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第1章 概论1

1．1 PC总线工控产品的发展1

1．1．1 总线与接口的一般概念1

1．1．2 几种常用总线简介2

1．1．3 PC总线工业控制计算机的发展4

1．2 PC总线工控产品的种类、特点与发展趋向6

1．2．1 PC工控产品迅速发展的原因6

1．2．2 PC总线产品的种类和特点7

1．3 IPC应用新领域—由IPC集群构成的多功能控制系统10

第2章 PC总线工控产品分类介绍11

2．1 工业控制计算机11

2．1．1 工业现场对工控机的基本要求11

2．1．2 工控机的主要类型及功能11

2．1．3 根据应用需求选择合适的工控机17

2．2 外围接口产品18

2．2．1 概述18

2．2．2 模拟量输入模板19

2．2．3 模拟量输出模板22

2．2．4 数字量通道板和其它配套模板26

2．2．5 智能通用I/O单元—UIO板32

2．2．6 智能I/O在过程控制中的应用42

2．3 数据通信与工业网络43

2．3．1 概述43

2．3．2 网络标准与通信协议45

2．3．3 工业控制网络结构与数据收发控制方式47

2．3．4 一种基于IEEE 802.4协议的实时工业网络F-NET48

2．3．5 现场总线网络控制系统52

2．4 工业控制系统中的人-机接口技术53

2．4．1 显示技术53

2．4．2 打印输出技术55

2．4．3 输入接口技术56

2．5 新型结构体系的工业控制计算机58

2．5．1 IPC-90的主要构成59

2．5．2 IPC-90的主要性能60

2．5．3 IPC-90的主要特点61

2. 5. 4 S系列端子板62

2．6 嵌入式PC机发展简介63

2．7 控制系统中的采集/控制软件64

2．7．1 概述64

2．7．2 实时工业控制软件包ONSPEC65

2．7．3 实时监控软件包GENESIS72

2．7．4 实时集散控制软件包CONDAC76

2．7．5 实时工业控制软件包FIX86

2．7．6 小结88

第3章 工业控制应用系统的设计89

3．1 概述89

3．2 工业现场对控制系统的基本要求90

3．3 实时控制系统的一般组成92

3．3．1 硬件设备组成92

3．3．2 软件组成95

3．4 控制系统的设计97

3．4．1工业控制计算机系统的分类97

3．4．2 控制系统设计的基本要求97

3．4．3 系统设计的特点99

3．5 工业控制系统设计的一般步骤100

3．5．1 确定系统任务101

3．5．2 选择工控主机和外围设备101

3．5．3 确定总体方案101

3．5．4 硬件和软件的具体设计102

3．6 工业控制系统的规范化设计103

3．6．1 系统的功能规范103

3．6．2 系统的总体设计108

3．6．3 工业控制系统的设计手段111

3．6．4 一个设计实例114

3．6．5 专用系统的设计118

3．7 控制系统的辅助开发工具—微机开发系统120

3．7．1 基本原理与组成120

3．7．2 利用微机开发系统开发控制系统硬件121

3．7．3 利用微机开发系统进行应用软件的开发121

3．7．4 开发系统的应用前景122

3．8 过程通道的抗干扰措施122

3．8．1 干扰来源与分类122

3．8．2 抑制常态干扰的常用措施123

3．8．3 共模干扰的抑制124

3．8．4 其它抗干扰措施124

3．8．5 计算机控制系统抗干扰措施实例125

3．9 中断技术的合理应用126

第4章 典型应用实例129

4．1 概述129

4．2 PC总线工业微机在柔性制造中的应用129

4．2．1 柔性制造系统概述129

4．2．2 PC总线工业控制计算机与FMS的计算机选型130

4．2．3 典型实例—钣材柔性制造系统131

4．3 IPC工业控制机用于内燃机测试参数的采控142

4．3．1 概述142

4．3．2 系统的组成及工作原理简述142

4．3．3 硬件介绍147

4．3．4 试验过程150

4．3．5 数据处理及记录161

4．3．6 存在问题及改进设想163

4．3．7 结束语164

4．4 高速冷连轧机控制系统的应用164

4．4．1 高速冷连轧机概述164

4．4．2 技术改造的实施165

4．4．3 成果和经验167

4．5 冶金投料控制系统的设计和应用167

4．5．1 系统概述167

4．5．2 设计原理169

4．5．3 系统实现174

4．5．4 系统调试178

4．5．5 经验教训180

4．6 数据采集系统中的脉冲量处理模板和芯片180

4．6．1 8253/8254可编程定时/计数器180

4．6．2 AM9513可编程定时/计数器183

4．7 用计算机数字图像处理技术检测电站锅炉燃烧器火焰191

4．7．1 电站锅炉火焰检测技术的现状191

4．7．2 新型光学图像传感器192

4．7．3 计算机数字图像处理系统194

4．7．4 新型智能燃烧器火焰检测系统197

4．8 人造水晶生长微机控制系统200

4．8．1 高压釜及人造水晶的培育200

4．8．2 高压釜的温度控制200

4．8．3 系统工作原理200

4．8．4 808型智能温度调节器204

4．8．5 系统技术性能指标207

4．8．6 系统组合结构207

4．8．7 控制系统软件207

4．8．8 结论219

4．9 一个涤纶生产流程集散控制系统FMDCS的研究219

4．9．1 简述219

4．9．2 系统硬件总体结构220

4．9．3 系统软件的设计220

4．9．4 提高系统的可靠性230

4．10 建立在IPC机上的油品储运监控管理系统231

4．10．1 概述231

4．10．2 DJK-3000系列油品储运监控管理系统231

4．10．3 操作站的硬件构成233

4．10．4 SL3.30储运监控组态软件233

4．10．5应用与发展239

4．11 工业计算机用于电站汽轮机组热力参数在线监测及故障诊断240

4．11．1 概述240

4．11．2 系统描述242

4．11．3 结论248

4．12 分布式微机数据采集系统在卷烟厂的应用248

4．12．1 系统简介248

4．12．2 系统设计构思249

4．12．3 从机硬件组成249

4．12．4 从机通信服务程序框图及程序清单251

4．12．5 主机中通信变换器的结构及工作原理253

4．12．6 卷接机物理量检测传感器的结构及工作原理254

4．12．7 系统的可靠性设计及抗干扰措施255

4．12．8 小结256

第5章 模块化集散控制系统的设计与应用257

5．1 集散控制与分级分布控制的概念257

5．2 DCS的发展历程258

5．3 广义的DCS系统259

5．3．1 PLC控制方式259

5．3．2 PC方式的兴起259

5．3．3 EIC集成化260

5．3．4 “鸡脑”型网络化（智能）I/O方式260

5．4 DCS进展的新趋势261

5．5 分散控制系统的体系结构264

5．6 分散控制系统的主要功能简介266

5．7 分散控制系统的主要组成单元简介267

5．7．1 过程控制站267

5．7．2 DDC控制站270

5．7．3 监视操作站（OPS）272

5．8 分散控制系统的数据通信274

5．8．1 数据通信在分散控制系统中的作用274

5．8．2 数据通信的方式275

5．8．3 通信系统的拓扑结构275

5．9 以工业控制机为节点机构成的DCS系统277

5．9．1 概述277

5．9．2 CONNET-9000系统的特点和主要功能278

5．9．3 CONNET-9000系统结构与主要技术手段279

参考文献287

附录288

附录A F-NetBIOS的功能调用288

附录B F-NetBIOS的出错信息296

附录C 数据测量和传感技术300

附录D 高性能、多用途的微机开发系统FDS-128B313

附录E 多功能微机开发系统MICE322

附录F 8098单片机开发装置DVCC-98333