第 11 章的主题聚焦于控制系统的设计与工程实现，这一章主要涵盖了以下几个关键知识点：
1. 引言：在此部分，强调了前期章节中关于计算机控制系统结构、工作原理、硬件与软件技术、控制算法以及设备类型的讨论，为控制系统的设计与实施奠定了基础。由于控制对象的多样性，控制系统的设计需灵活应对不同需求。
2. 控制系统的设计原则：
- 满足工艺要求：设计时首要考虑的是满足生产过程的需求，确保系统达到的性能指标符合工艺标准，同时避免过分追求高端性能而忽略成本与可行性。
- 高可靠性：工业控制系统的可靠性至关重要，因为故障可能导致严重的后果。衡量可靠性通常使用平均无故障时间（MTBF）和平均维修时间（MTTR），选择能在恶劣环境中稳定运行的工业控制计算机，并采取备份和安全措施来预防故障。
- 良好的操作性：系统需易于使用和维护，操作界面应简洁易懂，故障排查需迅速高效。
- 强实时性：系统应能及时响应定时和随机事件，通过时钟和中断机制保证信息处理的及时性。
- 通用性：采用通用硬件和软件设计，确保系统能够适应不同设备和控制对象的变化，降低投资和开发周期。
3. 控制工程的实现步骤：这部分可能包括需求分析、系统架构设计、硬件选型、软件开发、测试与调试、现场安装和后期维护等多个阶段，每个阶段都需遵循上述的设计原则。
4. 控制工程的应用实例：通过具体的案例，如单片机、IPC（工业个人计算机）和PLC（可编程逻辑控制器）控制系统的设计，帮助读者理解这些原则在实际项目中的应用。
5. 本章小结与思考题：对本章内容进行总结，提出思考问题，帮助学习者巩固理解和深化概念。
在实际工程中，设计控制系统时，工程师会综合考虑所有这些因素，确保系统的有效性和可持续性。此外，随着技术的进步，现代控制系统还可能涉及网络通信、云计算和物联网技术，以提高远程监控和数据分析能力。例如，现场总线控制系统（Fieldbus Control System）和分布式控制系统（Distributed Control System）都是为了增强系统的分散性和通讯效率。同时，现代设计也注重节能环保，通过优化控制策略减少能源消耗。
控制系统的设计与工程实现是一门涵盖多领域知识的综合性学科，它涉及到工艺流程理解、硬件选型、软件编程、系统集成等多个环节，旨在创建高效、稳定、经济且易于使用的自动化解决方案。
