本书在分析各种计算机控制系统的基础上，从计算机控制系统的基本构成、基本性能和集成设计方法出发，将IPC、DCS和PLC控制系统划分为过程通道、控制算法、系统通信技术、可靠性技术、组态软件等若干个功能模块，把三者的功能模块融合在一起，阐述其结构体系、工作原理、集成设计方法以及它们之间的共性和特点。同时，结合实际应用经验，较为系统和全面地介绍系统的集成设计与实施技术。

本书共分10章，内容包括：第1章绪论，主要介绍计算机控制系统及其组成、计算机控制系统的典型形式、计算机控制的发展概况；第2章工业控制计算机简介；第3章计算机控制系统的输入/输出接口技术；第4章计算机控制系统的控制算法；第5章计算机控制系统的抗干扰与可靠性技术；第6章控制网络技术；第7章集散控制系统的构成；第8章工控组态软件；第9章计算机控制系统的设计与应用，其中列举了工业现场成功应用的实例；第10章CIMS简介，主要介绍CIMS的基本概念、流程工业CIMS的总体架构与功能描述。

本书可用作高等院校自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程、计算机科学与技术、机电一体化等专业本科生的教材及参考书，也可作为从事工业控制及相关领域工作人员的参考书。

第1章 绪论
  1.1 计算机控制系统概述
   1.1.1 计算机控制系统及其组成
   1.1.2 计算机控制系统的典型形式
  1.2 计算机控制的发展概况
  习题与思考题
第2章 工业控制计算机简介
  2.1 工业控制计算机的特点
  2.2 工业控制计算机的总线及分类
   2.2.1 总线的概念
   2.2.2 总线的类别
   2.2.3 工业控制计算机分类
  2.3 总线标准
   2.3.1 STD总线
   2.3.2 ISA总线
   2.3.3 PCI总线
   2.3.4 PC/104 总线
  2.4 IPC 的基本组成
  2.5 可编程序控制器（PLC）
   2.5.1 PLC 的基本组成
   2.5.2 PLC 各组成部分
  2.6 单片机
  2.7 数字控制器
  习题与思考题
第3章 计算机控制系统的输入/输出接口技术
  3.1 模拟量输入接口技术
   3.1.1 A/D转换器主要参数
   3.1.2 A/D转换器的外部特性
   3.1.3 12 位A/D 转换器芯片AD574A
   3.1.4 模拟量输入接口设计
   3.1.5 模拟量输入通道
   3.1.6 模拟量输入通道的隔离
  3.2 模拟量输出接口技术
   3.2.1 D/A转换器主要参数
   3.2.2 D/A转换器的输入－输出特性
   3.2.3 D/A转换器芯片
   3.2.4 模拟量输出接口设计
   3.2.5 模拟量输出通道
   3.2.6 模拟量输出通道的隔离
  3.3 开关量输入/输出通道
   3.3.1 开关量输入/输出通道的一般结构形式
   3.3.2 开关量输入
   3.3.3 开关量输出驱动电路
  3.4 IPC、DCS、PLC 输入/输出通道
   3.4.1 IPC 输入/输出通道
   3.4.2 PLC 输入/输出通道
   3.4.3 DCS 输入/输出通道
  习题与思考题
第4章 计算机控制系统的控制算法
  4.1 数字滤波和数据处理
   4.1.1 数字滤波
   4.1.2 数据处理
  4.2 数字PID 控制
   4.2.1 基本PID控制
   4.2.2 数字PID控制的改进
   4.2.3 数字PID控制器的工程实现
   4.2.4 S7－300/400 PID 功能块FB41简介
   4.2.5 PID参数整定
  4.3 施密斯（Smith）预估控制
   4.3.1 施密斯预估控制原理
   4.3.2 具有纯滞后补偿的数字控制器
  4.4 解耦控制
   4.4.1 解耦的条件
   4.4.2 解耦控制的综合算法
  4.5 模糊控制
   4.5.1 模糊控制系统的组成
   4.5.2 模糊控制器的输入和输出变量及其模糊化
   4.5.3 建立模糊控制规则
   4.5.4 模糊关系与模糊推理
   4.5.5 模糊控制向量的模糊判决———“清晰化”
   4.5.6 模糊控制表
   4.5.7 确定实际的控制量
   4.5.8 模糊控制算法的工程实现
  习题与思考题
第5章 计算机控制系统的抗干扰与可靠性技术
  5.1 干扰源与干扰耦合方式
   5.1.1 干扰来源
   5.1.2 干扰信号的耦合方式
  5.2 空间抗干扰的措施
   5.2.1 屏蔽技术
   5.2.2 电气布线技术
  5.3 过程通道的抗干扰措施
  5.4 系统供电与接地的抗干扰措施
   5.4.1 系统供电的抗干扰措施
   5.4.2 系统接地的抗干扰措施
  5.5 采用监控定时器Ｗatchdog的抗干扰措施
  5.6 提高计算机控制系统的可靠性措施
   5.6.1 可靠性
   5.6.2 提高可靠性的途径
  习题与思考题
第6章 控制网络技术
  6.1 控制网络概述
   6.1.1 企业计算机网络的层次结构
   6.1.2 控制网络与IT 网络的区别
   6.1.3 控制网络的类型及其相互关系
  6.2 数据通信基础
   6.2.1 通信和数据通信系统
   6.2.2 传输介质
   6.2.3 传输数据的信号
   6.2.4 数据通信中的同步
   6.2.5 通信媒体共享技术
   6.2.6 数据交换技术
   6.2.7 数据通信中的差错控制技术
  6.3 通信接口和标准
   6.3.1 通信设备的通信结构
   6.3.2 通信接口标准
  6.4 现场总线
   6.4.1 现场总线的通信协议模型
   6.4.2 现场总线的技术特点及优点
   6.4.3 典型现场总线和性能比较
   6.4.4 现场总线的选择
  6.5 控制网络技术的展望
  习题与思考题
第7章 集散控制系统的构成
  7.1 典型的DCS 体系结构和系统的功能
  7.2 基于IPC 的DCS 系统（IPC－DCS）
   7.2.1 基于IPC 的DCS 系统
   7.2.2 IPC－DCS 体系结构的典型示例
  7.3 基于PLC 的DCS 系统（PLC－DCS）
   7.3.1 PLC－DCS的网络体系
   7.3.2 PLC－DCS网络中常用的通信方式
   7.3.3 PLC－DCS体系结构典型示例
  7.4 DCS 系统构成
   7.4.1 集散控制系统的发展历程
   7.4.2 DCS 体系结构典型示例
  习题与思考题
第8章 工控组态软件
  8.1 组态软件的组成及数据处理流程
  8.2 组态软件在监控系统中的作用与设计步骤
  8.3 常用组态软件
  8.4 组态软件与DCS 系统软件关系
  8.5 组态软件———组态王
   8.5.1 组态王软件的整体结构
   8.5.2 组态软件应用程序制作过程概述
   8.5.3 组态王软件的基本功能及使用方法
  8.6 组态软件ＷinCC
   8.6.1 ＷinCC 的主要功能
   8.6.2 ＷinCC 开放结构
   8.6.3 SIMATIC TIA（Total Integrate Automation）全集成自动化概念在ＷinCC 中的应用
   8.6.4 ＷIｎCC 的系统组态
   8.6.5 报表系统
  8.7 组态软件ＶISｕALFIｅLD
   8.7.1 系统组态软件
   8.7.2 系统监控软件
  8.8 IEC61131－3 编程语言
   8.8.1 IEC61131－3 编程语言的基本概念
   8.8.2 IEC61131－3 简介
   8.8.3 IEC61131－3 编程基础
   8.8.4 IEC61131－3 标准的基本内容
   8.8.5 IEC61131－3 的软件模型
   8.8.6 IEC61131－3 的通信模型
   8.8.7 五种编程语言介绍
   8.8.8 应用举例
  习题与思考题
第9章 计算机控制系统的设计与应用2
  9.1 计算机控制系统的设计原则2
  9.2 计算机控制系统的设计步骤
   9.2.1 计算机控制系统的总体方案设计
   9.2.2 硬件的工程设计与实现
   9.2.3 软件的工程设计与实现
   9.2.4 控制系统的调试与投运
  9.3 计算机控制系统设计举例
   9.3.1 基于IPC 的能源监控管理系统在某企业中的应用
   9.3.2 SIEMENS S7 过程控制系统在某水泥厂的应用
   9.3.3 中控WebField ECS在离子膜烧碱过程中的应用
  习题与思考题
第10章 CIMS 简介
  10.1 CIMS 的基本概念
   10.1.1 CIM和CIMS 的内涵与定义
   10.1.2 CIMS的体系结构
   10.1.3 CIMS的建模方法
   10.1.4 CIMS的应用状况
  10.2 流程工业的特点及其对CIMS 的需求
  10.3 流程工业CIMS 的总体架构与功能描述
   10.3.1 流程工业的生产经营运作过程
   10.3.2 流程工业CIMS的层次结构模型
   10.3.3 流程工业CIMS的功能构成与功能划分
  10.4 流程工业CIMS 的支撑系统
   10.4.1 CImS的计算机体系结构
   10.4.2 流程工业CIMS中的数据库系统
   10.4.3 流程工业CIMS中的计算机网络
  习题与思考题
参考文献

“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材