計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

內(nèi)容概要

　　本書(shū)全面系統(tǒng)地介紹了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本組成和在工業(yè)控制中的應(yīng)用技術(shù)，并結(jié)合實(shí)際深入淺出地介紹了幾種典型的控制系統(tǒng)和控制技術(shù)。主要內(nèi)容包括：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述、開(kāi)關(guān)量輸入／輸出通道與人機(jī)接口、順序控制與數(shù)字控制、模擬量輸入／輸出通道、PID調(diào)節(jié)器的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)及工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)。
　　為了幫助讀者掌握各部分內(nèi)容，書(shū)中每章后面都附有習(xí)題。
　　本書(shū)可作為高職高專院校應(yīng)用電子技術(shù)、自動(dòng)化、機(jī)電一體化、電氣工程等專業(yè)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程的教材，也可作為從事計(jì)算機(jī)控制工作的工程技術(shù)人員的參考書(shū)。
　　本書(shū)配有電子教案，需要者可登錄出版社網(wǎng)站，免費(fèi)下載。

書(shū)籍目錄

第1章　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述
　1.1　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成
　　1.1.1　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成
　　1.1.2　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件
　1.2　工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)
　1.3　微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)類型
　　1.3.1　計(jì)算機(jī)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)
　　1.3.2　直接數(shù)字控制系統(tǒng)
　　1.3.3　監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
　　1.3.4　集散型控制系統(tǒng)
　　1.3.5　現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)
　　1.3.6　工業(yè)過(guò)程計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)
　1.4　微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展
　　1.4.1　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程
　　1.4.2　近年來(lái)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在我國(guó)的
　　發(fā)展趨勢(shì)
　　習(xí)題
第2章　開(kāi)關(guān)量輸入／輸出通道與人機(jī)接口
　2.1　過(guò)程通道的分類
　2.2　開(kāi)關(guān)量輸入／輸出通道
　　2.2.1　開(kāi)關(guān)量輸入／輸出通道的一般結(jié)構(gòu)形式
　　2.2.2　開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)的調(diào)理
　　2.2.3　開(kāi)關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)電路
　　2.2.4　開(kāi)關(guān)量輸入／輸出通道的設(shè)計(jì)
　2.3　人機(jī)接口——鍵盤(pán)
　　2.3.1　非編碼鍵盤(pán)
　　2.3.2　編碼鍵盤(pán)
　2.4　人機(jī)接口——數(shù)字顯示方法
　　2.4.1　發(fā)光二極管LED顯示
　　2.4.2　LCD顯示接口技術(shù)
　　習(xí)題
第3章　順序控制與數(shù)字控制
　3.1　順序控制
　　3.1.1　順序控制系統(tǒng)的類型
　　3.1.2　順序控制系統(tǒng)的組成
　　3.1.3　順序控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域
　　3.1.4　順序控制的應(yīng)用實(shí)例
　3.2　數(shù)字程序控制
　　3.2.1　數(shù)值插補(bǔ)計(jì)算方法
　　3.2.2　逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)
　　3.2.3　逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)
　　3.2.4　步進(jìn)電機(jī)工作原理
　　3.2.5　步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理
　　3.2.6　步進(jìn)電機(jī)與微型機(jī)的接口及程序設(shè)計(jì)
　　3.2.7　步進(jìn)電機(jī)步數(shù)及速度的計(jì)算方法
　　3.2.8　步進(jìn)電機(jī)的變速控制
　　習(xí)題
第4章　模擬量輸入／輸出通道
　4.1　模擬量輸入通道
　　4.1.1　輸入信號(hào)的處理
　　4.1.2　多路開(kāi)關(guān)
　　4.1.3　放大器
　　4.1.4　采樣保持器(S／H)
　　4.1.5　模／數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用
　4.2　模擬量輸出通道
　　4.2.1　DAC的工作原理
　　4.2.2　多路模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)形式
　　4.2.3　D/A輸出方式
　　4.2.4　失電保護(hù)和手動(dòng)／自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換
　　4.2.5　DAC的主要技術(shù)指標(biāo)
　　4.2.6　典型應(yīng)用例子
　　習(xí)題
第5章　PID調(diào)節(jié)器的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)
　5.1　PID調(diào)節(jié)器
　　5.1.1　PID調(diào)節(jié)器的優(yōu)點(diǎn)
　　5.1.2　PID調(diào)節(jié)器的作用
　5.2　數(shù)字PID控制器的設(shè)計(jì)
　　5.2.1　PID控制規(guī)律的離散化
　　5.2.2　PID數(shù)字控制器的實(shí)現(xiàn)
　5.3　數(shù)字PID控制器參數(shù)的整定
　　5.3.1　采樣周期的選擇
　　5.3.2　PID控制器參數(shù)的整定
　　習(xí)題
第6章　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)
　6.1　干擾信號(hào)的類型及其傳輸形式
　6.2　抗干擾技術(shù)
　　6.2.1　接地技術(shù)
　　6.2.2　屏蔽技術(shù)
　　6.2.3　隔離技術(shù)
　　6.2.4　串模干擾的抑制
　　6.2.5　共模干擾的抑制
　　6.2.6　長(zhǎng)線傳輸中的抗干擾問(wèn)題
　6.3　電源干擾的抑制
　　6.3.1　電源干擾的基本類型
　　6.3.2　電源抗干擾的基本方法
　6.4　CPU軟件抗干擾技術(shù)
　　6.4.1　人工復(fù)位
　　6.4.2　掉電保護(hù)
　　6.4.3　睡眠抗干擾
　　6.4.4　指令冗余
　　6.4.5　軟件陷阱
　　6.4.6　程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)(WATCHD()G)
　6.5　數(shù)字信號(hào)的軟件抗干擾措施
　　6.5.1　數(shù)字信號(hào)的輸入方法
　　6.5.2　數(shù)字信號(hào)的輸出方法
　　6.5.3　數(shù)字濾波
　　習(xí)題
第7章　工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)
　7.1　工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)
　7.2　總線式工控機(jī)的組成結(jié)構(gòu)
　7.3　常用工控總線（STD／VME／IPC工控機(jī)）
　　7.3.1　STD總線工控機(jī)
　　7.3.2　MC6800/MC68000工控機(jī)
　　7.3.3　IPC總線工控機(jī)
　7.4　IPC的主要外部結(jié)構(gòu)形式
　　7.4.1　臺(tái)式IPC
　　7.4.2　盤(pán)裝式IPC
　　7.4.3　IPC工作站
　　7.4.4　插箱式IPC
　　7.4.5　嵌入式IPC
　7.5　IPC總線工控機(jī)內(nèi)部典型構(gòu)成形式
　　7.5.1　工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的組成
　　7.5.2　工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成
　7.6　IPC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)常用板卡介紹
　　7.6.1　IPC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的概念
　　7.6.2　工業(yè)控制計(jì)算機(jī)1/0接口
　　信號(hào)板卡
　　習(xí)題
附錄　ST7920GB中文字型碼表
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：1.4 微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展1.4.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程自1946年世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC正式使用以來(lái)，數(shù)字計(jì)算機(jī)在世界各國(guó)得到了極大的重視和迅速發(fā)展。20世紀(jì)70年代微型計(jì)算機(jī)的推廣，標(biāo)志著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)入了新的階段。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展給控制系統(tǒng)開(kāi)辟了新的途徑?，F(xiàn)代控制理論以及各種新型控制規(guī)律和組合控制規(guī)律的發(fā)展又給自動(dòng)控制系統(tǒng)增添了理論支柱。經(jīng)典的和現(xiàn)代的控制理論與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，出現(xiàn)了新型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。從美國(guó)工業(yè)控制機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用來(lái)看，用計(jì)算機(jī)來(lái)控制生產(chǎn)過(guò)程，大體上經(jīng)歷了三個(gè)階段。1965年以前是試驗(yàn)階段。早在1952年，在化工生產(chǎn)中就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)測(cè)量和數(shù)據(jù)處理。1954年，開(kāi)始用計(jì)算機(jī)構(gòu)成開(kāi)環(huán)系統(tǒng)。1957年，采用計(jì)算機(jī)構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)開(kāi)始應(yīng)用于石油蒸餾過(guò)程的調(diào)節(jié)。1959年，在美國(guó)一個(gè)煉油廠建成了第一臺(tái)閉環(huán)計(jì)算機(jī)控制裝置。1960年，在合成氨和丙烯腈生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制。1965～1969年是計(jì)算機(jī)控制進(jìn)入實(shí)用和開(kāi)始逐步普及的階段。隨著小型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，控制可靠性不斷提高，成本逐年下降，計(jì)算機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用得到了迅速的發(fā)展，但這個(gè)階段仍然主要是集中型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。經(jīng)驗(yàn)證明，采用高度集中控制時(shí)，若計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，將對(duì)整個(gè)生產(chǎn)裝置和整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重影響，雖然采用多機(jī)并用的方案可以提高集中控制的可靠性，但這樣就要增加投資。1970年以后是大量推廣和分級(jí)控制階段?，F(xiàn)代工業(yè)的特點(diǎn)是高度連續(xù)化、大型化，裝置與裝置、設(shè)備與設(shè)備之間的聯(lián)系日趨密切。因此，為了降低能量消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量，僅僅實(shí)現(xiàn)局部范圍內(nèi)的孤立控制是難以取得顯著效果的。因此，人們已開(kāi)始運(yùn)用系統(tǒng)工程學(xué)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模綜合管理系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)通常不是由一臺(tái)計(jì)算機(jī)或數(shù)臺(tái)獨(dú)立的、相互無(wú)關(guān)的小型機(jī)來(lái)進(jìn)行控制的，而是由大、中、小型計(jì)算機(jī)組合起來(lái)，形成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制的。在這種采用了分段結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，充分利用各種計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，形成分級(jí)控制。近年來(lái)，微型計(jì)算機(jī)所具有的可靠性高、價(jià)格低廉、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，為分級(jí)計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。

編輯推薦

《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)(第2版)》由中國(guó)高等職業(yè)技術(shù)教育研究會(huì)推薦，面向21世紀(jì)高級(jí)應(yīng)用性人才。

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