第1篇 直接数字控制（DDC）系统 3
第1章 DDC系统的概述 3
1.1 DDC系统的形成和发展 3
1.1.1 DDC系统的形成 3
1.1.2 DDC系统的发展 8
1.2 DDC系统的体系结构 9
1.2.1 DDC系统的硬件结构 9
1.2.2 DDC系统的软件结构 10
1.2.3 DDC系统的网络结构 12
本章小结 13
第2章 DDC系统的算法 15
2.1 常规DDC算法 15
2.1.1 数字PID控制算法的原理分析 15
2.1.2 数字PID控制算法的工程实现 38
2.1.3 数字PID控制算法的编程调试 60
2.1.4 数字PID控制算法的工程应用 95
2.1.5 数字PID控制算法的参数整定 110
2.2 现代DDC算法 116
2.2.1 极点配置算法 116
2.2.2 最优控制算法 132
2.2.3 预测控制算法 139
本章小结 145
第3章 DDC系统的硬件 147
3.1 DDC系统的主机单元 147
3.1.1 DDC系统的主机 147
3.1.2 DDC系统的通信 149
3.2 DDC系统的输入输出单元 153
3.2.1 输入输出概述 153
3.2.2 模拟量输入 155
3.2.3 模拟量输出 166
3.2.4 数字量输入 177
3.2.5 数字量输出 180
3.3 DDC系统的人机接口单元 183
3.3.1 键盘接口 183
3.3.2 显示器接口 187
3.3.3 回路操作器 191
3.4 DDC系统的抗干扰技术 194
3.4.1 干扰的来源 194
3.4.2 干扰的传播 195
3.4.3 干扰的类型 198
3.4.4 干扰的抑制 201
3.4.5 接地技术 208
3.4.6 供电技术 212
本章小结 214
第4章 DDC系统的软件 216
4.1 DDC系统的控制运算软件 216
4.1.1 DDC系统的控制软件 216
4.1.2 DDC系统的运算软件 221
4.2 DDC系统的输入输出软件 228
4.2.1 DDC系统的输入软件 229
4.2.2 DDC系统的输出软件 242
4.3 DDC系统的人机接口软件 247
4.3.1 DDC系统的操作显示软件 247
4.3.2 DDC系统的操作管理软件 251
4.4 DDC系统的监控组态软件 252
4.4.1 DDC系统的监控组态软件的结构 252
4.4.2 DDC系统的监控组态软件的应用 255
本章小结 258
第5章 DDC系统的设计和应用 260
5.1 DDC系统的设计 260
5.1.1 DDC系统的设计原则 260
5.1.2 DDC系统的设计过程 262
5.1.3 DDC系统的设计方法 264
5.2 DDC系统的应用 266
5.2.1 DDC系统的应用设计 266
5.2.2 DDC系统的应用实例 269
本章小结 280
第1篇小结 282
第1篇习题与思考题 283
第2篇 集散控制系统（DCS） 293
第6章 DCS的概述 293
6.1 DCS的产生和发展 293
6.1.1 DCS的产生过程 293
6.1.2 DCS的发展历程 296
6.1.3 DCS的特点和优点 298
6.2 DCS的体系结构 300
6.2.1 DCS的层次结构 300
6.2.2 DCS的网络结构 302
本章小结 303
第7章 DCS的控制站 304
7.1 DCS控制站的硬件 304
7.1.1 DCS控制站的主控单元 305
7.1.2 DCS控制站的输入输出单元 308
7.2 DCS控制站的软件 312
7.2.1 DCS控制站的输入输出软件 313
7.2.2 DCS控制站的运算控制软件 315
本章小结 331
第8章 DCS的操作员站 332
8.1 DCS操作员站的硬件 332
8.1.1 DCS操作员站的主机设备 332
8.1.2 DCS操作员站的外部设备 333
8.2 DCS操作员站的画面 333
8.2.1 DCS操作员站的通用画面 333
8.2.2 DCS操作员站的专用画面 340
8.2.3 DCS操作员站的管理画面 345
本章小结 351
第9章 DCS的工程师站 352
9.1 DCS工程师站的组成 352
9.1.1 DCS工程师站的硬件 352
9.1.2 DCS工程师站的软件 353
9.2 DCS工程师站的组态 355
9.2.1 DCS系统设备的组态 355
9.2.2 DCS控制功能的组态 357
9.2.3 DCS操作画面的组态 359
本章小结 361
第10章 DCS的应用设计 362
10.1 DCS的应用设计概述 362
10.1.1 DCS的应用设计目标 362
10.1.2 DCS的应用性能评估 363
10.2 DCS的应用设计实例 368
10.2.1 DCS的应用工程设计 368
10.2.2 DCS的应用工程实施 380
本章小结 383
第2篇小结 385
第2篇习题与思考题 387
第3篇 现场总线控制系统（FCS） 391
第11章 FCS的概述 391
11.1 现场总线和FCS的产生 391
11.1. 1现场总线的产生 391
11.1.2 FCS的产生 393
11.1.3 FCS的特点和优点 396
11.2 FCS的体系结构 398
11.2.1 FCS的层次结构 399
11.2.2 FCS的网络结构 400
本章小结 401
第12章 FCS的现场总线 403
12.1 低速现场总线 403
12.1.1 FF-H1 403
12.1.2 HART 420
12.1.3 ASI 423
12.2 中速现场总线 426
12.2.1 PROFIBUS 426
12.2.2 LON 434
12.2.3 CAN 439
12.3 高速现场总线 443
12.3.1 FF-HSE 443
12.3.2 EPA 445
12.3.3 PROFInet 446
本章小结 448
第13章 FCS的现场控制层 450
13.1 现场总线的设备 450
13.1.1 现场总线仪表 450
13.1.2 现场总线辅助设备 452
13.1.3 现场总线接口 453
13.2 现场总线仪表的应用块 454
13.2.1 现场总线仪表的资源块 454
13.2.2 现场总线仪表的变换块 456
13.2.3 现场总线仪表的功能块 457
13.3 现场总线控制回路的构成 464
13.3.1 简单控制回路的构成 465
13.3.2 复杂控制回路的构成 465
本章小结 467
第14章 FCS的应用设计 468
14.1 FCS的应用设计概述 468
14.1.1 FCS应用的总体设计 468
14.1.2 FCS应用的工程设计 470
14.1.3 FCS应用的组态调试 479
14.2 FCS的应用设计实例 482
14.2.1 FCS的应用实例之一 482
14.2.2 FCS的应用实例之二 483
本章小结 486
第3篇小结 487
第3篇习题与思考题 488
第4篇 可编程控制器（PLC）系统 493
第15章 PLC的概述 493
15.1 PLC的体系结构 496
15.1.1 PLC的硬件结构 496
15.1.2 PLC的软件结构 503
15.1.3 PLC的层次结构 504
15.2 PLC的功能和原理 505
15.2.1 PLC的控制功能 506
15.2.2 PLC的工作原理 508
15.2.3 PLC的编程基础 510
15.2.4 PLC的编程语言 512
15.3 PLC的指令系统概述 520
15.3.1 PLC指令的结构 520
15.3.2 PLC指令的操作符 521
15.3.3 PLC指令的操作数 521
15.4 PLC的常用电气器件 523
15.4.1 PLC的输入电气器件 524
15.4.2 PLC的输出电气器件 525
本章小结 527
第16章 S7系列PLC的指令系统 529
16.1 S7系列PLC指令的基础 529
16.1.1 S7系列PLC指令的数据 530
16.1.2 S7系列PLC指令的数据类型 532
16.1.3 S7系列PLC指令的数据标记 534
16.1.4 S7系列PLC指令的执行状态 536
16.2 S7系列PLC的位逻辑指令 538
16.3 S7系列PLC的装载指令 547
16.4 S7系列PLC的传送指令 549
16.5 S7系列PLC的比较指令 550
16.6 S7系列PLC的转换指令 553
16.7 S7系列PLC的移位指令 560
16.8 S7系列PLC的循环移位指令 565
16.9 S7系列PLC的计数器指令 567
16.10 S7系列PLC的定时器指令 572
16.11 S7系列PLC的整数算术运算指令 580
16.12 S7系列PLC的实数算术运算指令 587
16.13 S7系列PLC的字逻辑运算指令 592
16.14 S7系列PLC的跳转指令 595
16.15 S7系列PLC的程序控制指令 602
16.16 S7系列PLC的数据块指令 616
16.17 S7系列PLC的累加寄存器操作指令 618
16.18 S7系列PLC的状态位指令 622
本章小结 627
第17章 LK系列PLC的指令系统 628
17.1 LK系列PLC指令的基础 628
17.1.1 LK系列PLC指令的数据 629
17.1.2 LK系列PLC指令的数据类型 630
17.1.3 LK系列PLC指令的数据标记 634
17.2 LK系列PLC的逻辑运算指令 637
17.3 LK系列PLC的比较指令 639
17.4 LK系列PLC的移位指令 641
17.5 LK系列PLC的选择指令 643
17.6 LK系列PLC的算术运算指令 646
17.7 LK系列PLC的初等数学运算指令 649
17.8 LK系列PLC的地址运算指令 652
17.9 LK系列PLC的数据类型转换指令 654
17.10 LK系列PLC的赋值和调用指令 657
17.11 LK系列PLC的标准库指令 658
17.12 LK系列PLC的实用库指令 665
17.13 LK系列PLC的检查库指令 670
17.14 LK系列PLC的扩展库指令 671
本章小结 673
第18章 PLC的应用设计 674
18.1 PLC的应用设计概述 674
18.1.1 PLC的应用设计原则 674
18.1.2 PLC的应用设计过程 675
18.1.3 PLC的应用设计方法 676
18.2 PLC的应用控制回路 677
18.2.1 PLC的启停控制回路 677
18.2.2 PLC的连锁控制回路 678
18.2.3 PLC的时间控制回路 678
18.3 PLC的应用实例设计 682
18.3.1 燃油锅炉的逻辑控制 682
18.3.2 反应器的顺序控制 685
18.3.3 灌装线的逻辑控制 686
18.3.4 十字路口交通信号灯的逻辑控制 696
本章小结 705
第4篇小结 706
第4篇习题与思考题 708
附录1 汇编程序 711
附录1.1 乘法程序MUL16 711
附录1.2 除法程序DIV32A1 713
附录1.3 除法程序DIV32B1 717
附录1.4 开平方程序SQR32A1 720
附录1.5 二进制整数转成十进制整数BCD码程序BITDBCDI 724
附录1.6 二进制小数转成十进制小数BCD码程序BDTDBCDD 727
附录1.7 十进制整数BCD码转成二进制整数程序DBCDITBI 730
附录1.8 十进制小数BCD码转成二进制小数程序DBCDDTBD 732
附录2 缩写词 737
参考文献 746