計算機控制技術(shù)

內(nèi)容概要

　　本書全面系統(tǒng)地介紹了計算機控制系統(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：計算機控制系統(tǒng)概述、開關(guān)量輸入／輸出通道與人機接口、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)字化實現(xiàn)、計算機控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)及工業(yè)控制微型計算機。
　　為了幫助讀者掌握各部分內(nèi)容，書中每章后面都附有習(xí)題。
　　本書可作為高職高專院校應(yīng)用電子技術(shù)、自動化、機電一體化、電氣工程等專業(yè)的計算機控制技術(shù)課程的教材，也可作為從事計算機控制工作的工程技術(shù)人員的參考書。
　　本書配有電子教案，需要者可登錄出版社網(wǎng)站，免費下載。

書籍目錄

第1章　計算機控制系統(tǒng)概述
　1.1　計算機控制系統(tǒng)的組成
　　1.1.1　計算機控制系統(tǒng)的硬件組成
　　1.1.2　計算機控制系統(tǒng)的軟件
　1.2　工業(yè)控制計算機的特點
　1.3　微型計算機控制系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)類型
　　1.3.1　計算機操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)
　　1.3.2　直接數(shù)字控制系統(tǒng)
　　1.3.3　監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)
　　1.3.4　集散型控制系統(tǒng)
　　1.3.5　現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
　　1.3.6　工業(yè)過程計算機集成制造系統(tǒng)
　1.4　微型計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展
　　1.4.1　計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展過程
　　1.4.2　近年來計算機控制系統(tǒng)在我國的
　　發(fā)展趨勢
　　習(xí)題
第2章　開關(guān)量輸入／輸出通道與人機接口
　2.1　過程通道的分類
　2.2　開關(guān)量輸入／輸出通道
　　2.2.1　開關(guān)量輸入／輸出通道的一般結(jié)構(gòu)形式
　　2.2.2　開關(guān)量輸入信號的調(diào)理
　　2.2.3　開關(guān)量輸出驅(qū)動電路
　　2.2.4　開關(guān)量輸入／輸出通道的設(shè)計
　2.3　人機接口——鍵盤
　　2.3.1　非編碼鍵盤
　　2.3.2　編碼鍵盤
　2.4　人機接口——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)用實例
　3.2　數(shù)字程序控制
　　3.2.1　數(shù)值插補計算方法
　　3.2.2　逐點比較法直線插補
　　3.2.3　逐點比較法圓弧插補
　　3.2.4　步進電機工作原理
　　3.2.5　步進電機控制系統(tǒng)原理
　　3.2.6　步進電機與微型機的接口及程序設(shè)計
　　3.2.7　步進電機步數(shù)及速度的計算方法
　　3.2.8　步進電機的變速控制
　　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　輸入信號的處理
　　4.1.2　多路開關(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　失電保護和手動／自動無擾動切換
　　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)字化實現(xiàn)
　5.1　PID調(diào)節(jié)器
　　5.1.1　PID調(diào)節(jié)器的優(yōu)點
　　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
　　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　計算機控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)
　6.1　干擾信號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　長線傳輸中的抗干擾問題
　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
　　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　程序運行監(jiān)視系統(tǒng)(WATCHD()G)
　6.5　數(shù)字信號的軟件抗干擾措施
　　6.5.1　數(shù)字信號的輸入方法
　　6.5.2　數(shù)字信號的輸出方法
　　6.5.3　數(shù)字濾波
　　習(xí)題
第7章　工業(yè)控制微型計算機
　7.1　工業(yè)控制計算機的特點
　7.2　總線式工控機的組成結(jié)構(gòu)
　7.3　常用工控總線（STD／VME／IPC工控機）
　　7.3.1　STD總線工控機
　　7.3.2　MC6800/MC68000工控機
　　7.3.3　IPC總線工控機
　7.4　IPC的主要外部結(jié)構(gòu)形式
　　7.4.1　臺式IPC
　　7.4.2　盤裝式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總線工控機內(nèi)部典型構(gòu)成形式
　　7.5.1　工業(yè)控制計算機的組成
　　7.5.2　工業(yè)控制計算機系統(tǒng)的組成
　7.6　IPC總線工業(yè)控制計算機常用板卡介紹
　　7.6.1　IPC總線工業(yè)控制計算機的概念
　　7.6.2　工業(yè)控制計算機1/0接口
　　信號板卡
　　習(xí)題
附錄　ST7920GB中文字型碼表
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：1.4 微型計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展1.4.1 計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展過程自1946年世界上第一臺電子計算機ENIAC正式使用以來，數(shù)字計算機在世界各國得到了極大的重視和迅速發(fā)展。20世紀(jì)70年代微型計算機的推廣，標(biāo)志著計算機的發(fā)展和應(yīng)用進入了新的階段。計算機技術(shù)的發(fā)展給控制系統(tǒng)開辟了新的途徑?，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)代的控制理論與計算機相結(jié)合，出現(xiàn)了新型的計算機控制系統(tǒng)。從美國工業(yè)控制機的發(fā)展和應(yīng)用來看，用計算機來控制生產(chǎn)過程，大體上經(jīng)歷了三個階段。1965年以前是試驗階段。早在1952年，在化工生產(chǎn)中就已經(jīng)實現(xiàn)了自動測量和數(shù)據(jù)處理。1954年，開始用計算機構(gòu)成開環(huán)系統(tǒng)。1957年，采用計算機構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)開始應(yīng)用于石油蒸餾過程的調(diào)節(jié)。1959年，在美國一個煉油廠建成了第一臺閉環(huán)計算機控制裝置。1960年，在合成氨和丙烯腈生產(chǎn)過程中實現(xiàn)了計算機監(jiān)督控制。1965～1969年是計算機控制進入實用和開始逐步普及的階段。隨著小型計算機的出現(xiàn)，控制可靠性不斷提高，成本逐年下降，計算機在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用得到了迅速的發(fā)展，但這個階段仍然主要是集中型的計算機控制系統(tǒng)。經(jīng)驗證明，采用高度集中控制時，若計算機出現(xiàn)故障，將對整個生產(chǎn)裝置和整個生產(chǎn)系統(tǒng)帶來嚴重影響，雖然采用多機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控制階段?，F(xiàn)代工業(yè)的特點是高度連續(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，人們已開始運用系統(tǒng)工程學(xué)的方法來實現(xiàn)大規(guī)模綜合管理系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)通常不是由一臺計算機或數(shù)臺獨立的、相互無關(guān)的小型機來進行控制的，而是由大、中、小型計算機組合起來，形成計算機系統(tǒng)來進行控制的。在這種采用了分段結(jié)構(gòu)的計算機控制系統(tǒng)中，充分利用各種計算機的優(yōu)勢，形成分級控制。近年來，微型計算機所具有的可靠性高、價格低廉、使用方便等優(yōu)點，為分級計算機控制的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。

編輯推薦

《計算機控制技術(shù)(第2版)》由中國高等職業(yè)技術(shù)教育研究會推薦，面向21世紀(jì)高級應(yīng)用性人才。

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