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目录 1

前言 1

第1章　计算机控制系统概述 1

1.1　计算机控制系统的基本组成 1

1.1.1　计算机控制系统的硬件组成 1

1.1.2　计算机控制系统的软件组成 2

1.2　工业控制机及工业控制网络 2

1.2.1　工业控制机 2

1.2.2　工业控制网络 3

1.3　企业信息化控制 9

1.4　系统集成技术 11

1.5　控制策略的发展及控制系统的软件开发工具 14

1.5.1　控制策略的发展 14

1.5.2　软件开发工具 15

第2章　PC工业控制机及其网络控制系统 17

2.1　PC总线 17

2.1.1　系统总线的基本概念 17

2.1.2　PC总线标准 17

2.2　PC总线工业控制计算机 21

2.2.1　PC总线工业控制计算机（以下简称PC工控机）的特点 21

2.2.2　PC总线工控机的组成结构 22

2.2.3　PC总线工控机的CPU卡及外形架构 22

2.2.4　PC总线工控机的I/O卡 23

2.3　嵌入式PC 29

2.3.1　嵌入式PC技术 29

2.3.2　嵌入式PC/104 29

2.4　ADAM I/O模块及其工业控制网络 31

2.4.1 基于485网络的远程数据采集和控制系统 31

2.4.2 以太网TCP/IP工业控制网络 33

第3章　PLC及其网络控制系统 37

3.1　PLC概述 37

3.1.1　PLC的特点 37

3.1.2　PLC的分类 37

3.1.3　PLC的主要性能指标 38

3.1.4　PLC的应用 38

3.1.5 PLC与DCS、PC工控机的比较 39

3.2 PLC的组成及工作原理 39

3.2.1 PLC的硬件部分 39

3.2.2 PLC的软件部分 40

3.2.3 PLC的基本工作原理 41

3.3 PLC产品概览 41

3.3.1 西门子系列PLC 41

3.3.2 GE Fanuc系列PLC 43

3.3.3 AB系列PLC 44

3.3.4 LG PLC 45

3.3.5 三菱系列PLC 46

3.4 PLC的基本模块及硬件配置 48

3.4.1 PLC的基本模块 48

3.4.2 PLC模块的选择及PLC系统配置 58

3.5 PLC编程 59

3.5.1 PLC的编程语言 59

3.5.2 器件及器件编号 60

3.5.3 S7-300的编程 61

3.6 PLC控制网络 64

3.6.1 西门子的PLC网络概述 64

3.6.2 工业以太网（SINEC H1） 65

3.6.3 PROFIBUS现场总线 65

3.6.4 AS-I网 67

3.6.5 MPI网络 68

3.6.6 PPI网络 69

第4章 工业控制计算机的控制策略及实现 71

4.1 PID数字控制器的设计 71

4.1.1　标准数字PID控制算法 71

4.1.2　数字PID算法的改进 73

4.1.3　数字PID的其他改进算式 77

4.1.4　PID数字控制器的实现 77

4.2　复杂规律的计算机控制 85

4.2.1　串级控制 85

4.2.2　前馈控制 87

4.2.3　纯滞后的补偿算法 89

4.3.1　数字控制器直接设计的步骤 91

4.3　数字控制器的直接设计 91

4.3.2　最小拍无差控制系统的设计 92

4.3.3　最小拍无波纹系统的设计 97

4.3.4　达林（dahlin）算法 99

4.3.5　D（z）的计算机实现 101

4.4　模糊控制器 102

4.4.1　模糊控制器的结构和基本原理 102

4.4.2　模糊控制器的设计 103

第5章　组态软件 111

5.1　组态软件概述 111

5.1.1　组态软件的主要特点及应用 111

5.1.2　常用组态软件 112

5.1.3　组态软件的发展 112

5.1.4　基于组态软件的工业控制系统的一般组建过程 113

5.2　组态软件图形开发环境 114

5.2.1　InTouch应用程序管理器 115

5.2.2　WindowMaker图形开发程序 116

5.2.3　变量系统 117

5.2.4　动画链接 122

5.2.5　实时趋势和历史趋势 122

5.2.6　报警和事件 127

5.3　I/O通信 130

5.3.1　InTouch支持的通信协议 131

5.3.2　Wonderware I/O服务器 131

5.3.3　InTouch I/O地址命名惯例 133

5.3.4　InTouch与I/O Server的通信 136

第6章　制碱生产过程全集成自动化系统 137

6.1　制碱生产全集成自动化系统 137

6.1.1　引言 137

6.1.3　系统总体需求 138

6.1.2　系统总体设计目标和原则 138

6.1.4　系统网络结构 140

6.1.5　系统设计 141

6.1.6　系统安全性、可靠性设计 148

6.1.7　小结 149

6.2　石灰窑炉全自动控制系统 150

6.2.1　引言 150

6.2.2　生产工艺特点 150

6.2.3　系统技术条件 152

6.2.4　系统实现的功能 152

6.2.5　控制要求及控制方案 153

6.2.6　系统设计的关键与操作界面 156

6.2.7　总结 159

参考文献 160