航天发射场设备控制技术基础

前 言 第1章 发射场设备及控制 1 1.1 概述 1 1.2 发射场组成与功能 2 1.3 发射场设备 4 1.4 发射场设备控制 7 1.4.1 设备控制典型结构及开发流程 7 1.4.2 设备控制实例 8 1.5 发射场设备控制发展趋势 11 第2章 测试基础 12 2.1 测试系统 12 2.2 传感器 13 2.2.1 传感器的组成 13 2.2.2 传感器的分类 13 2.3 变送器 14 2.3.1 信号隔离 15 2.3.2 信号采样 16 2.3.3 信号滤波 17 2.3.4 信号放大 18 2.4 常用物理量的测量 20 2.4.1 流量的检测 20 2.4.2 压力的检测 25 2.4.3 温度的检测 27 2.5 常用测试总线 30 2.5.1 通信与总线 30 2.5.2 串行通信技术 31 2.5.3 PROFIBUS-DP 34 2.5.4 工业以太网 35 2.5.5 Modbus 39 2.6 小结 47 第3章 工程控制基础 48 3.1 概述 48 3.2 系统建模 49 3.2.1 两个被控系统的例子 49 3.2.2 拉普拉斯变换 51 3.2.3 传递函数的参数辨识 56 3.3 PID控制 61 3.3.1 标准型PID控制结构 62 3.3.2 PID结构的改进 65 3.3.3 PID控制参数的手动调试 69 3.3.4 齐格勒-尼科尔斯整定方法 70 3.4 基本控制系统结构 72 3.4.1 比值控制 73 3.4.2 平行系统控制 73 3.4.3 串级控制 74 3.5 小结 77 第4章 常用设施设备 78 4.1 电气控制器件 78 4.1.1 继电器 79 4.1.2 接触器 86 4.1.3 低压断路器 88 4.1.4 信号隔离器 89 4.1.5 指令器件 90 4.1.6 指示器件 95 4.2 执行设备 96 4.2.1 电动装置 96 4.2.2 液动装置 101 4.2.3 气动装置 105 4.3 机械传动机构 107 4.3.1 联轴器 107 4.3.2 制动器 108 4.3.3 减速器 110 4.3.4 齿轮传动机构 111 4.4 小结 113 第5章 电机与变频器 114 5.1 概述 114 5.2 电机 115 5.2.1 直流电机 115 5.2.2 交流电机 119 5.2.3 发射场电机控制 126 5.3 变频器 127 5.3.1 变频器原理 127 5.3.2 变频器的使用 137 5.3.3 变频器参数设置 138 5.4 变频调速 138 5.5 小结 143 第6章 可编程控制器 145 6.1 PLC基础知识 145 6.1.1 基本组成 145 6.1.2 PLC的工作方式 149 6.1.3 典型PLC产品 150 6.2 PLC编程技术 150 6.2.1 PLC编程语言 150 6.2.2 S7-300的编程环境 152 6.2.3 S7-300的数据类型 157 6.2.4 S7-300的编程元件 160 6.2.5 S7-300的梯形图指令系统 162 6.2.6 S7-SCL 179 6.2.7 S7-PLCSIM仿真调试 184 6.3 PLC的通信协议 185 6.4 PLC控制系统设计 186 6.4.1 基本设计原则 186 6.4.2 设计过程 187 6.5 S7-300程序设计举例 189 6.5.1 单按钮启动/停止控制程序 189 6.5.2 三相交流异步电动机的-△起停控制程序 189 6.5.3 S7-300通过PROFIBUS总线控制变频器 191 6.6 小结 197 第7章 触摸屏 198 7.1 概述 198 7.2 工作原理及特点 198 7.2.1 电阻式触摸屏 199 7.2.2 电容式触摸屏 199 7.2.3 红外线式触摸屏 200 7.2.4 表面声波式触摸屏 200 7.3 触摸屏发展趋势 200 7.4 威纶通触摸屏 201 7.4.1 硬件介绍 201 7.4.2 软件介绍 204 7.4.3 简单工程建立 207 7.4.4 EasyBuilderPro软件详细介绍 216 7.5 小结 238 第8章 工业组态软件 239 8.1 概述 239 8.1.1 组态软件 239 8.1.2 组态软件功能扩展 239 8.2 组态王 240 8.2.1 概要介绍 240 8.2.2 组态王使用 243 8.2.3 组态软件功能扩展技术 265 8.3 组态王驱动开发 268 8.3.1 组态王驱动运行机制 268 8.3.2 组态王I/O采集机制 269 8.4 数据转发驱动实现 270 8.4.1 功能需求 271 8.4.2 数据帧格式及传输标准 271 8.4.3 驱动实现 271 8.5 数据通信COM组件研究与开发 282 8.5.1 功能需求 282 8.5.2 COM组件的实现 282 8.6 小结 286 第9章 推进剂加注控制技术实例 287 9.1 概述 287 9.2 总体设计 288 9.2.1 加注工艺 288 9.2.2 信号采集及传输 290 9.2.3 控制功能实现 291 9.3 硬件系统设计 292 9.3.1 CPU配置 292 9.3.2 数字量输入（DI）模块配置 292 9.3.3 数字量输出（DO）模块配置 294 9.3.4 模拟量输入（AI）模块配置 295 9.3.5 模拟量输出（AO）模块配置 296 9.3.6 高速计数（FI）模块配置 296 9.3.7 Modbus网关模块配置 296 9.4 软件系统设计 297 9.4.1 参数采集 297 9.4.2 阀门控制 299 9.4.3 泵控制 301 9.4.4 流量计控制 302 9.4.5 主要工序控制逻辑 303 9.5 小结 314 第10章 发射场空调系统控制实例 315 10.1 概述 315 10.2 总体设计 317 10.3 硬件系统设计 317 10.3.1 控制器配置 317 10.3.2 传感器配置 321 10.3.3 执行机构配置 322 10.4 软件系统设计 324 10.4.1 软件实现的空调系统工艺流程 324 10.4.2 软件总体设计 324 10.4.3 软件的控制算法 326 10.4.4 子程序设计 328 10.5 小结 339 参考文献 340