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1版前言

隨著現代化工業生產過程復雜性與集成度的提高,計算機控制系統已發展到了一個嶄新的階段。計算機控制系統利用計算機的軟件和硬件代替自動控制系統中的控制器,它以自動控制理論和計算機技術為基礎,綜合了計算機、自動控制和生產過程多方面的知識。當前,計算機控制系統已成為許多大型自動化生產線中不可缺少的重要組成部分。這就要求從事自動控制的工程技術和研發人員不僅要掌握生產工藝流程和自動控制理論的基礎知識,而且還必須掌握計算機控制系統的有關硬件、軟件、控制規律、數據通信、現場總線網絡技術和數據庫等方面的專門知識和技術,從而達到設計和應用計算機控制系統的目的。

本書為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,全面系統地講述了計算機控制系統的基礎知識與系統設計及應用技術。

全書共分9章。第1章為緒論,介紹了計算機控制系統的概念、組成、分類和發展趨勢;第2章介紹了計算機控制系統的總線技術,包括STD總線、PCI總線、IEEE-488總線、RS-232和RS-485總線及MODBUS通信協議;第3章簡要介紹了人機接口技術,包括鍵盤的設計、LED和LCD顯示技術、觸摸屏技術與打印機接口技術;第4章重點介紹了過程輸入/輸出通道接口技術,包括信號和采樣、模擬開關、模擬量輸入通道、模擬量輸出通道、數字量輸入通道、數字量輸出通道、電流/電壓轉換和過程通道的抗干擾與可靠性設計;第5章講述了數字控制技術;第6章詳述了計算機控制系統的控制規律,包括PID控制、數字PID算法、串級控制、前饋-反饋控制、數字控制器的直接設計方法、大林算法、史密斯預估控制、模糊控制和模型預測控制;第7章介紹了計算機控制系統的軟件設計,包括計算機控制系統軟件的組成和功能、實時多任務系統、現場控制層的軟件系統平臺、新型DCS系統組態軟件的設計、組態軟件數據庫系統設計、組態軟件驅動程序設計、組態軟件可視化環境設計、OPC技術、WEB瀏覽與控制技術和應用程序設計;第8章重點講述了現場總線與工業以太網控制網絡技術,包括現場總線技術概述、現場總線與企業網絡、典型現場總線簡介、CAN與PROFIBUS-DP現場總線及其應用技術、工業以太網技術;第9章介紹了計算機控制系統的設計方法和設計實例,最后介紹了PMM2000電力網絡儀表的系統設計。本教材取材于作者多年的教學內容以及近幾年發表的科研論文和國家重點科研攻關項目,并參考了有關專著和技術資料。

本教材得以公開出版,得到了機械工業出版社計算機分社的大力支持,上海交通大學的席裕庚教授審閱了編寫大綱,同時得到了山東大學控制科學與工程學院領導等有關同志的大力支持。在本書的編寫過程中,我的學生張明、王叢先、劉俊杰、賴園園、陳亮、韓英昆、周旭、楊洪軍、薛凌燕等同學協助我做了書稿的校對工作,并繪制了全部插圖。對書中所引用的參考文獻的作者,在此一并向他們表示誠摯的感謝。

由于編者水平有限,加上時間倉促,書中錯誤和不妥之處在所難免,敬請廣大讀者不吝指正。

李正軍

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