工业过程控制及安全技术+2

内容简介

本书在阐述系统工程基本原理的基础上，以系统化的观点，能标准的保护模型出发，地阐述和分析了用于工业过程的工业控制系统、工业控制中典型的保护策略能技术在工业生产中的应用括本质技术、工业报警、故障检测与诊断、常规控制系统的工艺联锁及仪表系统的联锁，并对相关的技术原理、基本概念、完整等级评估与验证等做了详细介绍。针对工业化与信息化深度融合对工业控制系统带来的挑战，本书对工业控制系统信息的现状、典型特征、工业控制系统的脆弱、监控与防护、有关标准及评估等内行了深入介绍，并结合工业控制系统测试床开发实例，分析了测试床在工业控制系统信息中的作用。本书按照保护层的结构层次来统领各种策略，侧重于对工业控制系统及与工业过程相关的技行、系统和完整介绍。在内容安排上，既有传统能知识，又结合了新的仪表系统、工业控制系统信息等内容。同时结合实际工程案例剖析相关知识点，有利于培养读者行工业过程控制系统设计时的意识，以及针对工业过程的分析、评估和综合实施各类策略的能力。本书可以作为自动化类、系统工程、网络空间等相关专业大学本科生、研究生的教材，也可以作为工业企业技术人员、工业信息公司和相关工程设计技术人员的参考书。

目录

目 录
第1章 绪 论 （1）
1．1 系统工程相关概念 （1）
1．1．1 与标准 （1）
1．1．2 系统 （1）
1．1．3 系统工程 （2）
1．1．4 系统工程 （2）
1．2 系统工程的研究对象、内容与特点 （3）
1．2．1 系统工程的研究对象 （3）
1．2．2 系统工程的内容 （4）
1．2．3 系统工程的特点 （6）
1．3 工业生产 （7）
1．3．1 工业生产问题 （7）
1．3．2 工业生产的主要保障措施 （7）
1．4 本书内容介绍与安排 （8）
复题 （10）
第2章 工业控制系统及其基本策略 （11）
2．1 工业控制系统概述 （11）
2．1．1 工业自动化的一般概念 （11）
2．1．2 工业控制系统的体系结构 （13）
2．1．3 工业控制系统的组成 （18）
2．2 工业控制系统的发展及其关键技术 （24）
2．2．1 工业控制系统的发展 （24）
2．2．2 控制装置（控制器）的类型 （29）
2．2．4 工业控制系统人机界面技术 （37）
2．2．5 工业控制系统控制器编程技术及语言规范 （39）
2．2．6 工业控制系统的数据通信及能 （42）
2．2．7 工业控制系统实时数据交换规范―OPC与OPC UA （44）
2．3 集散控制系统 （48）
2．3．1 集散控制系统概述 （48）
2．3．2 集散控制系统的特点 （49）
2．3．3 集散控制系统的组成 （50）
2．4 监督控制与数据采集（SCADA）系统 （57）
2．4．1 SCADA系统的概述 （57）
2．4．2 SCADA系统的组成 （58）
2．4．3 SCADA系统的应用 （61）
2．4．4 SCADA系统、DCS与PLC的比较 （63）
2．5 工业控制系统的报能与报警管理系统 （65）
2．5．1 工业控制系统的报能 （65）
2．5．2 工业过程报警系统（AAS）能设计 （69）
2．6 工业生产的保护措施与联锁 （71）
2．6．1 工业生产的保护措施 （71）
2．6．2 常规控制系统的联能 （74）
2．7 工业控制系统电源、接与环境适应 （76）
2．7．1 电源系统设计 （76）
2．7．2 接地系统设计和防雷设计 （77）
2．7．3 环境适应设计技术 （79）
复题 （81）
第3章　故障检测与诊断 （82）
3．1 故障检测与诊断技术概述 （82）
3．1．1 故障检测与诊断的基础知识 （82）
3．1．2 故障诊断系统的能指标 （85）
3．1．3 故障诊断方法综述 （86）
3．2 多变量统计故障诊断方法 （95）
3．2．1 主元分析法和偏二乘法 （95）
3．2．2 基于主元分析的故障诊断方法 （98）
3．2．3 基于变量贡献图的故障诊断 （100）
3．2．4 基于核函数主元分析（KPCA）的非线过程实时监测方法 （101）
3．2．5 仿真示例 （104）
3．3 人工神经网络及其在工业过程故障诊断中的应用 （112）
3．3．1 BP神经网络基本原理 （112）
3．3．2 BP神经网络在冷冻机组故障诊断中的应用 （115）
3．4 支持向量机在工业过程故障诊断中的应用 （117）
3．4．1 支持向量机原理与分类算法 （117）
3．4．2 支持向量机故障诊断方法原理 （120）
3．4．3 仿真示例 （121）
3．5 多模态工业过程状态监测 （122）
3．5．1 多模态工业过程状态监测概述 （122）
3．5．2 MPCA及其在间歇过程状态监测中的应用 （123）
3．6 机械设备状态监测与故障诊断 （127）
3．6．1 机械设备状态监测与故障诊断概述 （127）
3．6．2 机械设备状态监测中的信号处理 （131）
复题 （133）
第4章能与仪表系统 （134）
4．1能基础 （134）
4．1．1 能能 （134）
4．1．2 危险与风险 （135）
4．1．3 风险评估 （135）
4．1．4 风险降低与保护层模型 （136）
4．1．5 完整等级 （139）
4．1．6 必要的风险降低与SIL的关系 （140）
4．1．7 生命周期 （141）
4．2 仪表系统 （143）
4．2．1 仪表系统的概念 （143）
4．2．2 仪表系统的分类 （144）
4．2．3 仪表系统与基本过程控制系统 （145）
4．2．4 仪表系统的与可用 （147）
4．2．5 仪表系统的种类及其特征 （148）
4．2．6 仪表系统相关的主要参数 （155）
4．3 风险评估与SIL定级 （158）
4．3．1 过程危险分析 （158）
4．3．2 主要的风险分析方法 （158）
4．3．3 保护层分析（LOPA）与示例 （162）
4．3．4 SIF的SIL确定方法 （164）
4．4 仪表系统的结构及其可靠分析与计算 （167）
4．4．1 仪表系统的冗余结构及其定分析 （167）
4．4．2 仪表系统冗余结构的故障树分析 （170）
4．4．3 仪表系统冗余结构的可靠框图分析 （174）
4．4．4 仪表系统冗余结构的马尔可夫模型分析 （178）
4．5 仪表系统的设计与应用 （183）
4．5．1 仪表系统的设计原则 （183）
4．5．2 仪表系统的设计步骤 （184）
4．5．3 SIF的PFD计算 （185）
复题 （186）
第5章 仪表系统工程案例 （188）
5．1 引言 （188）
5．2 工艺流程概述 （188）
5．2．1 工艺流程 （188）
5．2．2 主要工艺参数 （189）
5．3 废气处理站的完整等级评估 （190）
5．3．1 仪表系统的设计流程与风险评估中的参照标准 （190）
5．3．2 废气处理站的完整等级评估 （194）
5．3．3 废气处理站燃烧器节点的HAZOP （196）
5．3．4 废气处理站的LOPA与SIL等级确定 （199）
5．4 废气处理站仪表系统的设计与验证 （206）
5．4．1 SIS需求规范 （206）
5．4．2 废气处理站仪表系统的SIF回路设计 （207）
5．4．3 仪表系统的SIF验证 （209）
5．5 基于HIMA仪表产品的废气站仪表系统实施 （213）
5．5．1 希马全仪表产品介绍 （213）
5．5．2 基于HIMA仪表的废气站仪表系统组态 （216）
5．5．3能管理 （220）
5．5．4 项目实施 （221）
第6章 工业控制系统信息 （225）
6．1 工业控制系统信息问题 （225）
6．1．1 信息基础 （225）
6．1．2　工业控制系统信息概述 （226）
6．1．3　工业控制系统信息与IT系统信息的比较 （229）
6．2　网络控制协议解析与漏洞分析 （230）
6．2．1　Modbus/TCP协议解析 （230）
6．2．2　IEC 60870-5-104远动规约协议解析 （233）
6．2．3　工业控制系统的漏洞及其分析 （236）
6．2．4　工业控制系统的典型通信协议漏洞分析 （240）
6．2．5　网络扫描 （241）
6．3　针对工业控制系统的攻击手段与攻击过程 （242）
6．3．1　针对工业控制系统典型的攻击手段 （242）
6．3．2　针对工业控制系统的攻击过程 （246）
6．4　工业控制系统的监控工具 （248）
6．4．1　协议分析器 （248）
6．4．2　Libpcap框架 （249）
6．4．3　Snort入侵检测框架 （250）
6．4．4　Wireshark分析框架 （253）
6．5 工业控制系统信息防护 （256）
6．5．1　工业控制系统的典型架构及其防护技术 （256）
6．5．2　主要自动化公司的信息解决方案 （261）
6．5．3　电力二次系统防护 （268）
6．6 工业控制系统信息风险评估 （272）
6．6．1　信息风险评估的概念 （272）
6．6．2　典型风险评估方法及其对比 （272）
6．6．3　工业控制系统信息风险评估分析 （275）
6．7 工业控制系统信息标准 （280）
6．7．1　工业控制系统信息相关标准规范的制定历程 （280）
6．7．2 IEC 62443的主要内容 （281）
6．8　工业控制系统入侵检测 （285）
6．8．1　入侵检测系统的基本原理、分类及评估指标 （285）
6．8．2　常用的入侵检测方法 （289）
6．8．3　工业控制系统入侵检测案例分析 （290）
6．9 一种控制器硬件的环工业控制系统测试床 （301）
6．9．1　测试床体结构与通信方案 （301）
6．9．2　测试床的被控物理过程介绍 （302）
6．9．3　测试床开发 （303）
6．9．4　测试床在工业控制系统信息中的作用 （313）
复题 （314）
参考文献 （316）