計算機測控系統(tǒng)設計與編程實現(xiàn)

內(nèi)容概要

本書從工程實際出發(fā)，全面系統(tǒng)地介紹了計算機測控系統(tǒng)設計的軟硬件技術。內(nèi)容包括：計算機測控技術的概念、組成、分類和發(fā)展，總線接口與過程通道，計算機測控系統(tǒng)中的硬件與軟件，串口通信測控系統(tǒng)及其實現(xiàn)，基于板卡的測控系統(tǒng)及其實現(xiàn)，中小型集散測控系統(tǒng)及其實現(xiàn)，CAN總線測控系統(tǒng)及其實現(xiàn)，計算機測控系統(tǒng)的軟硬件設計等。在各系統(tǒng)的實現(xiàn)部分選取了當前測控領域常用的面向?qū)ο笳Z言Visual Basic、監(jiān)控組態(tài)軟件Kingview和虛擬儀器軟件LabVIEW作為開發(fā)軟件，并提供多個設計實例詳細介紹了典型測控程序的開發(fā)步驟及實現(xiàn)方法。

書籍目錄

第1章  計算機測控系統(tǒng)概述　1.1  計算機測控技術的含義與地位　　1.1.1  計算機測控技術的含義　　1.1.2  測控系統(tǒng)微機化的重要意義　1.2  計算機測控系統(tǒng)的任務和特點　　1.2.1  計算機測控系統(tǒng)的任務　　1.2.2  計算機測控系統(tǒng)的特點　1.3  計算機測控系統(tǒng)的組成　　1.3.1  計算機測控系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)　　1.3.2  計算機測控系統(tǒng)的硬件組成　　1.3.3  計算機測控系統(tǒng)的軟件組成　　1.3.4  計算機測控系統(tǒng)的工作原理　1.4  計算機測控系統(tǒng)的分類　　1.4.1  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）　　1.4.2  直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）　　1.4.3  監(jiān)督控制系統(tǒng)（SCC）　　1.4.4  分布式控制系統(tǒng)（DCS）　　1.4.5  現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）　　1.4.6  工業(yè)過程計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）　1.5  計算機測控技術的發(fā)展　　1.5.1  計算機測控技術的發(fā)展歷程　　1.5.2  計算機測控技術的發(fā)展特點　思考與練習第2章  計算機測控系統(tǒng)中的硬件　2.1  工業(yè)控制計算機（IPC）　　2.1.1  IPC的基本特點　　2.1.2  IPC的基本組成　　2.1.3  PCs的構(gòu)成　2.2  傳感器　　2.2.1  傳感器的地位　　2.2.2  常用的傳感器　2.3  數(shù)據(jù)采集卡　　2.3.1  數(shù)據(jù)采集卡的產(chǎn)生　　2.3.2  數(shù)據(jù)采集卡的種類　　2.3.3  常用的數(shù)據(jù)采集卡　2.4  智能儀器　　2.4.1  智能儀器的組成　　2.4.2  智能儀器的功能　2.5  可編程序邏輯控制器（PLC）　　2.5.1  PLC的構(gòu)成　　2.5.2  計算機與PLC的連接方式　2.6  執(zhí)行機構(gòu)　　2.6.1  執(zhí)行機構(gòu)的種類　　2.6.2  執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動　思考與練習第3章  計算機測控系統(tǒng)中的軟件　3.1  計算機操作系統(tǒng)　　3.1.1  計算機操作系統(tǒng)概述　　3.1.2  通用操作系統(tǒng)　　3.1.3  實時操作系統(tǒng)　　3.1.4  嵌入式操作系統(tǒng)　3.2  面向?qū)ο笳Z言Visual Basic　　3.2.1  VB與串口通信　　3.2.2  VB與數(shù)據(jù)采集　3.3  監(jiān)控組態(tài)軟件Kingview　　3.3.1  監(jiān)控組態(tài)軟件概述　　3.3.2  Kingview與I/O設備通信　3.4  虛擬儀器軟件LabVIEW　　3.4.1  虛擬儀器概述　　3.4.2  LabVIEW與串口通信　　3.4.3  LabVIEW與數(shù)據(jù)采集　思考與練習第4章  計算機測控系統(tǒng)中的總線與接口　4.1  總線及其標準　　4.1.1  總線的概念　　4.1.2  總線的類別　　4.1.3  采用總線的優(yōu)點　　4.1.4  總線標準　4.2  I/O接口　　4.2.1  I/O設備與I/O接口　　4.2.2  接口信息與接口地址　　4.2.3  I/O接口的功能　　4.2.4  接口的分類　　4.2.5  I/O接口的實現(xiàn)方式　4.3  過程通道　　4.3.1  過程通道的含義　　4.3.2  過程通道的模式　　4.3.3  模擬量輸入通道　　4.3.4  模擬量輸出通道　　4.3.5  開關量輸入通道　　4.3.6  開關量輸出通道　4.4  信息傳輸介質(zhì)　　4.4.1  有線傳輸介質(zhì)　　4.4.2  無線傳輸介質(zhì)　思考與練習第5章  串口通信測控系統(tǒng)及其實現(xiàn)　5.1  串行通信與RS-232接口標準　　5.1.1  串行通信的基本概念　　5.1.2  RS-232C接口標準　　5.1.3  近距離通信線路連接　5.2  個人計算機中的串行端口　　5.2.1  查看串行端口信息　　5.2.2  串行端口的中斷　　5.2.3  串行端口的地址　5.3  串口通信調(diào)試　　5.3.1  系統(tǒng)連接　　5.3.2  計算機串口設置　　5.3.3  串口調(diào)試程序的使用　　5.3.4  使用“計算器”實現(xiàn)數(shù)制轉(zhuǎn)換　　5.3.5  調(diào)試擴展　5.4  程序設計實例　　5.4.1  PC機雙串口互通信程序設計　　5.4.2  PC機與智能儀器串口通信程序設計　　5.4.3  PC機與PLC串口通信程序設計　思考與練習第6章  基于板卡的測控系統(tǒng)及其實現(xiàn)　6.1  基于板卡的計算機測控系統(tǒng)組成　6.2  PCI-1710HG多功能板卡的安裝　　6.2.1  PCI-1710HG多功能板卡介紹　　6.2.2  用PCI-1710HG多功能板卡組成的控制系統(tǒng)　　6.2.3  PCI-1710HG板卡設備的安裝　　6.2.4  PCI-1710HG板卡其他程序的安裝　6.3  計算機測控系統(tǒng)的輸入與輸出信號　　6.3.1  模擬量信號　　6.3.2  開關量信號　　6.3.3  脈沖量信號　6.4  程序設計實例　　6.4.1  模擬量輸入（AI）程序設計　　6.4.2  模擬量輸出（AO）程序設計　　6.4.3  開關量輸入（DI）程序設計　　6.4.4  開關量輸出（DO）程序設計　　6.4.5  脈沖量輸出程序設計　　6.4.6  溫度測量與報警控制程序設計　思考與練習第7章  DCS與FCS及其實現(xiàn)　7.1  計算機集散控制系統(tǒng)概述　　7.1.1  集散控制系統(tǒng)的產(chǎn)生　　7.1.2  集散控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)　　7.1.3  集散控制系統(tǒng)的特點　7.2  中小型DCS的結(jié)構(gòu)與通信標準　　7.2.1  中小型DCS的基本結(jié)構(gòu)　　7.2.2  RS-485串口通信標準　7.3  現(xiàn)場總線控制技術概論　　7.3.1  現(xiàn)場總線的產(chǎn)生　　7.3.2  現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與特點　　7.3.3  現(xiàn)場總線標準　7.4  CAN總線測控技術　　7.4.1  CAN總線的技術特點　　7.4.2  CAN總線的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)　　7.4.3  典型的CAN總線測控系統(tǒng)　7.5  程序設計實例　　7.5.1  用PC機與智能儀表構(gòu)成的小型DCS程序設計　　7.5.2  基于CAN總線的模擬量輸入程序設計　　7.5.3  基于CAN總線的開關量輸出程序設計　思考與練習第8章  計算機測控系統(tǒng)的設計　8.1  計算機測控系統(tǒng)的設計概述　　8.1.1  計算機測控系統(tǒng)的設計原則　　8.1.2  計算機測控系統(tǒng)的設計與實施步驟　　8.1.3  計算機測控系統(tǒng)的總體方案設計　8.2  計算機測控系統(tǒng)的硬件設計　　8.2.1  選擇系統(tǒng)總線　　8.2.2  選擇主機　　8.2.3  選擇輸入/輸出板卡　　8.2.4  選擇傳感器和變送器　　8.2.5  選擇執(zhí)行機構(gòu)　　8.2.6  控制操作面板設計　8.3  計算機測控系統(tǒng)的軟件設計　　8.3.1  測控系統(tǒng)對應用軟件的要求　　8.3.2  測控應用軟件的模塊結(jié)構(gòu)　　8.3.3  測控應用軟件的設計流程　　8.3.4  測控應用軟件的設計方法　　8.3.5  測控應用軟件的開發(fā)工具選擇　8.4  計算機測控系統(tǒng)的調(diào)試與運行　　8.4.1  離線仿真與調(diào)試　　8.4.2  在線調(diào)試與運行　8.5  計算機測控系統(tǒng)的抗干擾設計　　8.5.1  干擾信號的來源　　8.5.2  干擾信號的種類　　8.5.3  抗干擾技術　　8.5.4  干擾信號的抑制　8.6  計算機測控系統(tǒng)的可靠性設計　　8.6.1  影響可靠性的因素　　8.6.2  可靠性設計技術　思考與練習參考文獻　

章節(jié)摘錄

第1章 計算機測控系統(tǒng)概述計算機測控技術是一門新興的綜合性技術。它是計算機技術(包括軟件技術、接口技術、通信技術、網(wǎng)絡技術、顯示技術)、自動控制技術、微電子技術、自動檢測和傳感技術有機結(jié)合、綜合發(fā)展的產(chǎn)物。它主要研究如何將檢測與傳感技術、計算機技術和自動控制理論應用于工業(yè)生產(chǎn)過程并設計出所需要的計算機測控系統(tǒng)。計算機測控系統(tǒng)作為當今工業(yè)控制的主流系統(tǒng)，已取代常規(guī)的模擬檢測、調(diào)節(jié)、顯示、記錄等儀器設備和很大部分操作管理的人工職能，并具有較高級且復雜的計算方法和處理方法，以完成各種過程控制、操作管理等任務。隨著科學技術的迅速發(fā)展，計算機測控技術的應用領域日益廣泛，在冶金、化工、電力、自動化機床、工業(yè)機器人控制、柔性制造系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)等工業(yè)控制方面已取得了令人矚目的研究與應用成果，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著越來越大的作用。1.1 計算機測控技術的含義與地位1.1.1 計算機測控技術的含義人類在工程實踐過程中，需要采取各種方法獲得反映客觀事物的量值，這種操作稱為測量或檢測；也需要采取各種方法支配或約束某一客觀事物的進程結(jié)果，達到一定的目的，這種操作稱為控制。測量和控制是人類認識世界和改造世界的兩項工作任務，相應地，人們就要研制和發(fā)展各種測控儀器或系統(tǒng)以實現(xiàn)測量和控制，與此相關的理論和技術就是測控技術。按照任務的不同，普遍意義上的控制系統(tǒng)可以分為三大類，即檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和測控系統(tǒng)。檢測系統(tǒng)：單純以檢測為目的的系統(tǒng)。主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，又稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)：單純以控制為目的的系統(tǒng)。主要實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制。測控系統(tǒng)：測控一體化的系統(tǒng)，即通過對大量數(shù)據(jù)進行采集、存儲、處理和傳輸，使控制對象實現(xiàn)預期要求的系統(tǒng)。

編輯推薦

《計算機測控系統(tǒng)設計與編程實現(xiàn)》可作為應用型本科、高職高專院校的各類自動化、測控技術與儀器、機電一體化、計算機應用等專業(yè)學習與講授計算機控制技術的教材，也可供從事計算機測控系統(tǒng)研發(fā)的工程技術人員參考。

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