第1版前言

随着现代化工业生产过程复杂性与集成度的提高，计算机控制系统已发展到了一个崭新的阶段。计算机控制系统利用计算机的软件和硬件代替自动控制系统中的控制器，它以自动控制理论和计算机技术为基础，综合了计算机、自动控制和生产过程多方面的知识。当前，计算机控制系统已成为许多大型自动化生产线中不可缺少的重要组成部分。这就要求从事自动控制的工程技术和研发人员不仅要掌握生产工艺流程和自动控制理论的基础知识，而且还必须掌握计算机控制系统的有关硬件、软件、控制规律、数据通信、现场总线网络技术和数据库等方面的专门知识和技术，从而达到设计和应用计算机控制系统的目的。

本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，全面系统地讲述了计算机控制系统的基础知识与系统设计及应用技术。

全书共分9章。第1章为绪论，介绍了计算机控制系统的概念、组成、分类和发展趋势；第2章介绍了计算机控制系统的总线技术，包括STD总线、PCI总线、IEEE-488总线、RS-232和RS-485总线及MODBUS通信协议；第3章简要介绍了人机接口技术，包括键盘的设计、LED和LCD显示技术、触摸屏技术与打印机接口技术；第4章重点介绍了过程输入/输出通道接口技术，包括信号和采样、模拟开关、模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道、数字量输出通道、电流/电压转换和过程通道的抗干扰与可靠性设计；第5章讲述了数字控制技术；第6章详述了计算机控制系统的控制规律，包括PID控制、数字PID算法、串级控制、前馈-反馈控制、数字控制器的直接设计方法、大林算法、史密斯预估控制、模糊控制和模型预测控制；第7章介绍了计算机控制系统的软件设计，包括计算机控制系统软件的组成和功能、实时多任务系统、现场控制层的软件系统平台、新型DCS系统组态软件的设计、组态软件数据库系统设计、组态软件驱动程序设计、组态软件可视化环境设计、OPC技术、WEB浏览与控制技术和应用程序设计；第8章重点讲述了现场总线与工业以太网控制网络技术，包括现场总线技术概述、现场总线与企业网络、典型现场总线简介、CAN与PROFIBUS-DP现场总线及其应用技术、工业以太网技术；第9章介绍了计算机控制系统的设计方法和设计实例，最后介绍了PMM2000电力网络仪表的系统设计。本教材取材于作者多年的教学内容以及近几年发表的科研论文和国家重点科研攻关项目，并参考了有关专著和技术资料。

本教材得以公开出版，得到了机械工业出版社计算机分社的大力支持，上海交通大学的席裕庚教授审阅了编写大纲，同时得到了山东大学控制科学与工程学院领导等有关同志的大力支持。在本书的编写过程中，我的学生张明、王丛先、刘俊杰、赖园园、陈亮、韩英昆、周旭、杨洪军、薛凌燕等同学协助我做了书稿的校对工作，并绘制了全部插图。对书中所引用的参考文献的作者，在此一并向他们表示诚挚的感谢。

由于编者水平有限，加上时间仓促，书中错误和不妥之处在所难免，敬请广大读者不吝指正。

李正军