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第1章 计算机控制系统概述1

1.1计算机控制系统的含义与工作原理1

1.1.1计算机控制系统的含义1

1.1.2计算机控制系统的工作原理2

1.2计算机控制系统的任务和特点4

1.2.1计算机控制系统的任务4

1.2.2计算机控制系统的特点5

1.3计算机控制系统的组成6

1.3.1计算机控制系统的硬件组成6

1.3.2计算机控制系统的软件组成8

1.4计算机控制系统的典型结构10

1.4.1数据采集系统（DAS）10

1.4.2直接数字控制系统（DDC）10

1.4.3监督控制系统（SCC）11

1.4.4集散控制系统（DCS）12

1.4.5现场总线控制系统（FCS）13

1.4.6计算机集成制造系统（CIMS）13

1.5计算机控制技术的发展14

1.5.1计算机控制技术的发展历程14

1.5.2计算机控制技术的发展特点15

1.6习题与思考题17

第2章 总线接口与过程通道18

2.1总线及其标准18

2.1.1总线的概念18

2.1.2总线的类别19

2.1.3采用总线的优点20

2.1.4总线标准21

2.2 I/O接口22

2.2.1 I/O设备与I/O接口23

2.2.2接口信息与接口地址24

2.2.3 I/O接口的功能25

2.2.4接口的分类27

2.2.5 I/O接口的实现方式28

2.3过程通道28

2.3.1过程通道的含义28

2.3.2过程通道的模式29

2.3.3模拟量输入通道30

2.3.4模拟量输出通道32

2.3.5数字量输入通道33

2.3.6数字量输出通道34

2.4信息传输介质35

2.4.1有线传输介质35

2.4.2无线传输介质38

2.5习题与思考题38

第3章 计算机控制系统的常用硬件40

3.1传感器40

3.1.1传感器的地位40

3.1.2常用的传感器41

3.1.3传感器的选用44

3.2数据采集卡45

3.2.1数据采集卡的功能45

3.2.2数据采集卡的类型47

3.2.3数据采集卡的选择48

3.3工业控制计算机（IPC）49

3.3.1 IPC的基本特点49

3.3.2 IPC的基本组成50

3.3.3 PCs的构成52

3.4智能仪器53

3.4.1智能仪器的组成54

3.4.2智能仪器的功能55

3.4.3智能仪器的特点56

3.5可编程序逻辑控制器（PLC）57

3.5.1 PLC的构成57

3.5.2 PLC的技术特点59

3.5.3计算机与PLC的连接59

3.6执行机构60

3.6.1执行机构的种类61

3.6.2执行机构的驱动64

3.7习题与思考题67

第4章 计算机控制系统的开发软件及其实训68

4.1计算机控制系统应用软件概述68

4.1.1控制应用软件的功能模块68

4.1.2控制应用软件的开发工具69

4.2监控组态软件KingView71

4.2.1监控组态软件概述71

4.2.2 KingView与下位机通信76

4.2.3 KingView基本操作实训78

4.3面向对象语言Visual Basic88

4.3.1利用VB实现串口通信88

4.3.2利用VB实现数据采集90

4.3.3 VB基本操作实训91

4.4习题与思考题96

第5章 串口通信控制系统及其实训97

5.1串口通信与RS-232C接口标准97

5.1.1串口通信的基本概念97

5.1.2 RS-232C串口通信标准99

5.1.3 RS-422/485串口通信标准101

5.1.4串口通信线路连接103

5.1.5虚拟串口的使用104

5.2 PC与PC串口的通信实训106

5.2.1实训目的106

5.2.2实训用软、硬件106

5.2.3实训任务107

5.2.4实训操作107

5.2.5实训扩展116

5.3 PC与智能仪表串口的通信实训116

5.3.1实训目的117

5.3.2实训用软、硬件117

5.3.3实训任务118

5.3.4实训操作119

5.3.5实训扩展127

5.4 PC与PLC串口的通信实训128

5.4.1实训目的128

5.4.2实训用软、硬件128

5.4.3实训任务129

5.4.4实训操作129

5.4.5实训扩展134

5.5习题与思考题134

第6章 基于数据采集卡的控制系统及其实训135

6.1基于数据采集卡的控制系统组成135

6.1.1硬件子系统135

6.1.2软件子系统137

6.1.3系统特点137

6.2典型数据采集卡的应用137

6.2.1 PCI-1710HG数据采集卡简介138

6.2.2用PCI-1710HG数据采集卡组成的控制系统138

6.2.3 PCI-1710HG数据采集卡的安装141

6.3模拟量输入（AI）实训145

6.3.1实训目的145

6.3.2实训用软、硬件145

6.3.3实训任务146

6.3.4实训操作146

6.3.5实训扩展153

6.4模拟量输出（AO）实训154

6.4.1实训目的154

6.4.2实训用软、硬件154

6.4.3实训任务155

6.4.4实训操作155

6.4.5实训扩展160

6.5数字量输入（DI）实训160

6.5.1实训目的160

6.5.2实训用软、硬件161

6.5.3实训任务161

6.5.4实训操作162

6.5.5实训扩展167

6.6数字量输出（DO）实训167

6.6.1实训目的167

6.6.2实训用软、硬件167

6.6.3实训任务168

6.6.4实训操作168

6.6.5实训扩展172

6.7温度测量与报警控制实训172

6.7.1实训目的172

6.7.2实训用软、硬件172

6.7.3实训任务173

6.7.4实训操作174

6.7.5实训扩展186

6.8习题与思考题186

第7章 计算机集散控制系统及其实训187

7.1计算机集散控制系统概述187

7.1.1集散控制系统的产生187

7.1.2集散控制系统的体系结构188

7.1.3集散控制系统的特点189

7.1.4中小型DCS的基本结构191

7.2用PC与智能仪表构成DCS的实训192

7.2.1实训目的192

7.2.2实训用软、硬件192

7.2.3实训任务194

7.2.4实训操作194

7.2.5实训扩展206

7.3用PC与远程I/O模块构成DCS的实训206

7.3.1实训目的206

7.3.2实训用软、硬件206

7.3.3实训任务211

7.3.4实训操作211

7.3.5实训扩展218

7.4习题与思考题218

第8章 计算机控制系统的设计219

8.1计算机控制系统设计概述219

8.1.1计算机控制系统的设计原则219

8.1.2计算机控制系统的设计与实施步骤221

8.1.3计算机控制系统的总体方案设计222

8.2计算机控制系统的硬件设计225

8.2.1选择系统总线225

8.2.2选择主机226

8.2.3选择输入输出板卡227

8.2.4选择传感器和变送器227

8.2.5选择执行机构228

8.2.6控制操作面板设计228

8.3计算机控制系统的软件设计229

8.3.1控制系统对应用软件的要求229

8.3.2控制应用软件的设计流程230

8.3.3控制应用软件的设计方法232

8.4计算机控制系统的可靠性设计233

8.4.1影响可靠性的因素234

8.4.2可靠性设计技术234

8.5习题与思考题237

第9章 计算机控制系统的实施239

9.1计算机控制系统的安装239

9.1.1安装的外部条件239

9.1.2主要环节的安装239

9.1.3注意事项242

9.2计算机控制系统的调试243

9.2.1调试前检查243

9.2.2系统调试的模拟方法243

9.2.3调试的主要步骤244

9.2.4调试记录与注意事项247

9.3计算机控制系统的验收248

9.3.1工厂验收248

9.3.2现场验收249

9.4计算机控制系统的故障诊断250

9.4.1系统故障分类250

9.4.2故障诊断步骤251

9.4.3调试中的故障诊断与处理251

9.4.4常用的故障诊断方法253

9.5计算机控制系统的维护254

9.5.1日常维护254

9.5.2大修期间的维护255

9.6习题与思考题256

参考文献257