計算機(jī)控制技術(shù)

內(nèi)容概要

　　《工程應(yīng)用型自動化專業(yè)系列教材：計算機(jī)控制技術(shù)》在分析各種計算機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，從計算機(jī)控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成、基本性能和集成設(shè)計方法出發(fā)，將IPC、DCS和PLC控制系統(tǒng)劃分為過程通道、控制算法、系統(tǒng)通信技術(shù)、可靠性技術(shù)、組態(tài)軟件等若干個功能模塊，把三者的功能模塊融合在一起，闡述其結(jié)構(gòu)體系、工作原理、集成設(shè)計方法以及它們之間的共性和特點。同時，結(jié)合實際應(yīng)用經(jīng)驗，較為系統(tǒng)和全面地介紹系統(tǒng)的集成設(shè)計與實施技術(shù)?！　　豆こ虘?yīng)用型自動化專業(yè)系列教材：計算機(jī)控制技術(shù)》共分10章，內(nèi)容包括：第1章緒論，主要介紹計算機(jī)控制系統(tǒng)及其組成、計算機(jī)控制系統(tǒng)的典型形式、計算機(jī)控制的發(fā)展概況；第2章工業(yè)控制計算機(jī)簡介；第3章計算機(jī)控制系統(tǒng)的輸入／輸出接口技術(shù)；第4章計算機(jī)控制系統(tǒng)的控制算法；第5章計算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾與可靠性技術(shù)；第6章控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；第7章集散控制系統(tǒng)的構(gòu)成；第8章工控組態(tài)軟件；第9章計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用，其中列舉了工業(yè)現(xiàn)場成功應(yīng)用的實例；第10章CIMS簡介，主要介紹CIMS的基本概念、流程工業(yè)CIMS的總體架構(gòu)與功能描述?！　　豆こ虘?yīng)用型自動化專業(yè)系列教材：計算機(jī)控制技術(shù)》可用作高等院校自動化、電氣工程及其自動化、電子信息工程、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、機(jī)電一體化等專業(yè)本科生的教材及參考書，也可作為從事工業(yè)控制及相關(guān)領(lǐng)域工作人員的參考書。

書籍目錄

第1章 緒論  1.1 計算機(jī)控制系統(tǒng)概述  1.1.1 計算機(jī)控制系統(tǒng)及其組成  1.1.2 計算機(jī)控制系統(tǒng)的典型形式  1.2 計算機(jī)控制的發(fā)展概況  習(xí)題與思考題  第2章 工業(yè)控制計算機(jī)簡介  2.1 工業(yè)控制計算機(jī)的特點  2.2 工業(yè)控制計算機(jī)的總線及分類  2.2.1 總線的概念  2.2.2 總線的類別  2.2.3 工業(yè)控制計算機(jī)分類  2.3 總線標(biāo)準(zhǔn)  2.3.1 STD總線  2.3.2 ISA總線  2.3.3 PCI總線  2.3.4 PC/104總線  2.4 IPC的基本組成  2.5 可編程序控制器（PLC）  2.5.1 PLC的基本組成  2.5.2 PLC各組成部分  2.6 單片機(jī)  2.7 數(shù)字控制器  習(xí)題與思考題  第3章 計算機(jī)控制系統(tǒng)的輸入／輸出接口技術(shù)  3.1 模擬量輸入接口技術(shù)  3.1.1 A/D轉(zhuǎn)換器主要參數(shù)  3.1.2 A/D轉(zhuǎn)換器的外部特性  3.1.3 12位A/D轉(zhuǎn)換器芯片AD574A  3.1.4 模擬量輸入接口設(shè)計  3.1.5 模擬量輸入通道  3.1.6 模擬量輸入通道的隔離  3.2 模擬量輸出接口技術(shù)  3.2.1 D/A轉(zhuǎn)換器主要參數(shù)  3.2.2 D/A轉(zhuǎn)換器的輸入一輸出特性  3.2.3 D/A轉(zhuǎn)換器芯片  3.2.4 模擬量輸出接口設(shè)計  3.2.5 模擬量輸出通道  3.2.6 模擬量輸出通道的隔離  3.3 開關(guān)量輸入／輸出通道  3.3.1 開關(guān)量輸入／輸出通道的一般結(jié)構(gòu)形式  3.3.2 開關(guān)量輸入  3.3.3 開關(guān)量輸出驅(qū)動電路  3.4 IPC、DCS、PLC輸入／輸出通道  3.4.1 IPC輸入／輸出通道  3.4.2 PLC輸入／輸出通道  3.4.3 DCS輸入／輸出通道  習(xí)題與思考題  第4章 計算機(jī)控制系統(tǒng)的控制算法  4.1 數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)處理  4.1.1 數(shù)字濾波  4.1.2 數(shù)據(jù)處理  4.2 數(shù)字PID控制  4.2.1 基本PID控制  4.2.2 數(shù)字PID控制的改進(jìn)  4.2.3 數(shù)字PID控制器的工程實現(xiàn)  4.2.4 S7-300/400 PID功能塊FB41簡介  4.2.5 PID參數(shù)整定  4.3 施密斯（Smith）預(yù)估控制  4.3.1 施密斯預(yù)估控制原理1  4.3.2 具有純滯后補(bǔ)償?shù)臄?shù)字控制器  4.4 解耦控制  4.4.1 解耦的條件  4.4.2 解耦控制的綜合算法  4.5 模糊控制  4.5.1 模糊控制系統(tǒng)的組成  4.5.2 模糊控制器的輸入和輸出變量及其模糊化  4.5.3 建立模糊控制規(guī)則  4.5.4 模糊關(guān)系與模糊推理  4.5.5 模糊控制向量的模糊判決——“清晰化”  4.5.6 模糊控制表  4. 5.7 確定實際的控制量  4.5.8 模糊控制算法的工程實現(xiàn)  習(xí)題與思考題  第5章 計算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾與可靠性技術(shù)  5.1 干擾源與干擾耦合方式  5.1.1 干擾來源  5.1.2 干擾信號的耦合方式  5.2 空間抗干擾的措施  5.2.1 屏蔽技術(shù)  5.2.2 電氣布線技術(shù)  5.3 過程通道的抗干擾措施  5.4 系統(tǒng)供電與接地的抗干擾措施  5.4.1 系統(tǒng)供電的抗干擾措施  5.4.2 系統(tǒng)接地的抗干擾措施  5.5 采用監(jiān)控定時器Watchdog的抗干擾措施  5.6 提高計算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性措施  5.6.1 可靠性  5.6.2 提高可靠性的途徑  習(xí)題與思考題  第6章 控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)  6.1 控制網(wǎng)絡(luò)概述  6.1.1 企業(yè)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)  6.1.2 控制網(wǎng)絡(luò)與IT網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別  6.1.3 控制網(wǎng)絡(luò)的類型及其相互關(guān)系  6.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)  6.2.1 通信和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)  6.2.2 傳輸介質(zhì)  6.2.3 傳輸數(shù)據(jù)的信號  6.2.4 數(shù)據(jù)通信中的同步  6.2.5 通信媒體共享技術(shù)  6.2.6 數(shù)據(jù)交換技術(shù)  6.2.7 數(shù)據(jù)通信中的差錯控制技術(shù)  6.3 通信接口和標(biāo)準(zhǔn)  6.3.1 通信設(shè)備的通信結(jié)構(gòu)  6.3.2 通信接口標(biāo)準(zhǔn)  6.4 現(xiàn)場總線  6.4.1 現(xiàn)場總線的通信協(xié)議模型  6.4.2 現(xiàn)場總線的技術(shù)特點及優(yōu)點  6.4.3 典型現(xiàn)場總線和性能比較  6.4.4 現(xiàn)場總線的選擇  6.5 控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的展望  習(xí)題與思考題  第7章 集散控制系統(tǒng)的構(gòu)成  7.1 典型的DCS體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的功能  7.2 基于IPC的DCS系統(tǒng)（IPC-DCS）  7.2.1 基于IPC的DCS系統(tǒng)  7.2.2 IPC-DCS體系結(jié)構(gòu)的典型示例  7.3 基于PLC的DCS系統(tǒng)（PLC-DCS）  7.3.1 PLC-DCS的網(wǎng)絡(luò)體系  7.3.2 PLC-DCS網(wǎng)絡(luò)中常用的通信方式  7.3.3 PLC-DCS體系結(jié)構(gòu)典型示例  7.4 DCS系統(tǒng)構(gòu)成  7.4.1 集散控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程  7.4.2 DCS體系結(jié)構(gòu)典型示例  習(xí)題與思考題  第8章 工控組態(tài)軟件第9章 計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用第10章 CIMS簡介  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　2.2 工業(yè)控制計算機(jī)的總線及分類　　2.2.1 總線的概念　　工控機(jī)由微處理器、存儲器、各種輸入／輸出接口電路以及外部設(shè)備等部件組成，各部件間要經(jīng)常進(jìn)行大量而高速的信息交換，才能實現(xiàn)總體功能。這就要求部件間建立高速可靠的信息交換信道?？偩€（ BUS）是功能部件之間實現(xiàn)互連的一組公共信號線，用作相互間信息交換的公共信道。總線在物理形態(tài)上就是一組公用的導(dǎo)線，是各種信號線的集合，許多器件掛接其上傳輸信號。為了在各模塊間實現(xiàn)系統(tǒng)信息交換和信息共享，總線由傳輸信息的物理介質(zhì)和一套管理信息傳輸?shù)耐ㄓ靡?guī)則所構(gòu)成。它是計算機(jī)中傳送信息代碼的公共通信線，在工控機(jī)總線中，各種信息代碼是用電平的高、低來表示的，在任意時刻，只允許一個發(fā)送門被打開向總線發(fā)送信息，而不允許多個發(fā)送門同時向總線發(fā)送信息代碼，總線是分時復(fù)用的?！　≡诠た貦C(jī)系統(tǒng)中，利用總線實現(xiàn)芯片內(nèi)部、印制電路板各部件之間、機(jī)箱內(nèi)各插件板之間、主機(jī)與外部設(shè)備間或系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的連接與通信。一個工控機(jī)的硬件可以含有幾塊、十幾塊插件和外部設(shè)備，這些插件和部件連接起來即可構(gòu)成系統(tǒng)。許多工控機(jī)制造廠大量地以插件方式向各種用戶提供OEM（Original Equipment Manufacture，原始設(shè)備制造廠）產(chǎn)品，由用戶根據(jù)自己的需要集成計算機(jī)控制系統(tǒng)。這些OEM產(chǎn)品包括CPU、RAM、ROM、EPROM、硬盤、AI、AO、DI、DO、PIO（并行輸入、輸出）及SIO（串行輸入、輸出）等，從用戶的角度來說，希望從不同廠家購買的OEM插件能插入外購或自制的機(jī)箱，即期望各個廠家生產(chǎn)的插件是兼容的，方便配置成不同生產(chǎn)過程所需要的工控機(jī)。為了實現(xiàn)兼容的目的，就要求各插件的幾何尺寸相同，插頭的插針數(shù)相同，插頭上各插針的定義相同，以及控制插件工作的時序相同，這就從用戶的角度提出了對總線結(jié)構(gòu)的要求。從工控機(jī)制造廠的角度出發(fā)，按總線標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)插件，將使其產(chǎn)品的應(yīng)用面更廣，從而一個廠家不必生產(chǎn)工控機(jī)的全部插件，它只需生產(chǎn)本廠有專長的插件和OEM產(chǎn)品即可?！　　?/pre>




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《計算機(jī)控制技術(shù)(教育部高等學(xué)校自動化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會規(guī)劃工程應(yīng)用型自動化專業(yè)系列教材)》編著者王建華。    第1章緒論，主要介紹計算機(jī)控制系統(tǒng)及其組成、計算機(jī)控制系統(tǒng)的典型形式、計算機(jī)控制的發(fā)展概況；第2章工業(yè)控制計算機(jī)簡介；第3章計算機(jī)控制系統(tǒng)的輸入／輸出接口技術(shù)；第4章計算機(jī)控制系統(tǒng)的控制算法；第5章計算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾與可靠性技術(shù)；第6章控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；第7章集散控制系統(tǒng)的構(gòu)成；第8章工控組態(tài)軟件；第9章計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用，其中列舉了工業(yè)現(xiàn)場成功應(yīng)用的實例；第10章CIMS簡介，主要介紹CIMS的基本概念、流程工業(yè)CIMS的總體架構(gòu)與功能描述。





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