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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PLC86

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