《工业控制系统及应用:PLC与组态软件》侧重于工业控制系统核心内容的全面介绍,重点介绍了Micro850可编程序控制器软硬件系统及其应用技术。在对工控系统核心知识介绍的基础上,结合工控系统应用案例的介绍来培养读者的工控系统设计、开发和应用能力,具有实用性、新颖性和完整性。
前言
第1章工业计算机控制系统11.1计算机控制基础11.1.1计算机控制的一般概念11.1.2计算机控制系统的组成21.2工业计算机控制系统的分类与发展81.2.1工业计算机控制系统的分类81.2.2控制装置(控制器)的类型101.2.3工业计算机控制系统的发展151.3工业控制系统161.3.1集散控制系统161.3.2监控与数据采集(SCADA)系统171.3.3现场总线控制系统231.3.4几种控制系统的比较241.4工业控制系统的体系结构261.4.1工业控制系统的体系结构及其发展261.4.2客户机/服务器结构271.4.3浏览器/服务器结构271.4.4两种系统结构的比较281.5可编程序控制器291.5.1可编程序控制器的产生与发展291.5.2可编程序控制器的工作原理331.5.3可编程序控制器的功能特点351.5.4可编程序控制器的应用361.5.5主要可编程序控制器的产品及其分类371.6罗克韦尔自动化工业控制系统381.6.1罗克韦尔自动化可编程序控制器381.6.2可编程自动化控制器391.6.3可编程安全控制器421.6.4PlantPAx过程自动化系统421.7安全仪表系统(SIS)461.7.1功能安全及相关概念461.7.2安全仪表系统481.7.3安全生命周期551.7.4安全仪表产品类型56复习思考题58
第2章Micro850控制器硬件592.1Micro850控制器硬件特性592.1.1Micro800系列控制器概述592.1.2Micro850控制器硬件特性632.2Micro850控制器功能性插件及其组态682.2.1Micro800功能性插件模块682.2.2功能性插件组态722.2.3功能性插件错误处理742.3Micro850控制器扩展模块及其组态752.3.1Micro800扩展模块752.3.2Micro800扩展模块组态802.3.3扩展I/O数据映射832.3.4功能性插件模块与扩展模块的比较872.4Micro800系列控制器的网络通信872.4.1NetLinx网络架构及CIP872.4.2Micro800控制器的网络结构922.4.3Micro800控制器通信组态962.5PowerFlex 525交流变频器992.5.1PowerFlex 525变频器特性992.5.2PowerFlex 525变频器的硬件接线1002.5.3PowerFlex 525集成式键盘操作102复习思考题106
第3章可编程序控制器编程语言及IEC 611313编程语言1073.1IEC611313编程语言标准的产生与特点1073.1.1传统的PLC编程语言的不足1073.1.2IEC 61131 3编程语言标准的产生1083.1.3IEC 61131 3编程语言标准的特点1103.2IEC 61131 3编程语言的基本内容1123.2.1语言元素1123.2.2数据类型1183.2.3变量1233.3程序组织单元1283.3.1程序组织单元及其组成1283.3.2功能1303.3.3功能块1313.3.4程序1333.4软件、通信和功能模型1343.4.1软件模型1343.4.2通信模型137复习思考题138
第4章Micro850指令系统1404.1Micro850控制器的内存组织1404.1.1数据文件1404.1.2程序文件1414.2Micro850控制器的梯形图指令1424.2.1梯形图指令元素1424.2.2梯形图执行控制指令1464.3Micro850控制器的功能块指令1474.4Micro850控制器的功能指令1724.4.1主要的功能指令1724.4.2Micro850控制器运算符功能指令1824.5高速计数器(HSC)功能块指令1854.5.1HSC功能块1854.5.2HSC状态设置1904.5.3HSC的应用1914.6用户中断指令192复习思考题195
第5章Micro850PLC程序设计技术1965.1Micro850 CCW(一体化编程组态软件)及其使用1965.1.1Micro850 CCW(一体化编程组态软件)1965.1.2创建工程1985.1.3工程下载与调试2055.2Micro850编程语言2085.2.1IEC 61131 3编程语言标准编程语言2085.2.2梯形图编程语言2095.2.3结构化文本语言2125.2.4功能块图2135.2.5顺序功能图2155.2.6指令表语言2215.3Micro850程序设计技术2225.3.1Micro800的程序执行2225.3.2典型环节编程2255.3.3功能块的创建与使用2345.3.4经验设计法编程技术2395.3.5时间顺序逻辑程序设计方法2435.3.6逻辑顺序程序设计方法2465.3.7Micro800中断程序2505.3.8PanelView 2711C触摸屏编程2525.4Micro850逻辑控制程序设计2585.4.1交通灯自定义功能块的创建2585.4.2交通灯控制主程序的开发2605.5Micro850过程控制程序设计2635.5.1Micro850IPID功能块2635.5.2IPID功能块应用示例2665.6Micro850运动控制程序设计2705.6.1丝杆被控对象及其控制要求2705.6.2控制系统结构与设备配置2705.6.3丝杆运动控制PLC程序设计2755.6.4丝杆控制人机界面设计277复习思考题280
第6章工业人机界面与工控组态软件2836.1工业人机界面2836.2组态软件概述2846.2.1组态软件的产生及发生2846.2.2组态软件的功能需求2866.3组态软件系统构成与技术特色2876.3.1组态软件的总体结构及相似性2876.3.2组态软件的功能部件2886.3.3组态软件的技术特色2956.3.4组态软件的发展趋势2966.4嵌入式组态软件2986.4.1嵌入式组态软件的产生2986.4.2嵌入式组态软件的功能与特点2986.4.3嵌入式组态软件的构成2996.5罗克韦尔FactoryTalk View Studio组态软件3006.5.1FactoryTalk View Studio的特点3006.5.2FactoryTalk View Studio组件3016.5.3FactoryTalk View SE应用程序3046.6罗克韦尔PanelView Plus 6 HMI终端3076.6.1PanelView Plus 6终端概述3076.6.2PanelView Plus 6终端配置与使用3116.7用组态软件开发工控系统上位机的人机界面3156.7.1组态软件的选型3156.7.2用组态软件设计工控系统人机界面3176.7.3数据报表开发3206.7.4人机界面的调试320复习思考题321
第7章工业控制系统的设计与应用3227.1工业控制系统的设计原则3227.1.1工业控制系统的设计概述3227.1.2工业控制系统的设计原则3227.2工业控制系统的设计与开发步骤3247.2.1工业控制系统的需求分析与总体设计3247.2.2工业控制系统的类型确定与设备选型3277.2.3工业控制系统应用软件的开发3297.3工业控制系统的安全设计3307.3.1工业控制系统的安全性概述3307.3.2安全仪表系统的设计3327.3.3工控系统信息安全防护技术3347.4工业控制系统的调试与运行3377.4.1离线仿真调试3387.4.2在线调试和运行3397.5工业控制系统的电源、接地、防雷和抗干扰设计3397.5.1电源系统的设计3397.5.2接地系统的设计和防雷设计3407.5.3抗干扰设计3427.5.4环境适应性设计技术3457.6大型污水处理厂工业控制系统3467.6.1污水处理工艺3467.6.2污水处理厂工控系统的总体设计3477.6.3现场控制站控制功能的设计3517.6.4污水处理工控系统的程序设计3537.6.5系统调试与运行360复习思考题362参考文献363
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《工业控制系统及应用:PLC与组态软件》侧重于工业控制系统核心内容的全面介绍,重点介绍了Micro850可编程序控制器软硬件系统及其应用技术。在对工控系统核心知识介绍的基础上,结合工控系统应用案例的介绍来培养读者的工控系统设计、开发和应用能力,具有实用性、新颖性和完整性。
前言
第1章工业计算机控制系统1
1.1计算机控制基础1
1.1.1计算机控制的一般概念1
1.1.2计算机控制系统的组成2
1.2工业计算机控制系统的分类与发展8
1.2.1工业计算机控制系统的分类8
1.2.2控制装置(控制器)的类型10
1.2.3工业计算机控制系统的发展15
1.3工业控制系统16
1.3.1集散控制系统16
1.3.2监控与数据采集(SCADA)系统17
1.3.3现场总线控制系统23
1.3.4几种控制系统的比较24
1.4工业控制系统的体系结构26
1.4.1工业控制系统的体系结构及其发展26
1.4.2客户机/服务器结构27
1.4.3浏览器/服务器结构27
1.4.4两种系统结构的比较28
1.5可编程序控制器29
1.5.1可编程序控制器的产生与发展29
1.5.2可编程序控制器的工作原理33
1.5.3可编程序控制器的功能特点35
1.5.4可编程序控制器的应用36
1.5.5主要可编程序控制器的产品及其分类37
1.6罗克韦尔自动化工业控制系统38
1.6.1罗克韦尔自动化可编程序控制器38
1.6.2可编程自动化控制器39
1.6.3可编程安全控制器42
1.6.4PlantPAx过程自动化系统42
1.7安全仪表系统(SIS)46
1.7.1功能安全及相关概念46
1.7.2安全仪表系统48
1.7.3安全生命周期55
1.7.4安全仪表产品类型56
复习思考题58
第2章Micro850控制器硬件59
2.1Micro850控制器硬件特性59
2.1.1Micro800系列控制器概述59
2.1.2Micro850控制器硬件特性63
2.2Micro850控制器功能性插件及其组态68
2.2.1Micro800功能性插件模块68
2.2.2功能性插件组态72
2.2.3功能性插件错误处理74
2.3Micro850控制器扩展模块及其组态75
2.3.1Micro800扩展模块75
2.3.2Micro800扩展模块组态80
2.3.3扩展I/O数据映射83
2.3.4功能性插件模块与扩展模块的比较87
2.4Micro800系列控制器的网络通信87
2.4.1NetLinx网络架构及CIP87
2.4.2Micro800控制器的网络结构92
2.4.3Micro800控制器通信组态96
2.5PowerFlex 525交流变频器99
2.5.1PowerFlex 525变频器特性99
2.5.2PowerFlex 525变频器的硬件接线100
2.5.3PowerFlex 525集成式键盘操作102
复习思考题106
第3章可编程序控制器编程语言及IEC 611313编程语言107
3.1IEC611313编程语言标准的产生与特点107
3.1.1传统的PLC编程语言的不足107
3.1.2IEC 61131 3编程语言标准的产生108
3.1.3IEC 61131 3编程语言标准的特点110
3.2IEC 61131 3编程语言的基本内容112
3.2.1语言元素112
3.2.2数据类型118
3.2.3变量123
3.3程序组织单元128
3.3.1程序组织单元及其组成128
3.3.2功能130
3.3.3功能块131
3.3.4程序133
3.4软件、通信和功能模型134
3.4.1软件模型134
3.4.2通信模型137
复习思考题138
第4章Micro850指令系统140
4.1Micro850控制器的内存组织140
4.1.1数据文件140
4.1.2程序文件141
4.2Micro850控制器的梯形图指令142
4.2.1梯形图指令元素142
4.2.2梯形图执行控制指令146
4.3Micro850控制器的功能块指令147
4.4Micro850控制器的功能指令172
4.4.1主要的功能指令172
4.4.2Micro850控制器运算符功能指令182
4.5高速计数器(HSC)功能块指令185
4.5.1HSC功能块185
4.5.2HSC状态设置190
4.5.3HSC的应用191
4.6用户中断指令192
复习思考题195
第5章Micro850PLC程序设计技术196
5.1Micro850 CCW(一体化编程组态软件)及其使用196
5.1.1Micro850 CCW(一体化编程组态软件)196
5.1.2创建工程198
5.1.3工程下载与调试205
5.2Micro850编程语言208
5.2.1IEC 61131 3编程语言标准编程语言208
5.2.2梯形图编程语言209
5.2.3结构化文本语言212
5.2.4功能块图213
5.2.5顺序功能图215
5.2.6指令表语言221
5.3Micro850程序设计技术222
5.3.1Micro800的程序执行222
5.3.2典型环节编程225
5.3.3功能块的创建与使用234
5.3.4经验设计法编程技术239
5.3.5时间顺序逻辑程序设计方法243
5.3.6逻辑顺序程序设计方法246
5.3.7Micro800中断程序250
5.3.8PanelView 2711C触摸屏编程252
5.4Micro850逻辑控制程序设计258
5.4.1交通灯自定义功能块的创建258
5.4.2交通灯控制主程序的开发260
5.5Micro850过程控制程序设计263
5.5.1Micro850IPID功能块263
5.5.2IPID功能块应用示例266
5.6Micro850运动控制程序设计270
5.6.1丝杆被控对象及其控制要求270
5.6.2控制系统结构与设备配置270
5.6.3丝杆运动控制PLC程序设计275
5.6.4丝杆控制人机界面设计277
复习思考题280
第6章工业人机界面与工控组态软件283
6.1工业人机界面283
6.2组态软件概述284
6.2.1组态软件的产生及发生284
6.2.2组态软件的功能需求286
6.3组态软件系统构成与技术特色287
6.3.1组态软件的总体结构及相似性287
6.3.2组态软件的功能部件288
6.3.3组态软件的技术特色295
6.3.4组态软件的发展趋势296
6.4嵌入式组态软件298
6.4.1嵌入式组态软件的产生298
6.4.2嵌入式组态软件的功能与特点298
6.4.3嵌入式组态软件的构成299
6.5罗克韦尔FactoryTalk View Studio组态软件300
6.5.1FactoryTalk View Studio的特点300
6.5.2FactoryTalk View Studio组件301
6.5.3FactoryTalk View SE应用程序304
6.6罗克韦尔PanelView Plus 6 HMI终端307
6.6.1PanelView Plus 6终端概述307
6.6.2PanelView Plus 6终端配置与使用311
6.7用组态软件开发工控系统上位机的人机界面315
6.7.1组态软件的选型315
6.7.2用组态软件设计工控系统人机界面317
6.7.3数据报表开发320
6.7.4人机界面的调试320
复习思考题321
第7章工业控制系统的设计与应用322
7.1工业控制系统的设计原则322
7.1.1工业控制系统的设计概述322
7.1.2工业控制系统的设计原则322
7.2工业控制系统的设计与开发步骤324
7.2.1工业控制系统的需求分析与总体设计324
7.2.2工业控制系统的类型确定与设备选型327
7.2.3工业控制系统应用软件的开发329
7.3工业控制系统的安全设计330
7.3.1工业控制系统的安全性概述330
7.3.2安全仪表系统的设计332
7.3.3工控系统信息安全防护技术334
7.4工业控制系统的调试与运行337
7.4.1离线仿真调试338
7.4.2在线调试和运行339
7.5工业控制系统的电源、接地、防雷和抗干扰设计339
7.5.1电源系统的设计339
7.5.2接地系统的设计和防雷设计340
7.5.3抗干扰设计342
7.5.4环境适应性设计技术345
7.6大型污水处理厂工业控制系统346
7.6.1污水处理工艺346
7.6.2污水处理厂工控系统的总体设计347
7.6.3现场控制站控制功能的设计351
7.6.4污水处理工控系统的程序设计353
7.6.5系统调试与运行360
复习思考题362
参考文献363