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第1章 概述1

1 电子数字计算机的产生和发展1

2 计算机在工业控制上的应用1

3 计算机控制系统的组成4

第2章 计算机控制系统的硬件7

1 控制用计算机的特点7

2 主机的总体结构和指令系统7

2.1 总体结构7

2.2 指令系统9

2.2.1 指令按操作的分类10

2.2.3 寻址方式11

2.2.2 基本指令11

2.2.4 变址12

2.2.5 寻址示例13

3 中央外理器15

3.1 运算器16

3.1.1 加法器16

3.1.2 函数发生器16

3.1.3 数的表示法19

3.1.4 字长与功能的关系20

3.2 控制器20

3.2.1 组合逻辑控制21

3.2.2 微程序控制24

4.2 磁心存贮器26

4.1 存贮器的主要指标26

4 内存贮器26

4.2.1 存取方式27

4.2.2 磁心存贮器的典型数据28

4.2.3 磁心参数对存贮器的影响28

4.3 只读存贮器28

4.4 可编程序只读存贮器32

5 外部设备32

5.1 外存贮器33

5.1.1 磁带机33

5.1.2 磁鼓34

5.1.4 磁记录方式35

5.1.3 磁盘35

5.1.5 外存的代码校验方法37

5.2 输入输出设备39

5.2.1 常用的输入输出设备39

5.2.2 输入输出接口39

5.2.3 输入输出设备的控制40

5.2.4 内存贮器和输入输出设备传输数据的方式41

6 中断系统42

6.1 中断的概念42

6.2 中断的基本结构43

6.3 优先排队43

7 电源与机械结构44

7.1 直流稳压电源44

7.3 机械结构45

7.2 供电系统45

8 数据通信46

9 微型机48

9.1 微型机的概念48

9.2 微控系统的构成49

9.2.1 微型机的构成49

9.2.2 微控系统的优点52

10 计算机硬件的一些新发展53

10.1 主机的发展和总体结构的改进53

10.1.1 高速缓冲存贮和虚拟存贮54

10.1.2 稳固件的研制54

10.3 输入输出设备的发展55

10.2 存贮器的发展55

10.1.3 模拟数字混合计算机的出现55

第3章 过程输入输出设备57

1 过程输入通道57

1.1 模拟量输入通道57

1.1.1 模拟量输入通道的组成57

1.1.2 模拟量输入信号的形式57

1.1.3 采样器59

1.1.4 数据放大器60

1.1.5 模数转换器63

1.1.6 模拟量输入通道如何抑制共模干扰68

1.2 数字量输入通道71

2 过程输出通道72

1.2.2 总线方式72

1.2.1 直接方式（高速读取方式）72

2.1 模拟量输出通道73

2.1.1 模拟量输出通道的组成73

2.1.2 采用步进电机输出的注意事项73

2.1.3 用电容进行模拟量输出保持75

2.2 数字量输出通道76

第4章 计算机控制系统的软件77

1 程序设计77

1.1 计算方法概念77

1.2 程序设计的基本方法78

2 软件概述81

2.1 软件的发展过程81

2.3 工业生产过程控制软件83

2.3.1 数据的获取和直接数字控制（直控）83

2.2 软件的基本内容83

2.2.2 应用软件83

2.2.1 系统软件83

2.3.2 给定值控制（监控）84

2.3.3 最优或自适应控制84

2.3.4 信息管理84

3 系统软件84

3.1 程序设计系统84

3.1.1 程序设计语言84

3.1.2 语言处理程序86

3.2 操作系统88

3.2.2 任务管理89

3.2.1 操作系统的构成和基本功能89

3.2.3 作业管理91

3.2.4 数据管理92

3.2.5 硬件管理94

3.3 诊断程序系统95

3.3.1 调机程序95

3.3.2 诊断修复程序95

4 应用软件95

4.1 过程监视程序95

4.2 过程控制计算程序96

5.1 软件的建立和完善97

5 软件的一些发展动向97

4.5 控制回路信息97

4.4 应用程序优先权的考虑97

4.3 公共应用程序97

5.2 软件的应用和推广98

5.3 软件技术理论的研究98

第5章 计算机控制系统98

1 用计算机进行数据检测处理的系统99

1.1 巡回检测99

1.2 数据检测处理100

2 用计算机进行控制的系统101

2.1 操作指导控制系统101

2.2.1 直控系统必须具备的功能102

2.2.2 直控系统的应用场合102

2.2 计算机直控系统102

2.2.3 直控系统使用须知103

2.2.4 计算机直控与模拟调节的比较103

2.2.5 计算机直控的应用例子103

2.3 监督控制系统106

2.3.1 监控的特点107

2.3.2 计算机监控的应用例子108

2.4 顺序控制与数控系统108

2.4.1 顺序控制108

2.4.2 数控系统111

2.5 分级控制系统114

1.1.1 决定采样周期的因素116

1.1.2 采样周期的选择原则116

1 信号采样与数字滤波116

1.1 采样周期116

第6章 计算机控制系统运用的一些方法116

1.2 数字滤波117

2 计算机直控的基本算式和参数整定118

2.1 PID控制118

2.2 变参数的PID控制118

2.3 参数整定119

2.3.1 根据扩充临界比例度整定△T及KP、TI、TD119

2.3.2 根据扩充过程特性整定△T及KP、TI、TD119

3 执行器的动作120

4 数字模型120

4.2.1 工艺对象分析121

4.2 数学模型的建立121

4.1 数学模型的分类121

4.2.2 建立数学模型122

5 寻找最优工况的探索法125

6 最优化控制126

6.1 最优工况126

6.2 最优化系统的构成126

7 可靠性、可维护性和可用性127

7.1 概念127

7.2.1 用宽裕性电路设计来提高可靠性128

7.2.2 用多机系统来提高可靠性128

7.2 提高可靠性的技术措施128

7.2.3 用多重系统来提高可靠性130

7.2.4 用逻辑设计来提高可靠性131

7.2.5 降温措施133

7.2.6 抗干扰134

7.2.7 其他134

第7章 计算机控制系统的实现135

1 实现计算机控制的基本条件135

2 实现的步骤和工作内容136

3 系统的分析与设计136

3.1 操作台的设计136

3.2 屏幕显示器在过程控制中的应用137

3.2.1 操作人员利用屏幕显示器与计算机进行对话137

3.1.2 给定功能137

3.1.1 显示功能137

3.2.2 屏幕显示器的报警、显示功能138

3.3 机房的设计138

3.3.1 机房位置的选择138

3.3.2 机房的工艺布置138

3.3.3 计算机系统工作必备的辅助房间139

3.3.4 计算机房空调要求139

3.3.5 计算机房供电系统要求140

4 计算机与工业自动化作仪表的联系140

4.1 联络信号140

4.3 与计算机联用的QDZ仪表141

4.2.2 DDZ-Ⅲ型直控后备调节器141

4.2.1 DDZ-Ⅲ型监控调节器141

4.2 与计算机联用的DDZ-Ⅲ型仪表141

4.4 计算机与DDZ、QDZ仪表的联接方式142

4.4.1 采用过程输入接口和脉冲输出接口联接142

4.4.2 采用模拟量控制接口联接142

5 安装工程142

5.1 选择合适的接地点143

5.2 对电源系统的考虑143

6 使用和维护144

6.1 上机操作144

6.1.1 操作过程144

6.1.2 控制面板146

6.2 维护147

参考文献150