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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KingView 71

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 Basic 88

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