计算机测控技术教学大纲.doc

GDOU-B-11-213 计算机测控技术 教学大纲课程编号1630026总学时58理论54实验/上机4学分3开课单位信息学院开课系自动化系修订时间2007年3 月 1日课 程 简 介教学内容本课程以工业PC测控系统的组成和应用技术为主线，详细地介绍工业控制计算机系统的基本概念、接口技术、总线技术、过程通道设计方法、控制算法和规律、工控软件的基本结构、中小型DCS的基本结构及其通信程序设计方法、工控机系统规范化设计等。重点突出计算机测控应用技术和开发技术，注重实用方法的介绍。修读专业：电气工程及自动化、自动化先修课程：微机原理与接口技术、自动控制原理教材：计算机测控应用技术， 胡文金，重庆大学出版社，2003-6-1一、 课程的性质与任务本课程是一门面向应用的、具有很强实践性与综合性的专业技术选修课程。本课程采用课堂理论讲授为主,辅以适当的课堂练习和课后作业。课程讲授力求深入浅出，以理论作为实际设计的指导，使学生掌握工业控制计算机的结构和接口技术规范、过程控制通道、经典控制算法、控制软件与通信程序设计，从而进一步掌握计算机测控系统的综合设计方法。通过本课程的学习开阔学生的眼界、启迪并激发学生的探索和创新精神，更深层次地提升其专业素质，使学生了解当今计算机测控的发展现状和前沿状况。二、 课程的基本要求（学完本课程后，对学生的教学要求）通过本课程的学习，培养学生分析、设计、实现和维护工业测控系统的能力，了解当今计算机测控的发展现状和前沿状况。三、修读专业：电气工程及自动化、自动化三、 本课程与其它课程的联系先修课程：微机原理及接口技术、自动控制原理四、 教学内容安排、要求、学时分配及作业第1章工业控制计算机系统概论（2学时）1.1工业控制计算机系统的主要特点（B）1.2工业控制计算机系统的基本要求（B）1.3工业控制计算机系统的分类（B）1.4工业控制微型计算机（B）1.5工业控制计算机系统的发展趋势（C）第2章接口技术与总线规范（6学时）2.1RS232/RS422/RS485串行通信接口规范2.1.1串行通信控制器（A）2.1.2RS232C接口规范（A）2.1.3RS422接口规范（A）2.1.4RS485接口规范（A）2.1.5几种串行通讯总线的比较（C）2.2IPC/IBM PC并行口2.2.1标准型并行口SPP(Standard Parallel Port)（A）2.2.2增强型并行口EPP(Enhanced Parallel Port)（A）2.3其他接口2.3.1通用串行总线USB(Universal Serial Bus)（B）2.3.2VGA视频接口（B）2.3.3打印机并行接口Centronics（B）2.3.4磁盘接口、键盘接口及PS/2鼠标接口（B）2.4XT/ISA/EISA总线规范2.4.1XT/ISA/EISA总线概况（A）2.4.2XT/ISA/EISA总线的电气规范（A）2.4.3XT/ISA总线的机械规范（A）2.5PCI总线规范2.5.1PCI总线的主要特点（A）2.5.2PCI总线的系统结构（A）2.5.3PCI总线接口信号（A）2.5.4PCI总线操作命令及使用规则（A）2.5.5PCI总线协议（A）2.5.6PCI总线数据传输过程（A）2.5.7PCI总线配置空间（A）2.5.8PCI总线配置周期（A）2.5.9PCI总线的机械规范（A）第3章工业过程通道与远程I/O模块（10学时）3.1工控机系统输入/输出信号规格3.1.1模拟信号规格（A）3.1.2开关量信号规格（A）3.1.3脉冲量信号规格（A）3.2工业过程板卡的典型单元电路（A）3.3模拟量输入板卡(A/D卡)3.3.1有关概念（B）3.3.2模拟量输入板卡的性能指标（B）3.3.3PC总线A/D板卡的设计（A）3.3.4典型A/D板卡介绍（A）3.4模拟量输出板卡(D/A卡)3.4.1D/A板卡的主要性能指标（B）3.4.2PC总线D/A板卡的设计（A）3.4.3典型D/A板卡介绍（A）3.5开关量输入/输出板卡(I/O板卡)3.5.1I/O板卡的主要性能指标（B）3.5.2I/O板卡的设计（A）3.5.3典型开关量输入/输出板卡介绍（A）3.6脉冲量输入板卡3.6.1脉冲量板卡的组成（A）3.6.2定时器/计数器芯片8253/8254（A）3.7中断量输入板卡（A）3.8基于PCI总线的板卡设计3.8.1PCI9052的主要特点（B）3.8.2PCI9052的引脚功能（A）3.8.3用PCI9052设计PCI总线板卡（A）3.9远程I/O模块及子系统3.9.1ADAM 4000系列模块的功能特点（B）3.9.2模拟量输入模块（A）3.9.3模拟量输出模块（A）3.9.4数字量输入/输出模块（A）3.9.5脉冲量输入模块（A）3.9.6应用实例（B）3.10 ADAM5000系列分布式数据测控系统简介（C）第4章控制算法与控制规律（6学时）4.1测量算法4.1.1数字滤波（A）4.1.2校正算法（A）4.1.3标度换算（A）4.2控制算法4.2.1纯微分PID控制算法（A）4.2.2不完全微分PID控制算法（A）4.2.3PID控制算法的改进（A）4.2.4PID控制算法的参数整定（B）4.3控制规律4.3.1串级控制（A）4.3.2前馈控制（A）4.3.3其他控制规律简介（C）第5章工控机系统的软件结构（10学时）5.1工控机系统的软件功能（C）5.2工控软件的基本结构（A）5.3工控软件的数据结构5.3.1实时数据库的结构（A）5.3.2数据结构（A）5.4输入/输出模块的设计5.5实时控制模块的设计5.5.1实时控制模块的功能及实现方法（A）5.5.2实时控制模块的设计流程（A）5.6人机界面模块的设计5.6.1棒图显示（A）5.6.2细目显示（A）5.6.3总貌显示（A）5.6.4其他画面（C）5.6.5画面设计实例（B）5.7工业控制组态软件简介5.7.1“组态王”的功能特点（B）5.7.2“组态王”的结构（B）5.7.3“组态王”和下位机的通讯（B）5.7.4动画效果的产生（B）5.7.5用组态王开发工控机系统的一般过程（A）第6章中小型DCS及其通信技术（10学时）6.1中小型DCS的基本结构（B）6.2面向字符的数据链路层通信协议ISO17456.2.1概述（B）6.2.2字符格式及传输控制字符（B）6.2.3通信格式（C）6.2.4ISO1745协议数据链路工作过程（B）6.3MSComm控件的使用方法6.3.1加载MSComm控件（A）6.3.2MSComm控件的属性（A）6.3.3调用MSComm编写通信程序段（A）6.4用IPC和ADAM4000构成中小型DCS6.4.1系统结构（A）6.4.2程序控制（A）6.5用IPC和智能仪表构成中小型DCS6.5.1系统结构（A）6.5.2FP21的通信规程（A）6.5.3FP21的通信命令简介（A）6.5.4FP21的通信命令细则（B）6.5.5通信程序实例（A）6.6用IPC和PLC构成中小型DCS6.6.1系统结构（A）6.6.2用FX2/FX2N的编程口和IPC通信（A）6.6.3用FX2/FX2N的通信口和IPC通信（A）6.6.4通信程序实例（A）第7章工业控制计算机系统的设计方法（10学时）7.1概述7.1.1工控机系统设计的基本要求（A）7.1.2工控机系统的设计途径（A）7.1.3工控机系统设计的一般步骤（A）7.2工控机系统的规范化设计7.2.1系统的功能规范（A）7.2.2系统的总体设计（A）7.2.3工控机系统的设计手段（A）7.3测量仪表和执行器的选型7.3.1测量仪表的选型（A）7.3.2执行器的选用（A）7.4工控机系统的抗干扰设计7.4.1干扰(噪声)来源及分类（A）7.4.2串模干扰的抑制措施（A）7.4.3共模干扰的抑制措施（A）7.4.4接地技术（A）7.4.5电源回路的抗干扰措施（A）7.5工控机系统的可靠性设计（A）7.6设计实例自动配料计算机控制系统的设计（B）实验内容与要求序号实验内容学时