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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 9

1.4 计算机控制系统的典型结构 10

1.4.1 数据采集系统 10

1.4.2 直接数字控制系统 11

1.4.3 监督控制系统 12

1.4.4 集散控制系统 12

1.4.5 现场总线控制系统 13

1.4.6 计算机集成制造系统 14

1.5 计算机控制技术的发展 15

1.5.1 计算机控制技术的发展历程 15

1.5.2 计算机控制技术的发展特点 16

习题与思考题 18

第2章 总线接口与过程通道 19

2.1 总线及其标准 19

2.1.1 总线的概念 19

2.1.2 总线的类别 20

2.1.3 采用总线的优点 21

2.1.4 总线标准 22

2.2 I/O接口 24

2.2.1 I/O设备与I/O接口 24

2.2.2 接口信息与接口地址 26

2.2.3 接口的功能 27

2.2.4 接口的分类 29

2.2.5 I/O接口的实现方式 30

2.3 串口通信 30

2.3.1 串口通信的基本概念 31

2.3.2 RS-232C串口通信标准 34

2.3.3 RS-422/485串口通信标准 36

2.3.4 串口通信线路连接 37

2.4 过程通道 39

2.4.1 过程通道的含义 39

2.4.2 过程通道的模式 39

2.4.3 模拟量输入通道 41

2.4.4 模拟量输出通道 43

2.4.5 数字量输入通道 44

2.4.6 数字量输出通道 45

2.5 信息传输介质 46

2.5.1 有线传输介质 46

2.5.2 无线传输介质 49

习题与思考题 49

第3章 计算机控制系统常用硬件 50

3.1 传感器 50

3.1.1 传感器的地位 50

3.1.2 常用的传感器 51

3.1.3 传感器的选用 54

3.2 数据采集卡 56

3.2.1 数据采集卡的功能 56

3.2.2 数据采集卡的类型 57

3.2.3 数据采集卡的选择 59

3.3 工业控制计算机 60

3.3.1 IPC的基本特点 60

3.3.2 IPC的基本组成 62

3.3.3 PCs的构成 64

3.4 智能仪器 65

3.4.1 智能仪器的组成 65

3.4.2 智能仪器的功能 66

3.4.3 智能仪器的特点 68

3.5 可编程序逻辑控制器 69

3.5.1 PLC的构成 69

3.5.2 PLC的技术特点 71

3.5.3 计算机与PLC的连接 72

3.6 执行机构 73

3.6.1 执行机构的种类 73

3.6.2 执行机构的驱动 76

习题与思考题 80

第4章 计算机控制系统的设计 81

4.1 计算机控制系统设计概述 81

4.1.1 计算机控制系统的设计原则 81

4.1.2 计算机控制系统的设计与实施步骤 83

4.1.3 计算机控制系统的总体方案设计 84

4.2 计算机控制系统的硬件设计 88

4.2.1 选择系统总线 88

4.2.2 选择主机 89

4.2.3 选择输入输出板卡 90

4.2.4 选择传感器和变送器 90

4.2.5 选择执行机构 91

4.2.6 控制操作面板设计 91

4.3 计算机控制系统的软件设计 92

4.3.1 控制系统对应用软件的要求 93

4.3.2 控制应用软件的设计流程 94

4.3.3 控制应用软件的设计方法 95

4.3.4 控制应用软件的开发工具 97

4.4 计算机控制系统的抗干扰设计 99

4.4.1 干扰信号的来源与种类 99

4.4.2 抗干扰技术 101

4.5 计算机控制系统的可靠性设计 105

4.5.1 影响可靠性的因素 105

4.5.2 可靠性设计技术 106

习题与思考题 109

第5章 计算机控制系统的实施 110

5.1 计算机控制系统的安装 110

5.1.1 安装的外部条件 110

5.1.2 主要环节的安装 111

5.1.3 注意事项 114

5.2 计算机控制系统的调试 114

5.2.1 调试前检查 115

5.2.2 离线调试与在线调试 115

5.2.3 系统调试的模拟方法 118

5.2.4 调试的主要步骤 119

5.2.5 调试记录与注意事项 122

5.3 计算机控制系统的验收 123

5.3.1 工厂验收 123

5.3.2 现场验收 124

5.4 计算机控制系统的故障诊断 125

5.4.1 系统故障分类 125

5.4.2 故障诊断步骤 126

5.4.3 调试中的故障诊断与处理 126

5.4.4 常用的故障诊断方法 128

5.5 计算机控制系统的维护 129

5.5.1 日常维护 129

5.5.2 大修期间的维护 130

习题与思考题 132

第6章 组态软件KingView应用 133

6.1 监控组态软件概述 133

6.1.1 组态软件的含义与地位 133

6.1.2 组态软件的功能与特点 136

6.1.3 组态软件的系统构成与使用步骤 138

6.1.4 常见的组态方式与组态软件 141

6.1.5 KingView与下位机通信 144

6.2 KingView基本操作实训 147

6.2.1 实训目的 147

6.2.2 实训任务 147

6.2.3 实训操作 147

6.3 PC与PC串口通信实训 157

6.3.1 实训目的 157

6.3.2 实训线路 157

6.3.3 实训任务 158

6.3.4 实训操作 158

习题与思考题 166

第7章 PCI数据采集卡测控应用 167

7.1 模拟量输入实训 167

7.1.1 实训目的 167

7.1.2 实训线路 167

7.1.3 实训任务 168

7.1.4 实训操作 168

7.2 模拟量输出实训 172

7.2.1 实训目的 172

7.2.2 实训线路 172

7.2.3 实训任务 173

7.2.4 实训操作 173

7.3 数字量输入实训 176

7.3.1 实训目的 176

7.3.2 实训线路 177

7.3.3 实训任务 178

7.3.4 实训操作 178

7.4 数字量输出实训 181

7.4.1 实训目的 181

7.4.2 实训线路 181

7.4.3 实训任务 182

7.4.4 实训操作 182

习题与思考题 185

第8章 USB数据采集模块测控应用 186

8.1 模拟量输入实训 186

8.1.1 实训目的 186

8.1.2 实训线路 186

8.1.3 实训任务 187

8.1.4 实训操作 187

8.2 模拟量输出实训 190

8.2.1 实训目的 190

8.2.2 实训线路 191

8.2.3 实训任务 191

8.2.4 实训操作 191

8.3 数字量输入实训 195

8.3.1 实训目的 195

8.3.2 实训线路 195

8.3.3 实训任务 196

8.3.4 实训操作 196

8.4 数字量输出实训 199

8.4.1 实训目的 199

8.4.2 实训线路 199

8.4.3 实训任务 200

8.4.4 实训操作 200

习题与思考题 203

第9章 三菱PLC测控应用 204

9.1 三菱PLC开关量输入实训 204

9.1.1 实训目的 205

9.1.2 实训线路 205

9.1.3 实训任务 205

9.1.4 实训操作 206

9.2 三菱PLC开关量输出实训 211

9.2.1 实训目的 212

9.2.2 实训线路 212

9.2.3 实训任务 213

9.2.4 实训操作 213

9.3 三菱PLC模拟量输入实训 218

9.3.1 实训目的 218

9.3.2 实训线路 219

9.3.3 实训任务 219

9.3.4 实训操作 220

9.4 三菱PLC模拟量输出实训 227

9.4.1 实训目的 227

9.4.2 实训线路 227

9.4.3 实训任务 228

9.4.4 实训操作 228

习题与思考题 237

第10章 西门子PLC测控应用 238

10.1 西门子PLC开关量输入实训 238

10.1.1 实训目的 238

10.1.2 实训线路 238

10.1.3 实训任务 239

10.1.4 实训操作 239

10.2 西门子PLC开关量输出实训 244

10.2.1 实训目的 244

10.2.2 实训线路 245

10.2.3 实训任务 245

10.2.4 实训操作 245

10.3 西门子PLC模拟量输入实训 251

10.3.1 实训目的 251

10.3.2 实训线路 251

10.3.3 实训任务 252

10.3.4 实训操作 252

10.4 西门子PLC模拟量输出实训 260

10.4.1 实训目的 260

10.4.2 实训线路 260

10.4.3 实训任务 261

10.4.4 实训操作 261

习题与思考题 267

第11章 温度测控实训 268

11.1 单台智能仪表温度检测实训 268

11.1.1 实训目的 268

11.1.2 实训线路 268

11.1.3 实训任务 270

11.1.4 实训操作 270

11.2 多台智能仪表温度检测实训 279

11.2.1 实训目的 279

11.2.2 实训线路 279

11.2.3 实训任务 280

11.2.4 实训操作 281

11.3 USB数据采集模块温度测控实训 288

11.3.1 实训目的 288

11.3.2 实训线路 288

11.3.3 实训任务 289

11.3.4 实训操作 289

11.4 远程I/O模块温度测控实训 296

11.4.1 实训目的 297

11.4.2 实训线路 297

11.4.3 实训任务 298

11.4.4 实训操作 298

习题与思考题 303

参考文献 304