本書從工程實際出發(fā)，系統(tǒng)地介紹了計算機控制系統(tǒng)中的各種軟硬件應用技術。內(nèi)容包括：計算機控制系統(tǒng)概述，計算機控制系統(tǒng)開發(fā)軟件與實訓，開關量輸入系統(tǒng)與實訓，模擬量輸入系統(tǒng)與實訓，開關量輸出系統(tǒng)與實訓，模擬量輸出系統(tǒng)與實訓，開關量輸入、開關量輸出系統(tǒng)與實訓，模擬量輸入、開關量輸出系統(tǒng)與實訓，計算機控制系統(tǒng)的設計等。每個系統(tǒng)首先介紹了多個生產(chǎn)生活實例，然后使用常見的工控硬件（PLC、數(shù)據(jù)采集卡和遠程I/O模塊）搭建控制系統(tǒng)，采用工控領域常用的監(jiān)控組態(tài)軟件MCGS作為開發(fā)軟件，通過22個實訓項目詳細介紹了計算機控制系統(tǒng)的開發(fā)步驟及實現(xiàn)方法。
適讀人群：本書可作為高職高專院校各類自動化、機電一體化、計算機應用等專業(yè)的教材，也可供從事計算機控制系統(tǒng)研發(fā)的工程技術人員參考。
1.包含22個MCGS的控制實訓，實訓豐富、可操作性強；
2.結構新穎：先提出生產(chǎn)生活現(xiàn)象—總結并提出控制問題—讓學生動手實踐—學習并思考相關理論；
3.提供詳細的課件、習題答案和源程序。
4.作者是寫過30多本書的作者，能夠深入淺出闡述有趣的實訓，在讀者的動手中感受該技術與生產(chǎn)生活的緊密聯(lián)系，同時被激發(fā)出興趣。
前言
近年來，隨著電子技術、信息技術及自動控制技術的飛速發(fā)展，計算機控制技術已廣泛應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸及國防建設等各個領域，正發(fā)揮著越來越重要的作用。建立計算機控制系統(tǒng)的概念，了解和初步掌握計算機控制系統(tǒng)的基本理論和基本設計方法，已成為當前高職高專院校工科類學生適應新形勢、新技術發(fā)展的當務之急。
為適應計算機控制技術課程教學改革和發(fā)展的需要，本書在編寫上具有以下幾個特點：
1）結構新穎：在計算機控制系統(tǒng)中，信號輸入即檢測，信號輸出即控制，信號主要分為兩大類：模擬量和開關（數(shù)字）量。那么檢測信號輸入就分為模擬量輸入和開關量輸入，控制信號輸出就分為模擬量輸出和開關量輸出。計算機控制系統(tǒng)相應的可以按信號的輸入、輸出進行分類、構建。本書即按計算機控制系統(tǒng)的組成類別進行編排。每種系統(tǒng)首先舉出幾個生產(chǎn)生活實例，搭建每個實例的控制系統(tǒng)，然后歸納出它們的共性結構，提出計算機需要解決的共性問題，最后進行操作實訓，解決問題。實訓操作與控制實例緊密銜接，構成一個完整的知識體系。這種編排結構合理，思路清晰，便于學生理解和掌握。
2）內(nèi)容豐富：介紹了22個生產(chǎn)生活中的控制系統(tǒng)實例，每個實例包括應用背景，可擴展學生的知識面，最新的控制系統(tǒng)應用如高速公路ETC、充電樁控制等可拓寬學生的視野；設計了22個實訓項目，選取了3種典型輸入輸出控制裝置或模塊（PLC、數(shù)據(jù)采集卡和遠程I/O模塊）來實現(xiàn)計算機檢測和控制功能，讀者可根據(jù)實際教學需要選擇實訓項目。
3）注重實踐：以“理論夠用、突出實踐”和“精講多練”為原則，學生“動”為主，“聽”為輔，內(nèi)容的組織極富操作性，融理論于實踐，從實踐中獲取知識；同時使技能培養(yǎng)與生產(chǎn)生活實際緊密相結合，激發(fā)學生學習興趣，充分體現(xiàn)學以致用的教學思想。
4）便于自學：書中提供的實訓項目都有詳細完整的操作步驟，讀者只需按照給定的步驟進行操作，就可實現(xiàn)計算機控制系統(tǒng)的各種功能。所以本書教學是以學生為主導，老師為輔導：首先老師介紹生產(chǎn)生活中的控制實例，提出問題，然后學生開展實訓解決問題，最后老師再講解實訓中出現(xiàn)的基本理論知識。
本書可作為高職高專院校各類自動化、機電一體化、計算機應用等專業(yè)學生學習計算機控制技術的教材，也可供從事計算機控制系統(tǒng)研發(fā)的工程技術人員參考。
本書由石河子大學李江全編寫第1、9章，劉育辰編寫第2、3章，李樹峰編寫第4章，空軍工程大學李丹陽編寫第5章，新疆工程學院王玉巍編寫第6章，西安航空職業(yè)技術學院黨媚編寫第7、8章。北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司、北京研華科技股份有限公司等為本書提供了大量的技術支持，在此對他們致以深深的謝意。
由于計算機控制技術的實訓教材還不多見，編者作了大膽嘗試，由于水平有限，書中難免存在缺點和不足之處，敬請廣大讀者批評指正。
編者
2017年4月
目 錄
第1章 計算機控制系統(tǒng)概述 1
1.1 計算機控制系統(tǒng)的含義與工作原理 1
1.1.1 計算機控制系統(tǒng)的含義 3
1.1.2 計算機控制系統(tǒng)的工作原理 2
1.2 計算機控制系統(tǒng)的組成 6
1.2.1 計算機控制系統(tǒng)的硬件組成 6
1.2.2 計算機控制系統(tǒng)的軟件組成 9
1.3 計算機控制系統(tǒng)的典型結構 10
1.3.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 10
1.3.2 直接數(shù)字控制系統(tǒng) 11
1.3.3 監(jiān)督控制系統(tǒng) 11
1.3.4 集散控制系統(tǒng) 12
1.3.5 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 13
1.3.6 計算機集成制造系統(tǒng) 14
1.4 計算機控制技術的發(fā)展 15
1.4.1 計算機控制技術的發(fā)展歷程 15
1.4.2 計算機控制技術的發(fā)展特點 16
習題與思考題 18
第2章 計算機控制系統(tǒng)開發(fā)軟件與實訓 69
2.1 MCGS組態(tài)軟件操作實訓 109
實訓1 液位控制與超限提示 109
實訓2 報警信息與曲線繪制 110
2.2 知識鏈接 69
2.2.1 控制系統(tǒng)應用軟件概述 109
2.2.2 監(jiān)控組態(tài)軟件概述 110
2.2.3 MCGS組態(tài)軟件簡介 110
習題與思考題 98
第3章 計算機開關量輸入系統(tǒng)與實訓 99
3.1 開關量輸入系統(tǒng)生產(chǎn)生活實例 151
3.1.1 機械產(chǎn)品計數(shù) 214
3.1.2 銀行防盜報警 214
3.1.3 自動感應門控制 214
3.1.4 駕考汽車壓線監(jiān)測 214
3.1.5 開關量輸入系統(tǒng)總結 214
3.2 計算機開關量輸入實訓 151
實訓3 三菱PLC開關輸入 214
實訓4 西門子PLC開關輸入 214
實訓5 數(shù)據(jù)采集卡開關計數(shù) 214
實訓6 遠程I/O模塊開關計數(shù) 214
3.3 知識鏈接 99
3.3.1 傳感器 99
3.3.2 數(shù)據(jù)采集卡 102
習題與思考題 227
第4章 計算機模擬量輸入系統(tǒng)與實訓 99
4.1 模擬量輸入系統(tǒng)生產(chǎn)生活實例 151
4.1.1 貨車自動稱重 214
4.1.2 水庫水位監(jiān)測 214
4.1.3 發(fā)動機臺架試驗 214
4.1.4 萬能材料試驗機 214
4.1.5 模擬量輸入系統(tǒng)總結 214
4.2 計算機模擬量輸入實訓 151
實訓7 數(shù)據(jù)采集卡電壓采集 214
實訓8 遠程I/O模塊電壓采集 214
實訓9 三菱PLC溫度檢測 214
實訓10 西門子PLC溫度檢測 214
4.3 知識鏈接 99
4.3.1 總線技術 99
4.3.2 I/O接口 104
習題與思考題 139
第5章 計算機開關量輸出系統(tǒng)與實訓 99
5.1 開關量輸出系統(tǒng)生產(chǎn)生活實例 151
5.1.1 音樂噴泉控制 214
5.1.2 棉田滴灌控制 214
5.1.3 教室多媒體控制 214
5.1.4 汽車充電樁控制 214
5.1.5 開關量輸出系統(tǒng)總結 214
5.2 計算機開關量輸出實訓 151
實訓11 三菱PLC開關控制 214
實訓12 西門子PLC開關控制 214
實訓13 數(shù)據(jù)采集卡開關控制 214
實訓14 遠程I/O模塊開關控制 214
5.3 知識鏈接 99
5.3.1 串口通信 99
5.3.2 執(zhí)行機構 99
習題與思考題 193
第6章 計算機模擬量輸出系統(tǒng)與實訓 99
6.1 模擬量輸出系統(tǒng)生產(chǎn)生活實例 151
6.1.1 番茄醬濃縮控制 214
6.1.2 發(fā)電廠鍋爐監(jiān)控 214
6.1.3 模擬量輸出系統(tǒng)總結 214
6.2 計算機模擬量輸出實訓 151
實訓15 數(shù)據(jù)采集卡電壓輸出 214
實訓16 遠程I/O模塊電壓輸出 214
實訓17 三菱PLC電壓輸出 214
實訓18 西門子PLC電壓輸出 214
6.3 知識鏈接 99
6.3.1 過程通道 99
6.3.2 信息傳輸介質 102
習題與思考題 227
第7章 計算機輸入與輸出系統(tǒng)綜合實訓1
7.1 開關量輸入與開關量輸出生產(chǎn)生活實例 214
7.1.1 飲料瓶計數(shù)噴碼 214
7.1.2 高速公路ETC 214
7.1.3 電梯集中監(jiān)控 214
7.1.4 機械手臂定位控制 214
7.1.5 開關量輸入與開關量輸出系統(tǒng)總結 214
7.2 開關量輸入與開關量輸出實訓 151
實訓19 三菱PLC計數(shù)控制 214
實訓20 西門子PLC計數(shù)控制 214
7.3 知識鏈接 99
7.3.1 工控機 99
7.3.2 PLC控制 53
習題與思考題 227
第8章 計算機輸入與輸出系統(tǒng)綜合實訓2
8.1 模擬量輸入與開關量輸出生產(chǎn)生活實例 214
8.1.1 溫室大棚監(jiān)控 214
8.1.2 軸承滾柱分級 214
8.1.3 零件磨削加工 214
8.1.4 變壓器油溫監(jiān)控 214
8.1.5 模擬量輸入與開關量輸出系統(tǒng)總結 214
8.2 模擬量輸入與開關量輸出實訓 151
實訓21 數(shù)據(jù)采集卡溫度測控 214
實訓22 遠程I/O模塊溫度測控 214
8.3 知識鏈接 99
8.3.1 集散控制系統(tǒng) 102
8.3.2 智能儀表簡介 102
習題與思考題 227
第9章 計算機控制系統(tǒng)的設計 228
9.1 計算機控制系統(tǒng)設計概述 228
9.1.1 計算機控制系統(tǒng)的設計原則 228
9.1.2 計算機控制系統(tǒng)的設計與實施步驟 230
9.1.3 計算機控制系統(tǒng)的總體方案設計 231
9.2 計算機控制系統(tǒng)的硬件設計 235
9.2.1 選擇系統(tǒng)總線 235
9.2.2 選擇主機 235
9.2.3 選擇輸入輸出板卡 236
9.2.4 選擇傳感器和變送器 237
9.2.5 選擇執(zhí)行機構 237
9.2.6 操作面板設計 238
9.3 計算機控制系統(tǒng)的軟件設計 238
9.3.1 控制系統(tǒng)對應用軟件的要求 239
9.3.2 控制應用軟件的設計流程 240
9.3.3
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