SCADA系统需求分析与总体设计3227.3.2 SCADA系统类型确定与设备选型3247.3.3 SCADA系统应用软件开发3267.4 SCADA系统调试与运行3297.4.1 离线仿真调试3297.4.2 工厂验收、现场验收、现场综合测试与验收3307.5 SCADA系统可靠性设计3317.5.1 供电抗干扰措施3317.5.2 接地抗干扰措施3327.5.3 软件抗干扰措施3347.5.4 空间抗干扰措施335第8章 SCADA系统应用案例分析3368.1 引言3368.2 大型污水处理厂SCADA系统案例3378.2.1 污水处理工艺与主要处理单元及设备3378.2.2 污水处理厂工业控制系统总体设计3388.2.3 污水处理工业控制系统程序设计3428.2.4 系统调试与运行3478.3 基于MOX公司自动化产品的企业能源集控SCADA系统3508.3.1 MOX公司的SCADA解决方案3508.3.2 某企业能源集控调度SCADA系统3518.3.3 能源集控调度系统投运3598.4 原油长距离输送管线SCADA系统设计与开发3628.4.1 案例概述3628.4.2 OPTO 22 SCADA系统解决方案3628.4.3 原油输送管线SCADA系统设计与开发3638.5 冶金企业电力调度自动化系统的设计与开发3678.5.1 案例概述3678.5.2 电力调度自动化系统网络结构与功能设计3688.5.3 电力调度自动化系统软件功能设计3728.5.4 电力调度自动化系统软件开发与系统配置3748.5.5 电力调度自动化系统投运386参考文献389
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