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前言 1

第1章 计算机控制系统概述 1

1.1计算机控制系统的组成及特点 1

1.1.1典型的计算机控制系统 1

1.1.2计算机控制系统原理框图 4

1.1.3计算机控制系统的软/硬件组成及作用 5

1.1.4计算机控制系统特点 7

1.2计算机控制系统的典型应用形式 7

1.2.1操作指导控制系统（OIS） 7

1.2.2直接数字控制系统（DDC） 8

1.2.3计算机监督系统（SCC） 9

1.2.4分级计算机控制系统（DCS） 10

1.2.5现场总线控制系统（FCS） 10

1.3计算机控制系统的发展趋势 11

1.3.1可编程控制器（PLC） 11

1.3.2集散控制系统 11

1.3.3人工智能 11

1.3.4神经网络控制系统 12

习题与思考题 12

第2章 工业控制计算机 13

2.1工业控制计算机的特点 13

2.1.1工业控制计算机的发展历史 13

2.1.2工业控制计算机的概念 14

2.1.3工业控制计算机的特点 15

2.2工业控制计算机的分类 15

2.2.1分类 15

2.2.2 PC总线工控机 16

2.2.3 STD总线工控机 16

2.2.4可编程控制器（PLC） 17

2.3工业控制计算机的组成 18

2.3.1 PC总线工业控制机的体系结构 19

2.3.2 PC总线工业控制机的机械结构 19

2.3.3工控机的机箱电源简介 20

2.3.4工控机的底板 20

2.3.5工控机的主板 21

2.4工业控制计算机的发展趋势 26

习题与思考题 27

第3章 计算机控制系统中接口技术与I/O设备 28

3.1计算机控制中的接口技术概述 28

3.2并行通信中的接口技术 29

3.2.1 ISA总线接口技术 29

3.2.2 PCI总线接口技术 32

3.3串行通信中的接口技术与通信协议 35

3.3.1 RS-232C与RS-485总线接口技术 35

3.3.2 ModBus通信协议 40

3.4信号输入/输出通道 43

3.4.1模拟量输出通道 43

3.4.2模拟量输入通道 47

3.4.3开关量输入通道 52

3.4.4开关量输出通道 53

3.5输入/输出设备 58

3.5.1 PC6320模拟量输入/输出卡 58

3.5.2研华PCL724 ISA总线I/O数据采集卡 61

3.5.3 PCI-1711/1711L多功能PCI总线数据采集卡 65

3.5.4 ADAM4017模拟量输入模块 73

3.5.5 ADAM4024模块 80

3.5.6 ADAM4050模块 83

3.5.7西门子S7-200系列PLC 86

3.5.8富士变频器 90

3.5.9智能调节器 93

习题与思考题 95

第4章 组态王简明教程 96

4.1组态王简介 96

4.2创建一个工程 97

4.3设计画面 100

4.4驱动外部设备 102

4.5定义数据词典 107

4.6让画面动起来 111

4.6.1动画连接 111

4.6.2命令语言 115

4.7报警和事件 119

4.7.1实时报警——事件命令语言应用 119

4.7.2历史报警 121

4.8实时和历史趋势曲线 122

4.8.1实时趋势曲线——数据改变命令语言应用 122

4.8.2历史趋势曲线 122

4.9报表 125

4.9.1实时数据报表 125

4.9.2历史数据报表 127

4.10配方 128

4.11系统配置 130

4.11.1用户配置 130

4.11.2设置运行系统 131

习题与思考题 132

第5章 计算机控制算法 133

5.1数字控制基础 133

5.1.1采样过程与采样定理 134

5.1.2信号保持 136

5.1.3 Z变换 136

5.1.4差分方程与脉冲传递函数 140

5.2数字滤波与数据处理 144

5.2.1数字滤波 144

5.2.2数据处理 146

5.3控制算法的连续化设计 149

5.3.1基本设计原理 149

5.3.2离散化方法 150

5.4控制算法的离散化设计 152

5.4.1基本设计原理 152

5.4.2最少拍控制算法 152

5.5纯滞后对象的控制算法 154

5.5.1史密斯预估控制算法 155

5.5.2大林控制算法 156

5.6数字PID控制算法 159

5.6.1 PID控制原理 159

5.6.2基本数字PID控制算法 159

5.6.3改进型数字PID控制算法 161

5.6.4数字PID算法参数整定 163

5.7预测控制算法 164

5.7.1模型算法控制 165

5.7.2动态矩阵控制 167

5.7.3广义预测控制 169

5.7.4预测控制算法参数设计 172

5.8智能控制算法 173

5.8.1模糊控制 173

5.8.2神经网络控制 176

习题与思考题 177

第6章 计算机控制系统设计与实例 179

6.1控制系统设计原则与步骤 179

6.1.1控制系统设计原则 179

6.1.2控制系统设计步骤 181

6.2实例1——储水罐液位计算机控制系统设计 185

6.2.1控制系统工程设计 185

6.2.2控制系统调试与运行 190

6.3实例2——××炼油厂污水pH值计算机控制系统设计 192

6.3.1炼油厂污水pH值控制工艺流程 192

6.3.2控制系统总体方案设计 192

6.3.3自动控制系统的硬件设计 194

6.3.4炼油厂污水pH值控制系统软件设计 199

6.3.5炼油厂污水pH值控制系统运行调试 202

习题与思考题 203

附录A 电器控制回路原理图 204

附录B PLC程序 212

参考文献 224