


本书系统地阐述了面向制造业的工厂自动化与过程自动化的基础知识。以罗克韦尔自动化公司Micro800系列可编程序控制器(PLC)为例,本书重点对PLC的工作原理、编程语言、应用系统设计技术、网络通信等进行了介绍,对与PLC关联紧密的人机界面及其应用技术也进行了分析。结合各类案例,本书详细分析了利用Micro800系列控制器进行逻辑顺序控制、过程控制、变频控制与伺服控制等程序设计。本书对虚拟PLC及大语言模型辅助PLC程序设计等新知识和FactoryTalk Optix等新软件也结合实例进行了介绍。
本书在系统介绍工业控制系统基础知识的基础上,以大量工业实例阐述典型控制系统设计技术,培养读者掌握PLC编程语言、PLC控制软件设计、PLC与外设通信和人机界面设计等关键技术,具有实用性、新颖性和完整性。
本书可作为高等院校自动化、测控技术与仪器、机器人工程、电气工程及其自动化等相关专业的教材,也可作为工控企业、自动化工程公司和相关行业工程技术人员的参考书。
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前言
第1章 现代工业控制系统
1.1 工业生产中的自动化与工业控制系统
1.1.1 工业控制及其应用与发展
1.1.2 工业生产行业特征与工业控制系统行业属性
1.1.3 离散工业与工厂自动化系统
1.1.4 过程工业与过程自动化系统
1.2 工业控制系统组成
1.2.1 硬件组成
1.2.2 软件组成
1.2.3 现场控制站类型与特征
1.3 集散控制系统
1.3.1 集散控制系统概述
1.3.2 中控技术ECS-700集散控制系统及其应用
1.3.3 现场总线与现场控制
1.4 监控与数据采集系统
1.4.1 监控与数据采集系统概述
1.4.2 监控与数据采集系统应用
1.4.3 监控与数据采集系统和集散控制系统的比较
1.5 现代工业控制网络
1.5.1 工业控制系统信号传输
1.5.2 传统的现场总线
1.5.3 工业以太网
1.6 经典OPC与OPC UA
1.6.1 为何需要OPC与OPC UA
1.6.2 经典OPC规范
1.6.3 OPC UA规范及其应用
复习思考题
第2章 Micro800系列控制器硬件与CCW编程软件
2.1 可编程序控制器(PLC)概述
2.1.1 PLC的产生与发展
2.1.2 PLC的工作原理、特点与应用
2.1.3 主要的PLC产品及其分类
2.1.4 软PLC与虚拟PLC
2.1.5 继电器-接触器控制与PLC控制
2.2 Micro800系列控制器硬件特性
2.2.1 Micro800系列控制器概述
2.2.2 Micro800系列控制器硬件组成
2.3 Micro800系列控制器功能性插件与扩展I/O模块及其组态
2.3.1 Micro800系列功能性插件模块与扩展I/O模块及其特性
2.3.2 Micro800系列功能性插件模块与扩展I/O模块组态
2.3.3 2080-IF2功能性插件模块用于温度采集示例
2.4 Micro800系列控制器网络结构与EtherNet/IP工业以太网
2.4.1 Micro800系列控制器支持的通信方式
2.4.2 Micro800系列控制器支持的控制网络结构
2.4.3 EtherNet/IP工业以太网
2.5 Micro800系列控制器配套的变频器和伺服驱动器
2.5.1 PowerFlex520系列变频器特性
2.5.2 Kinetix 3组件级伺服驱动器及其网络结构
2.6 Micro800系列控制器编程软件
2.6.1 一体化编程软件CCW
2.6.2 CCW软件编程环境及其设置
复习思考题
第3章 Micro800系列控制器编程语言与指令集
3.1 PLC编程语言标准IEC 61131-3
3.1.1 传统PLC编程语言存在的问题及IEC 61131-3标准
3.1.2 IEC 61131-3标准的特点与优势
3.1.3 IEC 61131-3标准的基本内容
3.2 Micro800系列控制器编程语言与实例
3.2.1 梯形图编程语言与实例
3.2.2 结构化文本编程语言与实例
3.2.3 功能块图编程语言与实例
3.2.4 顺序功能图及其程序转换
3.3 Micro800系列控制器指令集
3.3.1 Micro800系列控制器指令集概述
3.3.2 Micro800系列控制器主要功能块指令
3.3.3 Micro800系列控制器的指令块
3.3.4 高速计数器(HSC)功能块指令
3.4 CCW中创建、下载、仿真调试项目
3.4.1 CCW中创建项目步骤与实例
3.4.2 与控制器连接、项目下载及调试
3.4.3 CCW仿真控制器的使用
3.4.4 CCW趋势功能的使用
复习思考题
第4章 Micro800系列控制器程序设计技术
4.1 PLC程序设计规范与模板
4.1.1 PLC程序设计规范
4.1.2 PLC程序模板与库文件
4.2 Micro800系列控制器程序设计基础
4.2.1 Micro800系列控制器程序执行过程与规则
4.2.2 典型功能环节的PLC程序设计
4.2.3 用户定义的函数(UDF)的创建与使用
4.2.4 用户定义的功能块(UDFB)的创建与使用
4.3 结构数据类型及其在PLC程序设计中的应用
4.3.1 结构数据类型的定义与使用
4.3.2 用LD语言结合数据结构创建电机类设备控制功能块
4.4 PLC控制系统设计内容与程序设计方法
4.4.1 PLC控制系统设计内容及步骤
4.4.2 PLC程序的经验设计法
4.4.3 PLC程序的时间顺序逻辑设计法
4.4.4 PLC程序的逻辑顺序设计法
4.4.5 Micro800系列控制器中断程序设计
4.5 AI大模型辅助PLC程序开发及其应用案例
4.5.1 AI大模型在PLC程序开发中的应用
4.5.2 AI大模型辅助PLC程序开发实例分析
4.5.3 对AI大模型辅助PLC编程的思考
复习思考题
第5章 Micro800系列控制器程序设计案例
5.1 Micro800系列控制器在逻辑顺序控制中的应用
5.1.1 Micro800系列控制器用于Factory IO虚拟分拣场景顺控程序设计
5.1.2 Micro800系列控制器在物料输送中的应用
5.2 Micro800系列控制器在过程控制中的应用
5.2.1 Micro800系列控制器的IPIDCONTROLLER功能块
5.2.2 Micro800系列控制器在一阶仿真对象控制中的应用
5.2.3 Micro800系列控制器在二阶仿真对象控制中的应用
5.2.4 Micro800系列控制器在串级控制中的应用
5.3 Micro800系列控制器与变频器结合在运动控制中的应用
5.3.1 丝杆被控对象及其控制要求
5.3.2 控制系统结构与设备配置
5.3.3 丝杆运动控制程序设计
5.4 Micro800系列控制器与伺服设备在间歇立式包装机控制系统中的应用
5.4.1 间歇立式包装机及其工作流程
5.4.2 间歇立式包装机控制系统总体设计与硬件选型及参数配置
5.4.3 间歇立式包装机控制系统总体设计与PLC软件开发
5.5 Micro800系列控制器通信程序设计示例
5.5.1 Micro800系列控制器的Modbus RTU通信程序设计
5.5.2 Micro800系列控制器的Modbus TCP通信程序设计
5.5.3 Micro800系列控制器的MQTT通信程序设计
复习思考题
第6章 工业人机界面与工控组态软件
6.1 工业人机界面与工控组态软件概述
6.1.1 工业人机界面类型与作用
6.1.2 工控组态软件概述
6.2 组态软件结构与主要功能部件
6.2.1 组态软件的总体结构及相似性
6.2.2 组态软件的功能部件
6.3 用组态软件开发工控系统上位机人机界面
6.3.1 人机界面设计的基本原则
6.3.2 组态软件选型
6.3.3 用组态软件设计工控系统人机界面的步骤
6.3.4 人机界面调试
6.4 组态王与Micro800系列控制器通信
6.4.1 组态王通过定制驱动与Micro800系列控制器通信
6.4.2 组态王与Micro800系列控制器的Modbus通信
6.4.3 组态王与Micro800系列控制器通过OPC服务器进行以太网通信
6.5 PanelView 800系列终端人机界面设计示例
6.5.1 PanelView 800系列终端配置
6.5.2 PanelView 800系列终端人机界面开发实例
6.6 Micro800系列控制器与昆仑通态和威纶通终端的以太网通信
6.6.1 Micro800系列控制器与昆仑通态终端的以太网通信
6.6.2 Micro800系列控制器与威纶通终端的以太网通信
6.7 运动控制系统PLC程序设计与人机界面开发应用案例
6.7.1 运动控制实验环境与设备
6.7.2 实验系统网络通信与运动控制编程
6.7.3 FactoryTalk Optix可视化软件在运动控制系统上位机人机界面设计中的应用
复习思考题
参考文献
封底
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