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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10

1.4.2 直接数字控制系统10

1.4.3 监督控制系统11

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16

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23

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26

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

习题与思考题35

第3章 计算机控制系统常用硬件37

3.1 传感器37

3.1.1 传感器的地位37

3.1.2 常用的传感器38

3.1.3 传感器的选用41

3.2 数据采集卡42

3.2.1 数据采集卡的功能42

3.2.2 数据采集卡的类型43

3.2.3 数据采集卡的选择45

3.3 工业控制计算机（IPC）46

3.3.1 IPC的基本特点46

3.3.2 IPC的基本组成47

3.3.3 PCs的构成49

3.4 智能仪表50

3.4.1 智能仪表的组成51

3.4.2 智能仪表的功能52

3.4.3 智能仪表的特点53

3.5 执行机构54

3.5.1 执行机构的种类54

3.5.2 执行机构的驱动57

习题与思考题60

第4章 计算机控制系统开发软件与实训61

4.1 计算机控制系统应用软件概述61

4.1.1 控制应用软件的种类61

4.1.2 控制应用软件的功能及其模块61

4.1.3 控制应用软件的开发工具63

4.2 监控组态软件概述65

4.2.1 组态软件的含义与地位66

4.2.2 组态软件的功能与特点68

4.2.3 组态软件的系统构成与使用步骤70

4.2.4 常见的组态方式与组态软件73

4.2.5 KingView与下位机通信76

4.3 KingView基本操作实训79

4.3.1 实训目的79

4.3.2 实训任务79

4.3.3 实训操作79

习题与思考题88

第5章 串口通信控制系统与实训90

5.1 串口通信概述90

5.1.1 串口通信的基本概念90

5.1.2 RS-232C串口通信标准93

5.1.3 RS-422/485串口通信标准95

5.1.4 串口通信线路连接96

5.2 PC与PC串口通信实训98

5.2.1 实训目的98

5.2.2 实训线路98

5.2.3 实训任务99

5.2.4 实训操作99

5.3 PC与智能仪表串口通信实训106

5.3.1 实训目的106

5.3.2 实训线路106

5.3.3 实训任务107

5.3.4 实训操作107

习题与思考题114

第6章 PLC控制系统与实训115

6.1 可编程序逻辑控制器（PLC）115

6.1.1 PLC的构成115

6.1.2 PLC的技术特点117

6.1.3 计算机与PLC的连接117

6.2 三菱PLC测控应用实训118

6.2.1 开关量输入119

6.2.2 开关量输出124

6.2.3 模拟量输入129

6.2.4 模拟量输出136

6.3 西门子PLC测控应用实训144

6.3.1 开关量输入145

6.3.2 开关量输出150

6.3.3 模拟量输入155

6.3.4 模拟量输出163

习题与思考题169

第7章 数据采集卡控制系统与实训171

7.1 基于数据采集卡的控制系统组成171

7.1.1 硬件子系统171

7.1.2 软件子系统173

7.1.3 系统特点173

7.2 典型PCI数据采集卡应用174

7.2.1 PCI-1710HG数据采集卡简介174

7.2.2 用PCI-1710HG数据采集卡组成的控制系统174

7.2.3 PCI-1710HG数据采集卡的安装177

7.3 PCI数据采集卡测控实训180

7.3.1 模拟量输入180

7.3.2 模拟量输出185

7.3.3 数字量输入189

7.3.4 数字量输出194

7.4 USB总线及典型USB数据采集模块198

7.4.1 USB总线及其数据采集系统的特点198

7.4.2 采用USB总线的数据采集系统200

7.4.3 典型USB数据采集模块简介202

7.5 USB数据采集卡测控实训204

7.5.1 模拟量输入204

7.5.2 模拟量输出208

7.5.3 数字量输入213

7.5.4 数字量输出216

7.5.5 温度测控220

习题与思考题228

第8章 计算机集散控制系统与实训229

8.1 计算机集散控制系统概述229

8.1.1 集散控制系统的产生229

8.1.2 集散控制系统的体系结构230

8.1.3 集散控制系统的特点231

8.1.4 中小型DCS的基本结构233

8.2 用PC与智能仪表构成的DCS实训234

8.2.1 实训目的234

8.2.2 实训线路234

8.2.3 实训任务236

8.2.4 实训操作236

8.3 用PC与远程I/O模块构成的DCS实训244

8.3.1 实训目的244

8.3.2 实训线路244

8.3.3 实训任务245

8.3.4 实训操作246

习题与思考题250

第9章 计算机控制系统的设计251

9.1 计算机控制系统设计概述251

9.1.1 计算机控制系统的设计原则251

9.1.2 计算机控制系统的设计与实施步骤253

9.1.3 计算机控制系统的总体方案设计254

9.2 计算机控制系统的硬件设计257

9.2.1 选择系统总线258

9.2.2 选择主机258

9.2.3 选择输入／输出板卡259

9.2.4 选择传感器和变送器259

9.2.5 选择执行机构260

9.2.6 控制操作面板设计261

9.3 计算机控制系统的软件设计261

9.3.1 控制系统对应用软件的要求262

9.3.2 控制应用软件的设计流程263

9.3.3 控制应用软件的设计方法264

9.4 计算机控制系统的可靠性设计265

9.4.1 影响可靠性的因素266

9.4.2 可靠性设计技术266

习题与思考题270

参考文献271