計算機測控技術(shù)教學(xué)大綱

1、計算機測控技術(shù)教學(xué)大綱gdou-b-11-213 計算機測控技術(shù)教學(xué)大綱課程編號 1630026 總學(xué)時 58 理論 54 實驗/ 上機 4 學(xué)分 3 開課單位信息學(xué)院 開課系 自動化系修訂時間 2007 年 3 月 1 日課 程 簡 介教學(xué)內(nèi)容本課程以工業(yè) pc測控系統(tǒng)的組成和應(yīng)用技術(shù)為主線，詳細地介紹工業(yè)控制計算機系統(tǒng)的基本概念、接口技術(shù)、總線技術(shù)、過程通道設(shè)計方法、控制算法和規(guī)律、工控軟件的基本結(jié)構(gòu)、中小型dcs的基本結(jié)構(gòu)及其通信程序設(shè)計方法、工控機系統(tǒng)規(guī)范化設(shè)計等。重點突出計算機測控應(yīng)用技術(shù)和開發(fā)技術(shù)，注重實用方法的介紹。修讀專業(yè) : 電氣工程及自動化、自動化先修課程 : 微機原理與接

2、口技術(shù)、自動控制原理教材: 計算機測控應(yīng)用技術(shù)，胡文金，重慶大學(xué)出版社，2003-6-1 一、 課程的性質(zhì)與任務(wù)本課程是一門面向應(yīng)用的、具有很強實踐性與綜合性的專業(yè)技術(shù)選修課程。本課程采用課堂理論講授為主, 輔以適當(dāng)?shù)恼n堂練習(xí)和課后作業(yè)。課程講授力求深入淺出，以理論作為實際設(shè)計的指導(dǎo)，使學(xué)生掌握工業(yè)控制計算機的結(jié)構(gòu)和接口技術(shù)規(guī)范、過程控制通道、經(jīng)典控制算法、控制軟件與通信程序設(shè)計，從而進一步掌握計算機測控系統(tǒng)的綜合設(shè)計方法。通過本課程的學(xué)習(xí)開闊學(xué)生的眼界、啟迪并激發(fā)學(xué)生的探索和創(chuàng)新精神，更深層次地提升其專業(yè)素質(zhì)，使學(xué)生了解當(dāng)今計算機測控的發(fā)展現(xiàn)狀和前沿狀況。二、 課程的基本要求 , 學(xué)完本課程

3、后對學(xué)生的教學(xué)要求, 通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生分析、設(shè)計、實現(xiàn)和維護工業(yè)測控系統(tǒng)的能力，了解當(dāng)今計算機測控的發(fā)展現(xiàn)狀和前沿狀況。三、修讀專業(yè) : 電氣工程及自動化、自動化1 三、 本課程與其它課程的聯(lián)系先修課程 : 微機原理及接口技術(shù)、自動控制原理四、 教學(xué)內(nèi)容安排、要求、學(xué)時分配及作業(yè)第 1 章 工業(yè)控制計算機系統(tǒng)概論 (2 學(xué)時) 1.1 工業(yè)控制計算機系統(tǒng)的主要特點(b) 1.2 工業(yè)控制計算機系統(tǒng)的基本要求(b) 1.3 工業(yè)控制計算機系統(tǒng)的分類(b) 1.4 工業(yè)控制微型計算機 (b) 1.5 工業(yè)控制計算機系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(c) 第 2 章 接口技術(shù)與總線規(guī)范 (6 學(xué)時) 2.1

4、 rs232/rs422/rs485串行通信接口規(guī)范2.1.1 串行通信控制器 (a) 2.1.2 rs 232c接口規(guī)范 (a) 2.1.3 rs 422接口規(guī)范 (a) 2.1.4 rs 485接口規(guī)范 (a) 2.1.5 幾種串行通訊總線的比較(c) 2.2 ipc/ibm pc 并行口2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)型并行口 spp(standard parallel port)(a) 2.2.2 增強型并行口 epp(enhanced parallel port)(a) 2.3 其他接口2.3.1 通用串行總線 usb(universal serial bus)(b) 2.3.2 vga 視頻接口

5、(b) 2.3.3 打印機并行接口 centronics(b) 2.3.4 磁盤接口、鍵盤接口及ps/2 鼠標(biāo)接口 (b) 2.4 xt/isa/eisa總線規(guī)范2.4.1 xt/isa/eisa總線概況 (a) 2.4.2 xt/isa/eisa總線的電氣規(guī)范 (a) 2.4.3 xt/isa總線的機械規(guī)范 (a) 2 2.5 pci 總線規(guī)范2.5.1 pci總線的主要特點 (a) 2.5.2 pci總線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) (a) 2.5.3 pci總線接口信號 (a) 2.5.4 pci總線操作命令及使用規(guī)則 (a) 2.5.5 pci總線協(xié)議 (a) 2.5.6 pci總線數(shù)據(jù)傳輸過程 (a)

6、 2.5.7 pci總線配置空間 (a) 2.5.8 pci總線配置周期 (a) 2.5.9 pci總線的機械規(guī)范 (a) 第 3 章 工業(yè)過程通道與遠程i/o 模塊(10 學(xué)時) 3.1 工控機系統(tǒng)輸入 / 輸出信號規(guī)格3.1.1 模擬信號規(guī)格 (a) 3.1.2 開關(guān)量信號規(guī)格 (a) 3.1.3 脈沖量信號規(guī)格 (a) 3.2 工業(yè)過程板卡的典型單元電路(a) 3.3 模擬量輸入板卡 (a/d 卡) 3.3.1 有關(guān)概念 (b) 3.3.2 模擬量輸入板卡的性能指標(biāo)(b) 3.3.3 pc 總線 a/d板卡的設(shè)計 (a) 3.3.4 典型 a/d 板卡介紹 (a) 3.4 模擬量輸出板卡

7、 (d/a 卡) 3.4.1 d/a板卡的主要性能指標(biāo) (b) 3.4.2 pc 總線 d/a板卡的設(shè)計 (a) 3.4.3 典型 d/a 板卡介紹 (a) 3.5 開關(guān)量輸入 / 輸出板卡 (i/o 板卡) 3.5.1 i/o板卡的主要性能指標(biāo) (b) 3.5.2 i/o板卡的設(shè)計 (a) 3.5.3 典型開關(guān)量輸入 / 輸出板卡介紹 (a) 3 3.6 脈沖量輸入板卡3.6.1 脈沖量板卡的組成 (a) 3.6.2 定時器 / 計數(shù)器芯片 8253/8254(a) 3.7 中斷量輸入板卡 (a) 3.8 基于 pci 總線的板卡設(shè)計3.8.1 pci9052的主要特點 (b) 3.8.2

8、pci9052的引腳功能 (a) 3.8.3 用 pci9052設(shè)計 pci 總線板卡 (a) 3.9 遠程 i/o 模塊及子系統(tǒng)3.9.1 adam 4000 系列模塊的功能特點 (b) 3.9.2 模擬量輸入模塊 (a) 3.9.3 模擬量輸出模塊 (a) 3.9.4 數(shù)字量輸入 / 輸出模塊 (a) 3.9.5 脈沖量輸入模塊 (a) 3.9.6 應(yīng)用實例 (b) 3.10 adam5000系列分布式數(shù)據(jù)測控系統(tǒng)簡介(c) 第 4章 控制算法與控制規(guī)律(6 學(xué)時) 4.1 測量算法4.1.1 數(shù)字濾波 (a) 4.1.2 校正算法 (a) 4.1.3 標(biāo)度換算 (a) 4.2 控制算法4

9、.2.1 純微分 pid 控制算法 (a) 4.2.2 不完全微分 pid 控制算法 (a) 4.2.3 pid控制算法的改進 (a) 4.2.4 pid控制算法的參數(shù)整定 (b) 4.3 控制規(guī)律4.3.1 串級控制 (a) 4.3.2 前饋控制 (a) 4 4.3.3 其他控制規(guī)律簡介 (c) 第 5 章 工控機系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) (10 學(xué)時) 5.1 工控機系統(tǒng)的軟件功能 (c) 5.2 工控軟件的基本結(jié)構(gòu) (a) 5.3 工控軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)5.3.1 實時數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu) (a) 5.3.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (a) 5.4 輸入/ 輸出模塊的設(shè)計5.5 實時控制模塊的設(shè)計5.5.1 實時控制模塊的

10、功能及實現(xiàn)方法(a) 5.5.2 實時控制模塊的設(shè)計流程(a) 5.6 人機界面模塊的設(shè)計5.6.1 棒圖顯示 (a) 5.6.2 細目顯示 (a) 5.6.3 總貌顯示 (a) 5.6.4 其他畫面 (c) 5.6.5 畫面設(shè)計實例 (b) 5.7 工業(yè)控制組態(tài)軟件簡介5.7.1 “組態(tài)王”的功能特點 (b) 5.7.2 “組態(tài)王”的結(jié)構(gòu) (b) 5.7.3 “組態(tài)王”和下位機的通訊(b) 5.7.4 動畫效果的產(chǎn)生 (b) 5.7.5 用組態(tài)王開發(fā)工控機系統(tǒng)的一般過程(a) 第 6 章 中小型 dcs 及其通信技術(shù)(10 學(xué)時) 6.1 中小型 dcs的基本結(jié)構(gòu) (b) 6.2 面向字符的

11、數(shù)據(jù)鏈路層通信協(xié)議iso1745 6.2.1 概述(b) 6.2.2 字符格式及傳輸控制字符(b) 6.2.3 通信格式 (c) 5 6.2.4 iso 1745協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路工作過程 (b) 6.3 mscomm 控件的使用方法6.3.1 加載 mscomm控件(a) 6.3.2 mscomm 控件的屬性 (a) 6.3.3 調(diào)用 mscomm編寫通信程序段 (a) 6.4 用 ipc 和 adam4000 構(gòu)成中小型 dcs 6.4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) (a) 6.4.2 程序控制 (a) 6.5 用 ipc 和智能儀表構(gòu)成中小型dcs 6.5.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) (a) 6.5.2 fp21 的通信規(guī)

12、程 (a) 6.5.3 fp21 的通信命令簡介 (a) 6.5.4 fp21 的通信命令細則 (b) 6.5.5 通信程序?qū)嵗?(a) 6.6 用 ipc 和 plc構(gòu)成中小型 dcs 6.6.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) (a) 6.6.2 用 fx2/fx2n的編程口和 ipc 通信(a) 6.6.3 用 fx2/fx2n的通信口和 ipc 通信(a) 6.6.4 通信程序?qū)嵗?(a) 第 7 章 工業(yè)控制計算機系統(tǒng)的設(shè)計方法(10 學(xué)時) 7.1 概述7.1.1 工控機系統(tǒng)設(shè)計的基本要求(a) 7.1.2 工控機系統(tǒng)的設(shè)計途徑 (a) 7.1.3 工控機系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟(a) 7.2 工控機系統(tǒng)的規(guī)范化設(shè)計7.2.1 系統(tǒng)的功能規(guī)范 (a) 7.2.2 系統(tǒng)的總體設(shè)計 (a) 7.2.3 工控機系統(tǒng)的設(shè)計手段 (a) 7.3 測量儀表和執(zhí)行器的選型6 7.3.1 測量儀表的選型 (a) 7.3.2 執(zhí)行器的選用 (a) 7.4 工控機系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計7.4.1 干擾( 噪聲) 來源及分類 (a) 7.4.2 串模干擾的抑制措施 (a) 7.4.3 共模干擾的抑制措施 (a) 7.4.4 接地技術(shù) (a) 7.4.5 電源回路的抗干擾措施 (a) 7.5 工控機系統(tǒng)的可靠性設(shè)計 (a) 7.6 設(shè)計實例自動配料計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計(b) 實驗內(nèi)容與要求序號 實驗內(nèi)