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第1章 概述 1

1 电子数字计算机的产生和发展 1

2 计算机在工业控制上的应用 1

3 计算机控制系统的组成 4

第2章 计算机控制系统的硬件 7

1 控制用计算机的特点 7

2 主机的总体结构和指令系统 7

2.1 总体结构 7

2.2 指令系统 9

2.2.1 指令按操作的分类 10

2.2.3 寻址方式 11

2.2.2 基本指令 11

2.2.4 变址 12

2.2.5 寻址示例 13

3 中央外理器 15

3.1 运算器 16

3.1.1 加法器 16

3.1.2 函数发生器 16

3.1.3 数的表示法 19

3.1.4 字长与功能的关系 20

3.2 控制器 20

3.2.1 组合逻辑控制 21

3.2.2 微程序控制 24

4.2 磁心存贮器 26

4.1 存贮器的主要指标 26

4 内存贮器 26

4.2.1 存取方式 27

4.2.2 磁心存贮器的典型数据 28

4.2.3 磁心参数对存贮器的影响 28

4.3 只读存贮器 28

4.4 可编程序只读存贮器 32

5 外部设备 32

5.1 外存贮器 33

5.1.1 磁带机 33

5.1.2 磁鼓 34

5.1.4 磁记录方式 35

5.1.3 磁盘 35

5.1.5 外存的代码校验方法 37

5.2 输入输出设备 39

5.2.1 常用的输入输出设备 39

5.2.2 输入输出接口 39

5.2.3 输入输出设备的控制 40

5.2.4 内存贮器和输入输出设备传输数据的方式 41

6 中断系统 42

6.1 中断的概念 42

6.2 中断的基本结构 43

6.3 优先排队 43

7 电源与机械结构 44

7.1 直流稳压电源 44

7.3 机械结构 45

7.2 供电系统 45

8 数据通信 46

9 微型机 48

9.1 微型机的概念 48

9.2 微控系统的构成 49

9.2.1 微型机的构成 49

9.2.2 微控系统的优点 52

10 计算机硬件的一些新发展 53

10.1 主机的发展和总体结构的改进 53

10.1.1 高速缓冲存贮和虚拟存贮 54

10.1.2 稳固件的研制 54

10.3 输入输出设备的发展 55

10.2 存贮器的发展 55

10.1.3 模拟数字混合计算机的出现 55

第3章 过程输入输出设备 57

1 过程输入通道 57

1.1 模拟量输入通道 57

1.1.1 模拟量输入通道的组成 57

1.1.2 模拟量输入信号的形式 57

1.1.3 采样器 59

1.1.4 数据放大器 60

1.1.5 模数转换器 63

1.1.6 模拟量输入通道如何抑制共模干扰 68

1.2 数字量输入通道 71

2 过程输出通道 72

1.2.2 总线方式 72

1.2.1 直接方式（高速读取方式） 72

2.1 模拟量输出通道 73

2.1.1 模拟量输出通道的组成 73

2.1.2 采用步进电机输出的注意事项 73

2.1.3 用电容进行模拟量输出保持 75

2.2 数字量输出通道 76

第4章 计算机控制系统的软件 77

1 程序设计 77

1.1 计算方法概念 77

1.2 程序设计的基本方法 78

2 软件概述 81

2.1 软件的发展过程 81

2.3 工业生产过程控制软件 83

2.3.1 数据的获取和直接数字控制（直控） 83

2.2 软件的基本内容 83

2.2.2 应用软件 83

2.2.1 系统软件 83

2.3.2 给定值控制（监控） 84

2.3.3 最优或自适应控制 84

2.3.4 信息管理 84

3 系统软件 84

3.1 程序设计系统 84

3.1.1 程序设计语言 84

3.1.2 语言处理程序 86

3.2 操作系统 88

3.2.2 任务管理 89

3.2.1 操作系统的构成和基本功能 89

3.2.3 作业管理 91

3.2.4 数据管理 92

3.2.5 硬件管理 94

3.3 诊断程序系统 95

3.3.1 调机程序 95

3.3.2 诊断修复程序 95

4 应用软件 95

4.1 过程监视程序 95

4.2 过程控制计算程序 96

5.1 软件的建立和完善 97

5 软件的一些发展动向 97

4.5 控制回路信息 97

4.4 应用程序优先权的考虑 97

4.3 公共应用程序 97

5.2 软件的应用和推广 98

5.3 软件技术理论的研究 98

第5章 计算机控制系统 98

1 用计算机进行数据检测处理的系统 99

1.1 巡回检测 99

1.2 数据检测处理 100

2 用计算机进行控制的系统 101

2.1 操作指导控制系统 101

2.2.1 直控系统必须具备的功能 102

2.2.2 直控系统的应用场合 102

2.2 计算机直控系统 102

2.2.3 直控系统使用须知 103

2.2.4 计算机直控与模拟调节的比较 103

2.2.5 计算机直控的应用例子 103

2.3 监督控制系统 106

2.3.1 监控的特点 107

2.3.2 计算机监控的应用例子 108

2.4 顺序控制与数控系统 108

2.4.1 顺序控制 108

2.4.2 数控系统 111

2.5 分级控制系统 114

1.1.1 决定采样周期的因素 116

1.1.2 采样周期的选择原则 116

1 信号采样与数字滤波 116

1.1 采样周期 116

第6章 计算机控制系统运用的一些方法 116

1.2 数字滤波 117

2 计算机直控的基本算式和参数整定 118

2.1 PID控制 118

2.2 变参数的PID控制 118

2.3 参数整定 119

2.3.1 根据扩充临界比例度整定△T及KP、TI、TD 119

2.3.2 根据扩充过程特性整定△T及KP、TI、TD 119

3 执行器的动作 120

4 数字模型 120

4.2.1 工艺对象分析 121

4.2 数学模型的建立 121

4.1 数学模型的分类 121

4.2.2 建立数学模型 122

5 寻找最优工况的探索法 125

6 最优化控制 126

6.1 最优工况 126

6.2 最优化系统的构成 126

7 可靠性、可维护性和可用性 127

7.1 概念 127

7.2.1 用宽裕性电路设计来提高可靠性 128

7.2.2 用多机系统来提高可靠性 128

7.2 提高可靠性的技术措施 128

7.2.3 用多重系统来提高可靠性 130

7.2.4 用逻辑设计来提高可靠性 131

7.2.5 降温措施 133

7.2.6 抗干扰 134

7.2.7 其他 134

第7章 计算机控制系统的实现 135

1 实现计算机控制的基本条件 135

2 实现的步骤和工作内容 136

3 系统的分析与设计 136

3.1 操作台的设计 136

3.2 屏幕显示器在过程控制中的应用 137

3.2.1 操作人员利用屏幕显示器与计算机进行对话 137

3.1.2 给定功能 137

3.1.1 显示功能 137

3.2.2 屏幕显示器的报警、显示功能 138

3.3 机房的设计 138

3.3.1 机房位置的选择 138

3.3.2 机房的工艺布置 138

3.3.3 计算机系统工作必备的辅助房间 139

3.3.4 计算机房空调要求 139

3.3.5 计算机房供电系统要求 140

4 计算机与工业自动化作仪表的联系 140

4.1 联络信号 140

4.3 与计算机联用的QDZ仪表 141

4.2.2 DDZ-Ⅲ型直控后备调节器 141

4.2.1 DDZ-Ⅲ型监控调节器 141

4.2 与计算机联用的DDZ-Ⅲ型仪表 141

4.4 计算机与DDZ、QDZ仪表的联接方式 142

4.4.1 采用过程输入接口和脉冲输出接口联接 142

4.4.2 采用模拟量控制接口联接 142

5 安装工程 142

5.1 选择合适的接地点 143

5.2 对电源系统的考虑 143

6 使用和维护 144

6.1 上机操作 144

6.1.1 操作过程 144

6.1.2 控制面板 146

6.2 维护 147

参考文献 150