计算机测控系统设计与编程实现PDF电子书下载

第1章　计算机测控系统概述 1

1.1　计算机测控技术的含义与地位 1

1.1.1　计算机测控技术的含义 1

1.1.2　测控系统微机化的重要意义 2

1.2　计算机测控系统的任务和特点 3

1.2.1　计算机测控系统的任务 3

1.2.2　计算机测控系统的特点 5

1.3　计算机测控系统的组成 5

1.3.1　计算机测控系统的典型结构 5

1.3.2　计算机测控系统的硬件组成 7

1.3.3　计算机测控系统的软件组成 10

1.3.4　计算机测控系统的工作原理 12

1.4　计算机测控系统的分类 13

1.4.1　数据采集系统（DAS） 13

1.4.2　直接数字控制系统（DDC） 14

1.4.3　监督控制系统（SCC） 15

1.4.4　分布式控制系统（DCS） 16

1.4.5　现场总线控制系统（FCS） 17

1.4.6　工业过程计算机集成制造系统（CIMS） 18

1.5　计算机测控技术的发展 18

1.5.1　计算机测控技术的发展历程 19

1.5.2　计算机测控技术的发展特点 20

思考与练习 22

第2章　计算机测控系统中的硬件 23

2.1 工业控制计算机（IPC） 23

2.1.1　IPC的基本特点 23

2.1.2　IPC的基本组成 25

2.1.3　PCs的构成 27

2.2　传感器 28

2.2.1　传感器的地位 28

2.2.2　常用的传感器 29

2.3　数据采集卡 32

2.3.1　数据采集卡的产生 32

2.3.2　数据采集卡的种类 32

2.3.3　常用的数据采集卡 34

2.4　智能仪器 38

2.4.1　智能仪器的组成 38

2.4.2　智能仪器的功能 39

2.5　可编程序逻辑控制器（PLC） 41

2.5.1 PLC的构成 42

2.5.2　计算机与PLC的连接方式 44

2.6　执行机构 45

2.6.1　执行机构的种类 45

2.6.2　执行机构的驱动 48

思考与练习 52

第3章　计算机测控系统中的软件 53

3.1　计算机操作系统 53

3.1.1　计算机操作系统概述 53

3.1.2　通用操作系统 54

3.1.3　实时操作系统 56

3.1.4　嵌入式操作系统 57

3.2　面向对象语言Visual Basic 58

3.2.1　VB与串口通信 59

3.2.2　VB与数据采集 61

3.3　监控组态软件Kingview 64

3.3.1　监控组态软件概述 65

3.3.2　Kingview与I/O设备通信 71

3.4　虚拟仪器软件LabVIEW 73

3.4.1　虚拟仪器概述 73

3.4.2　LabVIEW与串口通信 77

3.4.3　LabVIEW与数据采集 80

思考与练习 84

第4章　计算机测控系统中的总线与接口 85

4.1　总线及其标准 85

4.1.1　总线的概念 85

4.1.2　总线的类别 86

4.1.3　采用总线的优点 87

4.1.4　总线标准 88

4.2 I/O接口 92

4.2.1　I/O设备与I/O接口 92

4.2.2　接口信息与接口地址 94

4.2.3　I/O接口的功能 95

4.2.4　接口的分类 97

4.2.5　I/O接口的实现方式 98

4.3　过程通道 99

4.3.1　过程通道的含义 99

4.3.2　过程通道的模式 99

4.3.3　模拟量输入通道 101

4.3.4　模拟量输出通道 103

4.3.5　开关量输入通道 104

4.3.6　开关量输出通道 105

4.4　信息传输介质 107

4.4.1　有线传输介质 107

4.4.2　无线传输介质 111

思考与练习 111

第5章 串口通信测控系统及其实现 112

5.1 串行通信与RS-232接口标准 112

5.1.1 串行通信的基本概念 112

5.1.2　RS-232C接口标准 116

5.1.3　近距离通信线路连接 119

5.2　个人计算机中的串行端口 119

5.2.1　查看串行端口信息 120

5.2.2　串行端口的中断 121

5.2.3　串行端口的地址 122

5.3 串口通信调试 123

5.3.1　系统连接 123

5.3.2　计算机串口设置 125

5.3.3 串口调试程序的使用 126

5.3.4　使用“计算器”实现数制转换 127

5.3.5　调试扩展 127

5.4　程序设计实例 128

5.4.1　PC机双串口互通信程序设计 128

5.4.2　PC机与智能仪器串口通信程序设计 146

5.4.3　PC机与PLC串口通信程序设计 172

思考与练习 188

第6章　基于板卡的测控系统及其实现 189

6.1　基于板卡的计算机测控系统组成 189

6.2　PCI-1710HG多功能板卡的安装 191

6.2.1　PCI-1710HG多功能板卡介绍 191

6.2.2　用PCI-1710HG多功能板卡组成的控制系统 192

6.2.3　PCI-1710HG板卡设备的安装 195

6.2.4　PCI-1710HG板卡其他程序的安装 198

6.3　计算机测控系统的输入与输出信号 199

6.3.1　模拟量信号 200

6.3.2　开关量信号 201

6.3.3　脉冲量信号 201

6.4　程序设计实例 202

6.4.1　模拟量输入（AI）程序设计 202

6.4.2　模拟量输出（AO）程序设计 217

6.4.3　开关量输入（DI）程序设计 227

6.4.4　开关量输出（DO）程序设计 238

6.4.5　脉冲量输出程序设计 247

6.4.6　温度测量与报警控制程序设计 254

思考与练习 270

第7章 DCS与FCS及其实现 271

7.1　计算机集散控制系统概述 271

7.1.1　集散控制系统的产生 271

7.1.2　集散控制系统的体系结构 272

7.1.3　集散控制系统的特点 274

7.2 中小型DCS的结构与通信标准 275

7.2.1 中小型DCS的基本结构 276

7.2.2　RS-485串口通信标准 276

7.3　现场总线控制技术概论 278

7.3.1　现场总线的产生 278

7.3.2　现场总线控制系统的结构与特点 279

7.3.3　现场总线标准 281

7.4　CAN总线测控技术 283

7.4.1　CAN总线的技术特点 283

7.4.2　CAN总线的网络结构 284

7.4.3　典型的CAN总线测控系统 285

7.5　程序设计实例 287

7.5.1　用PC机与智能仪表构成的小型DCS程序设计 287

7.5.2　基于CAN总线的模拟量输入程序设计 311

7.5.3　基于CAN总线的开关量输出程序设计 317

思考与练习 324

第8章　计算机测控系统的设计 325

8.1　计算机测控系统的设计概述 325

8.1.1　计算机测控系统的设计原则 325

8.1.2　计算机测控系统的设计与实施步骤 327

8.1.3　计算机测控系统的总体方案设计 329

8.2　计算机测控系统的硬件设计 333

8.2.1　选择系统总线 333

8.2.2　选择主机 333

8.2.3　选择输入／输出板卡 334

8.2.4　选择传感器和变送器 335

8.2.5　选择执行机构 336

8.2.6　控制操作面板设计 336

8.3　计算机测控系统的软件设计 337

8.3.1　测控系统对应用软件的要求 337

8.3.2　测控应用软件的模块结构 339

8.3.3　测控应用软件的设计流程 340

8.3.4　测控应用软件的设计方法 342

8.3.5　测控应用软件的开发工具选择 344

8.4　计算机测控系统的调试与运行 345

8.4.1　离线仿真与调试 346

8.4.2　在线调试与运行 348

8.5　计算机测控系统的抗干扰设计 349

8.5.1　干扰信号的来源 349

8.5.2　干扰信号的种类 350

8.5.3　抗干扰技术 352

8.5.4　干扰信号的抑制 356

8.6　计算机测控系统的可靠性设计 361

8.6.1　影响可靠性的因素 361

8.6.2　可靠性设计技术 362

思考与练习 366

参考文献 367