第1章 计算机控制概述

1.1控制系统组成

1.1.1控制系统概念

1.1.2硬件组成

1.1.3软件组成

1.2控制系统分类

1.2.1数据采集系统

1.2.2操作指导控制系统

1.2.3直接数字控制系统

1.2.4监督计算机控制系统

1.2.5分散控制系统

1.2.6现场总线控制系统

1.2.7计算机集成制造系统

1.3控制装置种类

1.3.1可编程控制器

1.3.2可编程调节器

1.3.3总线式工控机

1.3.4嵌入式计算机系统

1.3.5其他控制装置

本章小结

思考题

第2章 模拟量输出通道

2.1 D/A转换器

2.1.1工作原理与性能指标

2.1.2 8位DAC0832芯片

2.1.3 12位DAC1210芯片

2.2接口电路

2.2.1 DAC0832接口电路

2.2.2 DAC1210接口电路

2.3输出方式

2.3.1电压输出方式

2.3.2电流输出方式

2.3.3自动/手动切换输出方式

2.4 D/A转换模板

2.4.1 D/A转换模板的通用性

2.4.2 D/A转换模板的设计举例

本章小结

思考题

第3章 模拟量输入通道

3.1信号调理电路

3.2多路模拟开关

3.2.1结构原理

3.2.2扩展电路

3.3前置放大器

3.3.1测量放大器

3.3.2可变增益放大器

3.4采样保持器

3.4.1采样过程

3.4.2采样定理

3.4.3零阶采样保持器

3.5 A/D转换器

3.5.1工作原理与性能指标

3.5.2 ADC0809芯片及其接口电路

3.5.3 AD574A芯片及其接口电路

3.6 A/D转换模板

本章小结

思考题

第4章 数字量输入/输出通道

4.1光电耦合隔离技术

4.1.1光电耦合隔离器

4.1.2光电耦合隔离电路

4.2数字量输入通道

4.2.1开关输入电路

4.2.2脉冲计数电路

4.3数字量输出通道

4.3.1三极管驱动电路

4.3.2继电器驱动电路

4.3.3晶闸管驱动电路

4.3.4固态继电器驱动电路

4.4 DI/DO模板

本章小结

思考题

第5章 键盘及其接口技术

5.1键盘输入电路

5.1.1键盘的抖动干扰

5.1.2抖动干扰的消除

5.2非编码独立式键盘

5.2.1查询法接口电路

5.2.2中断法接口电路

5.3非编码矩阵式键盘

5.3.1矩阵式键盘的结构组成

5.3.2矩阵式键盘的程序设计

5.4编码键盘

5.4.1二进制编码器

5.4.2编码键盘接口电路

本章小结

思考题

第6章 显示器及其接口技术

6.1 LED显示器

6.1.1 LED显示器的结构原理

6.1.2 LED显示器的显示方式

6.1.3 LED显示器接口电路

6.2 LCD

6.2.1 LCD的结构原理

6.2.2 LCD的驱动方式

6.2.3段位式LCD接口电路

6.2.4点阵式LCD接口电路

6.3图形显示器

6.3.1图形显示器概述

6.3.2图形显示画面

本章小结

思考题

第7章 数据处理技术

7.1测量数据预处理技术

7.1.1系统误差的自动校准

7.1.2数据字长的预处理

7.2数字滤波方法

7.2.1平均值滤波

7.2.2中值滤波

7.2.3限幅滤波

7.2.4惯性滤波

7.3标度变换算法

7.3.1线性式变换

7.3.2非线性式变换

7.3.3多项式变换

7.3.4查表法

7.4越限报警处理

7.4.1越限报警程序

7.4.2越限报警方式

本章小结

思考题

第8章 抗干扰技术

8.1干扰的来源与传播途径

8.1.1干扰的来源

8.1.2干扰的传播途径

8.2硬件抗干扰措施

8.2.1串模干扰的抑制

8.2.2共模干扰的抑制

8.2.3长线传输干扰的抑制

8.2.4信号线的选择与敷设

8.2.5电源系统的抗干扰

8.2.6接地系统的抗干扰

8.3软件抗干扰措施

8.3.1指令冗余技术

8.3.2软件陷阱技术

8.4程序运行监视系统

8.4.1 Watchdog Timer工作原理

8.4.2 Watchdog Timer实现方法

本章小结

思考题

第9章 数字控制器的设计

9.1数字控制系统的数学描述

9.1.1差分方程

9.1.2 z变换

9.1.3脉冲传递函数

9.2数字控制器的连续化设计

9.2.1数字控制器的连续化设计步骤

9.2.2 PID控制规律

9.2.3基本数字PID控制算法

9.2.4改进的数字PID控制算法

9.2.5数字PID参数的整定

9.3数字控制器离散化设计

9.3.1数字控制器的离散化设计步骤

9.3.2最少拍控制系统的设计

9.3.3纯滞后控制

9.4数字串级控制器的设计

9.4.1串级控制的结构和原理

9.4.2串级控制系统的确定

9.4.3数字串级控制算法

9.5数字程序控制器的设计

9.5.1数字程序控制基础

9.5.2逐点比较法插补原理

9.5.3步进电机控制技术

本章小结

思考题

第10章 控制网络技术

10.1数据通信基础

10.1.1数据通信系统

10.1.2数据传输编码

10.1.3多路复用技术

10.1.4通信同步技术

10.1.5常用传输介质

10.2通信网络技术

10.2.1网络拓扑结构

10.2.2网络控制方法

10.2.3差错控制技术

10.3网络体系结构

10.4串行通信总线

10.4.1 RS -232C通信总线

10.4.2 RS - 422 /485通信总线

10.5工业以太网

10.5.1以太网及其优势

10.5.2工业以太网的关键技术

10.5.3基于以太网的控制网络系统

10.5.4几种典型的实时以太网

本章小结

思考题

第11章 IPC与PLC

11.1 IPC结构组成

11.1.1硬件组成

11.1.2软件组成

11.2 IPC总线结构

11.2.1内部总线

11.2.2外部总线

11.3 IPC功能特点

11.4 IPC产品简介

11.4.1工业计算机机箱

11.4.2工业级底板

11.4.3工业级CPU卡

11.4.4 PCI总线I/O卡

11.5 PLC结构组成

11.5.1 CPU模块

11.5.2 1/O模块

11.5.3编程装置

11.5.4电源

11.5.5 PLC的物理结构

11.6 PLC编程语言

11.7 PLC工作过程

11.8 PLC功能特点

11.9 PLC产品简介

11.9.1 CPU模块

11.9.2数字量扩展模块

11.9.3模拟量扩展模块

11.9.4热电偶、热电阻扩展模块

11.9.5通信模块

11.9.6通信处理器

11.9.7中文显示屏

11.9.8编程软件

本章小结

思考题

第12章 DCS与FCS

12.1 DCS体系结构

12.1.1分散过程控制级

12.1.2集中操作监控级

12.1.3综合信息管理级

12.1.4通信网络系统

12.2 DCS功能特点

12.2.1 DCS的软件

12.2.2 DCS的特点

12.3 DCS产品简介

12.3.1 TDC-3000

12.3.2 1/AS

12.3.3 SUPCON JX-300

12.4 FCS体系结构

12.5 FCS功能特点

12.5.1 FCS的特点

12.5.2 FCS的组态

12.6 FCS产品简介

12.6.1 CAN

12.6.2 Lon Works

12.6.3 PROFIBUS

12.6.4 WorldFIP

12.6.5 HART

12.6.6 FF

本章小结

思考题

第13章 控制系统设计与工程实现

13.1控制系统的设计原则

13.2控制工程的实现步骤

13.2.1准备阶段

13.2.2设计阶段

13.2.3仿真及调试阶段

13.2.4现场调试运行阶段

13.3控制工程的应用实例

13.3.1水槽水位单片机控制系统

13.3.2循环水装置IPC控制系统

13.3.3中水回用PLC控制系统

13.3.4聚合釜温压仪表控制系统

13.3.5基于PLC与IPC的锅炉综合控制系统

本章小结

思考题

思考题参考答案

附录 常用函数的z变换表

参考文献