第1章 概论 1
1．1 PC总线工控产品的发展 1
1．1．1 总线与接口的一般概念 1
1．1．2 几种常用总线简介 2
1．1．3 PC总线工业控制计算机的发展 4
1．2 PC总线工控产品的种类、特点与发展趋向 6
1．2．1 PC工控产品迅速发展的原因 6
1．2．2 PC总线产品的种类和特点 7
1．3 IPC应用新领域—由IPC集群构成的多功能控制系统 10
第2章 PC总线工控产品分类介绍 11
2．1 工业控制计算机 11
2．1．1 工业现场对工控机的基本要求 11
2．1．2 工控机的主要类型及功能 11
2．1．3 根据应用需求选择合适的工控机 17
2．2 外围接口产品 18
2．2．1 概述 18
2．2．2 模拟量输入模板 19
2．2．3 模拟量输出模板 22
2．2．4 数字量通道板和其它配套模板 26
2．2．5 智能通用I/O单元—UIO板 32
2．2．6 智能I/O在过程控制中的应用 42
2．3 数据通信与工业网络 43
2．3．1 概述 43
2．3．2 网络标准与通信协议 45
2．3．3 工业控制网络结构与数据收发控制方式 47
2．3．4 一种基于IEEE 802.4协议的实时工业网络F-NET 48
2．3．5 现场总线网络控制系统 52
2．4 工业控制系统中的人-机接口技术 53
2．4．1 显示技术 53
2．4．2 打印输出技术 55
2．4．3 输入接口技术 56
2．5 新型结构体系的工业控制计算机 58
2．5．1 IPC-90的主要构成 59
2．5．2 IPC-90的主要性能 60
2．5．3 IPC-90的主要特点 61
2. 5. 4 S系列端子板 62
2．6 嵌入式PC机发展简介 63
2．7 控制系统中的采集/控制软件 64
2．7．1 概述 64
2．7．2 实时工业控制软件包ONSPEC 65
2．7．3 实时监控软件包GENESIS 72
2．7．4 实时集散控制软件包CONDAC 76
2．7．5 实时工业控制软件包FIX 86
2．7．6 小结 88
第3章 工业控制应用系统的设计 89
3．1 概述 89
3．2 工业现场对控制系统的基本要求 90
3．3 实时控制系统的一般组成 92
3．3．1 硬件设备组成 92
3．3．2 软件组成 95
3．4 控制系统的设计 97
3．4．1工业控制计算机系统的分类 97
3．4．2 控制系统设计的基本要求 97
3．4．3 系统设计的特点 99
3．5 工业控制系统设计的一般步骤 100
3．5．1 确定系统任务 101
3．5．2 选择工控主机和外围设备 101
3．5．3 确定总体方案 101
3．5．4 硬件和软件的具体设计 102
3．6 工业控制系统的规范化设计 103
3．6．1 系统的功能规范 103
3．6．2 系统的总体设计 108
3．6．3 工业控制系统的设计手段 111
3．6．4 一个设计实例 114
3．6．5 专用系统的设计 118
3．7 控制系统的辅助开发工具—微机开发系统 120
3．7．1 基本原理与组成 120
3．7．2 利用微机开发系统开发控制系统硬件 121
3．7．3 利用微机开发系统进行应用软件的开发 121
3．7．4 开发系统的应用前景 122
3．8 过程通道的抗干扰措施 122
3．8．1 干扰来源与分类 122
3．8．2 抑制常态干扰的常用措施 123
3．8．3 共模干扰的抑制 124
3．8．4 其它抗干扰措施 124
3．8．5 计算机控制系统抗干扰措施实例 125
3．9 中断技术的合理应用 126
第4章 典型应用实例 129
4．1 概述 129
4．2 PC总线工业微机在柔性制造中的应用 129
4．2．1 柔性制造系统概述 129
4．2．2 PC总线工业控制计算机与FMS的计算机选型 130
4．2．3 典型实例—钣材柔性制造系统 131
4．3 IPC工业控制机用于内燃机测试参数的采控 142
4．3．1 概述 142
4．3．2 系统的组成及工作原理简述 142
4．3．3 硬件介绍 147
4．3．4 试验过程 150
4．3．5 数据处理及记录 161
4．3．6 存在问题及改进设想 163
4．3．7 结束语 164
4．4 高速冷连轧机控制系统的应用 164
4．4．1 高速冷连轧机概述 164
4．4．2 技术改造的实施 165
4．4．3 成果和经验 167
4．5 冶金投料控制系统的设计和应用 167
4．5．1 系统概述 167
4．5．2 设计原理 169
4．5．3 系统实现 174
4．5．4 系统调试 178
4．5．5 经验教训 180
4．6 数据采集系统中的脉冲量处理模板和芯片 180
4．6．1 8253/8254可编程定时/计数器 180
4．6．2 AM9513可编程定时/计数器 183
4．7 用计算机数字图像处理技术检测电站锅炉燃烧器火焰 191
4．7．1 电站锅炉火焰检测技术的现状 191
4．7．2 新型光学图像传感器 192
4．7．3 计算机数字图像处理系统 194
4．7．4 新型智能燃烧器火焰检测系统 197
4．8 人造水晶生长微机控制系统 200
4．8．1 高压釜及人造水晶的培育 200
4．8．2 高压釜的温度控制 200
4．8．3 系统工作原理 200
4．8．4 808型智能温度调节器 204
4．8．5 系统技术性能指标 207
4．8．6 系统组合结构 207
4．8．7 控制系统软件 207
4．8．8 结论 219
4．9 一个涤纶生产流程集散控制系统FMDCS的研究 219
4．9．1 简述 219
4．9．2 系统硬件总体结构 220
4．9．3 系统软件的设计 220
4．9．4 提高系统的可靠性 230
4．10 建立在IPC机上的油品储运监控管理系统 231
4．10．1 概述 231
4．10．2 DJK-3000系列油品储运监控管理系统 231
4．10．3 操作站的硬件构成 233
4．10．4 SL3.30储运监控组态软件 233
4．10．5应用与发展 239
4．11 工业计算机用于电站汽轮机组热力参数在线监测及故障诊断 240
4．11．1 概述 240
4．11．2 系统描述 242
4．11．3 结论 248
4．12 分布式微机数据采集系统在卷烟厂的应用 248
4．12．1 系统简介 248
4．12．2 系统设计构思 249
4．12．3 从机硬件组成 249
4．12．4 从机通信服务程序框图及程序清单 251
4．12．5 主机中通信变换器的结构及工作原理 253
4．12．6 卷接机物理量检测传感器的结构及工作原理 254
4．12．7 系统的可靠性设计及抗干扰措施 255
4．12．8 小结 256
第5章 模块化集散控制系统的设计与应用 257
5．1 集散控制与分级分布控制的概念 257
5．2 DCS的发展历程 258
5．3 广义的DCS系统 259
5．3．1 PLC控制方式 259
5．3．2 PC方式的兴起 259
5．3．3 EIC集成化 260
5．3．4 “鸡脑”型网络化（智能）I/O方式 260
5．4 DCS进展的新趋势 261
5．5 分散控制系统的体系结构 264
5．6 分散控制系统的主要功能简介 266
5．7 分散控制系统的主要组成单元简介 267
5．7．1 过程控制站 267
5．7．2 DDC控制站 270
5．7．3 监视操作站（OPS） 272
5．8 分散控制系统的数据通信 274
5．8．1 数据通信在分散控制系统中的作用 274
5．8．2 数据通信的方式 275
5．8．3 通信系统的拓扑结构 275
5．9 以工业控制机为节点机构成的DCS系统 277
5．9．1 概述 277
5．9．2 CONNET-9000系统的特点和主要功能 278
5．9．3 CONNET-9000系统结构与主要技术手段 279
参考文献 287
附录 288
附录A F-NetBIOS的功能调用 288
附录B F-NetBIOS的出错信息 296
附录C 数据测量和传感技术 300
附录D 高性能、多用途的微机开发系统FDS-128B 313
附录E 多功能微机开发系统MICE 322
附录F 8098单片机开发装置DVCC-98 333