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第1章　计算机测控系统概述1

1.1　计算机测控技术的含义与地位1

1.1.1　计算机测控技术的含义1

1.1.2　测控系统微机化的重要意义2

1.2　计算机测控系统的任务和特点3

1.2.1　计算机测控系统的任务3

1.2.2　计算机测控系统的特点5

1.3　计算机测控系统的组成5

1.3.1　计算机测控系统的典型结构5

1.3.2　计算机测控系统的硬件组成7

1.3.3　计算机测控系统的软件组成10

1.3.4　计算机测控系统的工作原理12

1.4　计算机测控系统的分类13

1.4.1　数据采集系统（DAS）13

1.4.2　直接数字控制系统（DDC）14

1.4.3　监督控制系统（SCC）15

1.4.4　分布式控制系统（DCS）16

1.4.5　现场总线控制系统（FCS）17

1.4.6　工业过程计算机集成制造系统（CIMS）18

1.5　计算机测控技术的发展18

1.5.1　计算机测控技术的发展历程19

1.5.2　计算机测控技术的发展特点20

思考与练习22

第2章　计算机测控系统中的硬件23

2.1 工业控制计算机（IPC）23

2.1.1　IPC的基本特点23

2.1.2　IPC的基本组成25

2.1.3　PCs的构成27

2.2　传感器28

2.2.1　传感器的地位28

2.2.2　常用的传感器29

2.3　数据采集卡32

2.3.1　数据采集卡的产生32

2.3.2　数据采集卡的种类32

2.3.3　常用的数据采集卡34

2.4　智能仪器38

2.4.1　智能仪器的组成38

2.4.2　智能仪器的功能39

2.5　可编程序逻辑控制器（PLC）41

2.5.1 PLC的构成42

2.5.2　计算机与PLC的连接方式44

2.6　执行机构45

2.6.1　执行机构的种类45

2.6.2　执行机构的驱动48

思考与练习52

第3章　计算机测控系统中的软件53

3.1　计算机操作系统53

3.1.1　计算机操作系统概述53

3.1.2　通用操作系统54

3.1.3　实时操作系统56

3.1.4　嵌入式操作系统57

3.2　面向对象语言Visual Basic58

3.2.1　VB与串口通信59

3.2.2　VB与数据采集61

3.3　监控组态软件Kingview64

3.3.1　监控组态软件概述65

3.3.2　Kingview与I/O设备通信71

3.4　虚拟仪器软件LabVIEW73

3.4.1　虚拟仪器概述73

3.4.2　LabVIEW与串口通信77

3.4.3　LabVIEW与数据采集80

思考与练习84

第4章　计算机测控系统中的总线与接口85

4.1　总线及其标准85

4.1.1　总线的概念85

4.1.2　总线的类别86

4.1.3　采用总线的优点87

4.1.4　总线标准88

4.2 I/O接口92

4.2.1　I/O设备与I/O接口92

4.2.2　接口信息与接口地址94

4.2.3　I/O接口的功能95

4.2.4　接口的分类97

4.2.5　I/O接口的实现方式98

4.3　过程通道99

4.3.1　过程通道的含义99

4.3.2　过程通道的模式99

4.3.3　模拟量输入通道101

4.3.4　模拟量输出通道103

4.3.5　开关量输入通道104

4.3.6　开关量输出通道105

4.4　信息传输介质107

4.4.1　有线传输介质107

4.4.2　无线传输介质111

思考与练习111

第5章 串口通信测控系统及其实现112

5.1 串行通信与RS-232接口标准112

5.1.1 串行通信的基本概念112

5.1.2　RS-232C接口标准116

5.1.3　近距离通信线路连接119

5.2　个人计算机中的串行端口119

5.2.1　查看串行端口信息120

5.2.2　串行端口的中断121

5.2.3　串行端口的地址122

5.3 串口通信调试123

5.3.1　系统连接123

5.3.2　计算机串口设置125

5.3.3 串口调试程序的使用126

5.3.4　使用“计算器”实现数制转换127

5.3.5　调试扩展127

5.4　程序设计实例128

5.4.1　PC机双串口互通信程序设计128

5.4.2　PC机与智能仪器串口通信程序设计146

5.4.3　PC机与PLC串口通信程序设计172

思考与练习188

第6章　基于板卡的测控系统及其实现189

6.1　基于板卡的计算机测控系统组成189

6.2　PCI-1710HG多功能板卡的安装191

6.2.1　PCI-1710HG多功能板卡介绍191

6.2.2　用PCI-1710HG多功能板卡组成的控制系统192

6.2.3　PCI-1710HG板卡设备的安装195

6.2.4　PCI-1710HG板卡其他程序的安装198

6.3　计算机测控系统的输入与输出信号199

6.3.1　模拟量信号200

6.3.2　开关量信号201

6.3.3　脉冲量信号201

6.4　程序设计实例202

6.4.1　模拟量输入（AI）程序设计202

6.4.2　模拟量输出（AO）程序设计217

6.4.3　开关量输入（DI）程序设计227

6.4.4　开关量输出（DO）程序设计238

6.4.5　脉冲量输出程序设计247

6.4.6　温度测量与报警控制程序设计254

思考与练习270

第7章 DCS与FCS及其实现271

7.1　计算机集散控制系统概述271

7.1.1　集散控制系统的产生271

7.1.2　集散控制系统的体系结构272

7.1.3　集散控制系统的特点274

7.2 中小型DCS的结构与通信标准275

7.2.1 中小型DCS的基本结构276

7.2.2　RS-485串口通信标准276

7.3　现场总线控制技术概论278

7.3.1　现场总线的产生278

7.3.2　现场总线控制系统的结构与特点279

7.3.3　现场总线标准281

7.4　CAN总线测控技术283

7.4.1　CAN总线的技术特点283

7.4.2　CAN总线的网络结构284

7.4.3　典型的CAN总线测控系统285

7.5　程序设计实例287

7.5.1　用PC机与智能仪表构成的小型DCS程序设计287

7.5.2　基于CAN总线的模拟量输入程序设计311

7.5.3　基于CAN总线的开关量输出程序设计317

思考与练习324

第8章　计算机测控系统的设计325

8.1　计算机测控系统的设计概述325

8.1.1　计算机测控系统的设计原则325

8.1.2　计算机测控系统的设计与实施步骤327

8.1.3　计算机测控系统的总体方案设计329

8.2　计算机测控系统的硬件设计333

8.2.1　选择系统总线333

8.2.2　选择主机333

8.2.3　选择输入／输出板卡334

8.2.4　选择传感器和变送器335

8.2.5　选择执行机构336

8.2.6　控制操作面板设计336

8.3　计算机测控系统的软件设计337

8.3.1　测控系统对应用软件的要求337

8.3.2　测控应用软件的模块结构339

8.3.3　测控应用软件的设计流程340

8.3.4　测控应用软件的设计方法342

8.3.5　测控应用软件的开发工具选择344

8.4　计算机测控系统的调试与运行345

8.4.1　离线仿真与调试346

8.4.2　在线调试与运行348

8.5　计算机测控系统的抗干扰设计349

8.5.1　干扰信号的来源349

8.5.2　干扰信号的种类350

8.5.3　抗干扰技术352

8.5.4　干扰信号的抑制356

8.6　计算机测控系统的可靠性设计361

8.6.1　影响可靠性的因素361

8.6.2　可靠性设计技术362

思考与练习366

参考文献367