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目录1

第一章 概述1

1·1 计算机控制系统的发展过程1

1·2 单回路数字控制系统2

1·3 YS-80单回路数字控制系统的概貌5

1·3·1 基本控制仪表6

1·3·2 批量和混合控制仪表11

1·3·3 通信和集中监视、操作仪表14

第二章 数字控制的一般原理25

2·1 计算机控制系统的基本组成25

2·2 采样定理27

2·2·1 采样过程及其数学描述27

2·2·2 采样定理28

2·2·3 采样周期的选择30

2·3 数字滤波31

2·3·1 算术平均值滤波31

2·3·2 中位值滤波（中值滤波）33

2·3·3 一阶延时滤波34

2·3·4 程序判断滤波35

2·4 数字控制PID算法37

2·4·1 PID控制算式37

2·4·2 数字式PID控制中采样周期的影响40

2·4·3 量化影响41

2·4·4 死区所引起的偏差41

2·5·1 积分饱和的抑制42

2·5 对标准PID算法的改进42

2·5·2 增量算法中饱和的抑制43

2·5·3 微分先行控制算法44

2·5·4 消除随机起伏的PID算法45

2·5·5 带一阶延时滤波的PID算法46

2·5·6 纯滞后的补偿算法49

2·5·7 带有死区的PID调节算法50

2·5·8 采样PI控制算法50

2·6 YS-80单回路仪表中PID的控制算法51

2·7 PID调节器参数的选择53

2·7·1 凑试法53

2·7·2 扩充临界比例度法53

2·7·3 阶跃曲线法55

第三章 单回路调节器软件56

3·1 软件概述56

3·1·1 系统软件56

3·1·2 应用软件概要57

3·1·3 用户程序58

3·2 过程管理程序58

3·2·1 系统的机能构成和作用原理58

3·2·2 数据类型59

3·2·3 功能结构和信息流程60

3·3 过程控制应用软件64

3·3·1 过程控制应用软件的环境64

3·3·2 过程控制应用软件的特性66

3·3·3 过程控制软件包67

3·4 用户程序设计98

3·4·1 用户程序的设计方法和步骤98

3·4·2 输入处理程序102

3·4·3 控制程序106

3·4·4 输出处理程序116

3·4·5 用户程序设计要领119

第四章 单回路调节器电路原理124

4·1 人——机接口124

4·1·1 键盘输入124

4·1·2 显示输出129

4·1·3 编程器SPRG与可编程调节器SLPC的键盘／显示电路135

4·2 过程接口147

4·2·1 输入电路147

4·2·2 采样开关148

4·2·3 D/A转换149

4·2·4 A/D转换151

4·2·5 输出接口153

4·3 自检、报警与安全措施154

4·4 YS-80调节器的电路原理160

4·4·1 SLPC调节器的电路161

4·4·2 SLPC调节器的工作过程163

4·4·3 SLPC调节器的输入输出电路165

4·5·1 串行可编程通信接口芯片——8251A166

4·5 通信166

4·5·2 调节器与上位机通信174

4·6 调整式开关稳压电源181

第五章 YS-80基本控制系统仪表185

5·1 盘装式仪表记录仪186

5·1·1 SRVD记录仪186

5·1·2 SRHD智能记录仪189

5·2 架装式仪表193

5·2·1 STED温度变送器193

5·2·2 SDBT配电器201

5·2·3 SKYD报警器203

5·2·4 SPLR可编程运算器203

5·2·5 SIND积算器209

5·2·6 SISD隔离器210

5·2·7 BARD、BRHV安全保持器211

5·2·8 SDND电源箱214

5·3 SPRG编程器216

5·3·1 SPRG功能概要216

5·3·2 SPRG动作原理217

5·3·3 SPRG编程器使用步骤222

5·3·4 编程应用实例224

7·2 系统的高可靠性228

第六章 过程控制系统的数据通信229

6·1 微型计算机数据传送的概念229

6·1·1 传送方式229

6·1·2 同步与异步通信方式230

6·1·3 数据传送的形态232

6·1·4 通信线路的控制236

6·1·5 传送控制237

6·1·6 数据控制传送规程的实际应用239

6·2 YS-80和YEWPACKMARKⅡ的数据通信246

6·2·1 数据库和通信方式246

6·2·2 YS-80和UFCH控制单元之间的通信247

6·2·3 HL总线通信249

6·2·4 HF总线通信系统250

6·3 YS-80和CENTUM的数据通信253

6·4 YS-80和专用计算机的数据通信255

6·4·1 SGWU型YS—80入口单元概要255

6·4·2 SGWU的构成257

6·4·3 通信规格的给定258

6·4·5 YS-80仪表的数据采集（DG）259

6·4·4 TTY方式的信息形式及传送控制顺序259

6·4·6 YS-80仪表的数据给定（DP）265

6·4·7 回答报文的数据压缩指令（*）269

6·4·8 VM1和VM2插件的模拟输入、输出的数据采集及给定270

6·4·9 ST2、ST3、ST4、PB5、PM1插件的数字输入及数字输出的数据采集及给定272

6·4·10 SGWU的WDT管理273

6·4·11 SGWU的给定状态及I/0连接状态的信息采集（SS）274

6·4·12 回答的定时调整报文（HT）275

6·4·13 与小型计算机连接的程序实例275

第七章 带微处理器的控制系统的可靠性279

7·1 控制仪表的可靠性发展历史279

7·2·1 实现系统高可靠性的主要手段282

7·2·2 高可靠性设计技术283

7·2·3 信息处理系统的“故障”284

7·2·4 系统的集中和分散284

7·2·5 冗余化的构成285

7·3 电子元器件的可靠性286

7·3·1 半导体装置的可靠性288

7·3·2 一般电子元器件的可靠性289

7·4 实现YS-80高可靠性的手段290

7·4·1 耐环境设计290

7·4·2 调节器组成部件的高可靠性293

7·4·4 停电时的应变措施295

7·4·3 备用回路295

7·4·5 自诊断功能296

7·5 CENTUM的可靠性297

7·5·1 双重化现场控制站的冗余结构299

7·5·2 处理器的冗余化299

7·5·3 输入输出插件的双重化300

7·6 可靠性预测300

7·6·1 预测电子设备可靠性的MIL方式300

7·6·2 控制系统的可靠性评价303

7·6·3 YS-80仪表的可靠性数据304

7·7 控制系统软件的可靠性305

7·8·1 维护性设计306

7·8 维护与管理306

7·8·2 保证高可靠性的维护体制307

第八章 YS-80单回路仪表控制仪表的工业应用309

8·1 石油加工工业中仪表控制系统的应用309

8·1·1 石油加工工业中的仪表控制系统概要309

8·1·2 蒸馏塔的仪表控制系统310

8·1·3 蒸馏塔底成分控制系统实例318

8·1·4 蒸馏塔或缓冲槽的输出流量控制319

8·2 钢铁工业中仪表控制系统的应用326

8·2·1 钢铁生产过程概要326

8·2·2 加热炉的燃烧控制328

8·2·4 交叉限幅并联副回路的串级调节330

8·2·3 燃烧控制的串级比值调节系统330

8·2·5 热风妒燃烧控制337

8·3 电力工业中锅炉的仪表控制系统339

8·3·1 概述339

8·3·2 给水控制系统（FWC）342

8·3·3 主蒸汽温度控制（STC）系统345

8·3·4 汽包水位调节系统（FWC）程序举例及说明347

8·3·5 主蒸汽温度调节系统（STC）的程序举例及说明348

8·3·6 主蒸汽的温度、压力补偿运算器355

8·3·7 锅炉的燃烧控制系统357

第九章 增强型YS-80*E型系列363

9·1 概述363

9·2·1 SLPC*E各部分的名称功能和回路框图365

9·2 SLPC*E可编程调节器365

9·2·2 SLPC*E子程序368

9·2·3 SLPC*E状态输入、输出信号与回路370

9·2·4 可编程操作键输入和指示灯372

9·2·5 任意折线函数373

9·2·6 串级回路间的运算373

9·2·7 控制功能的扩展功能374

9·2·8 自诊断用FL寄存器378

9·2·9 指示表和SET键的切换（FL32）378

9·2·1 0SLPC*E和SCMS的通信寄存器380

9·3·1 概述381

9·3·2 自整定的作用原理381

9·3 “专家系统”自整定调节功能381

9·3·3 “专家系统”STC调节功能的动作384

9·3·4 自整定及锁定功能386

9·3·5 控制回路的构成387

9·3·6 仿真试验387

9·3·7 结束语388

附录390

附录1．YS-80过程控制仪表、型号及规格代号390

附录2．YS-80架装仪表外形、结构、端子配线404

附录3．盘装仪表外形、安装、端子配线409

附录4．YEWPACKMARKⅡ规格、功能、内部仪表416

附录5．YS-80和YEWPACKMARKⅡ英汉名词对照表425