《计算机控制系统综合实践》

实验指导书

一、课程性质与目的 (3)

二、综合实践内容 (3)

课题一：RS232协议串行通讯实验 (3)

（一）、实验目的 (3)

（二）、预习要点 (3)

（三）、实验项目 (3)

（四）、实验方法 (3)

课题二：数据采集系统的设计 (4)

（一）、设计目的 (4)

（二）、预习要点 (4)

（三）、设计内容 (4)

（四）、设计要求 (4)

课题三：组态软件设计 (8)

（一）、设计目的 (8)

（一）、设计内容 (8)

三、计算机综合实践时间安排及总结 (9)

一、课程性质与目的

（1）训练学生正确地应用过程通道接口技术，培养解决工业控制、工业检测等领域的具体问题的能力；

（2）让学生通过所作课题，熟悉计算机控制系统应用开发的过程，熟悉软硬件设计的工作方法、工作内容、工作步骤；

（3）对学生进行基本技能训练，例如组成计算机控制系统、编程、调试、查阅资料、绘图、编写说明书等，使学生理论联系实际，提高动手能力和分析能力、解决问题的能力。

使学生能够很好的通过这一教学环节得到锻炼。

二、综合实践内容

课题一：RS232协议串行通讯实验

（一）、实验目的

1、掌握RS232串行协议的基本软、硬件原理。

2、掌握RS232串行通讯编程方法。

3、掌握用实验方法判别、运用RS232串行口通讯。

（二）、预习要点

1、RS232串行协议的定义。常见串行协议及其特色。

2、如何实现RS232串行协议的硬件连接。

（三）、实验项目

1、用自己熟悉的编程语言设计、编译一个串口通讯软件。

●软件运行窗体或帮助要显示学员名称、学号，实验内容

●窗体简洁、美观，功能分类明确

2、测定连接线路，并测试软件的功能。

（四）、实验方法

1、实验设备

（五）、实验报告

1、报告重要记述编程、调试的整个过程。包括有软件特点、如何调试、

出现什么问题、问题如何解决及操作计算机建立文件过程等。

2、简述一下心得体会。

3、软件要求有明确注释，不许两人书写完全相同，否则不给成绩。

（六）、注意事项

1．安装、拆卸串行口时必须先关闭计算机、防止端口损坏，。

2．通讯电缆要安装牢固、不得带电插拔。

3．测试时注意安全，小心触电。

课题二：数据采集系统的设计

（一）、设计目的

1、掌握采集和数据处理的基本软、硬件原理。

2、掌握数据采集系统的基本设计方法。

3、掌握用单片机进行现场的数据采集。

（二）、预习要点

1、数据采集与处理系统的基本功能。

2、如何利用所给的芯片设计出合适的数据采集系统。

3、如何编写数据采集系统主程序及子程序。

（三）、设计内容

1、用所给的芯片设计出合适的数据采集系统。

2、编写数据采集系统主程序及子程序。

（四）、设计要求

某加热炉系统需要对32个温度检测点进行数据的巡回检测，请你根据下述

芯片完成该32个温度巡回检测的硬件电路设计，并进行数据采集系统主程序及子程序的编写。

1、CD4051多路开关

CD4051引脚功能见下图。CD4051相当于一个单刀八掷开关，开关接通哪一通道，由输入的3位地址码ABC来决定。其真值表见表1。“INH”是禁止端，当“INH”=1时，各通道均不接通。此外，CD4051还设有另外一个电源端VEE，以作为电平位移时使用，从而使得通常在单组电源供电条件下工作的CMOS电路所提供的数字信号能直接控制这种多路开关，并使这种多路开关可传输峰－峰值达15V的交流信号。例如，若模拟开关的供电电源VDD=＋5V，VSS=0V，当VEE=－5V时，只要对此模拟开关施加0～5V的数字控制信号，就可控制幅度范围为－5V～＋5V的模拟信号。

表1

2、74LS273锁存器

3、74LS373锁存器

4、74LS138三/八译码器

5、12位AD574模数转换器（见课本）

6、LF398采样/保持器

7、8051单片机

（五）、实验报告

1、实验目的；

2、实验内容：

（1）硬件设计方案说明及硬件设计图（要求把各芯片的连接详细画出）；

（2）采集系统的主程序及子程序设计框图；

（3）程序源代码（要求有注释）；

3、简述一下心得体会。

课题三：组态软件设计

（一）、设计目的

1、了解INTOUCH组态软件的使用；

2、通过INTOUCH组态石油化工工业操作单元（也可自主选择组态内容，但需事先向老师说明并获得老师同意，否则视为未完成该部分内容）；

3、对石油化工工业操作单元的实时趋势、报警事件进行仿真；

4、设计石油化工工业操作单元的安全性。

（一）、设计内容

学生利用Wonderware 公司提供的一系列工控专用软件，根据给出的设计实践要求，自主上机完成设计实践的内容。设计实践内容如下：

1、熟悉Intouch 人机界面软件

2、利用Intouch 软件进行点组态

3、利用Intouch 软件进行流程画面组态

4、连接组态点和流程画面

（三）设计总结报告内容

1、写出实验的目的、内容；

2、写出完成该设计的具体步骤；

3、使用Intouch 软件的体会

4、附上在Intouch 软件中你所编写的脚本程序

三、计算机综合实践时间安排及总结

时间安排：

（一）课题一：RS232协议串行通讯实验时间安排（13周）

分组进行4人一组，一次8组

实验地点：综合楼514，515，具体时间见实验室课表13周

（二）课题二：数据采集系统的设计（14周、15周）

在指定的教室进行设计，14周、15周

（三）课题三：组态软件设计（14周、15周）

在EDA机房，具体时间见机房课表。

总结：

1.在课程实践的最后一周中选择合适的时间和地点将计算机控制综合实践的

内容进行轮流单独汇报（每人大概5分钟与老师单独见面汇报）。

2.上交计算机控制各实验及设计报告。

3.将用Intouch 软件进行设计实践的内容存盘上交。