工業控制系統及套用——PLC與人機界面

《工業控制系統及套用——PLC與人機界面》是2019年10月機械工業出版社出版的圖書，作者是王華忠。

基本介紹

• 書名：工業控制系統及套用——PLC與人機界面
• 作者：王華忠
• ISBN：9787111633983
• 定價：75.0元
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2019年10月
• 裝幀：平裝
• 開本：16開

內容簡介

《工業控制系統及套用——PLC與人機界面》系統地闡述了工業控制系統的組成、體系結構、發展與套用技術, 對典型的工業控制系統———集散控制系統和監控與數據採集(SCADA)系統進行了簡要介紹與對比,以使讀者了解工業控制系統的概貌及其不同特點。本書以羅克韋爾自動化Micro800可程式序控制器(PLC)為例,對PLC的工作原理、程式語言、套用系統設計技術、網路通信等進行了重點介紹。對與PLC關聯緊密的人機界面技術及其套用技術也進行了分析。同時結合各類案例分析了Micro800 PLC在邏輯順序控制、過程控制與運動控制中的套用技術。*後闡述了包含工業控制系統功能安全與信息安全需求的工業控制系統設計、開發與套用技術,並介紹了如何使用RSLogix5000和FactoryTalk View Studio等軟體及CompactLogix控制器和Anybus乙太網網關等硬體設計開發實驗室換熱過程對象工業控制系統。

《工業控制系統及套用——PLC與人機界面》側重介紹了工業控制系統核心內容,重點分析了Micro850 PLC軟硬體系統及其在工業生產中的套用技術。在對工業控制系統核心知識介紹的基礎上,通過分析工業控制系統實際案例培養讀者的工業控制系統設計、開發和套用能力,具有實用性、新穎性和完整性。

《工業控制系統及套用——PLC與人機界面》可作為自動化、測控技術與儀器、電氣工程及其自動化等相關專業大學本科生、研究生的教材,也可作為工業控制企業、自動化工程公司相關工程技術人員的參考書。

圖書目錄

前言

第 1 章 工業控制系統 ……………………… 1

1. 1 工業控制基礎 …………………………… 1

1. 1. 1 計算機控制的一般概念 …………… 1

1. 1. 2 工業控制系統的組成 ……………… 3

1. 1. 3 現場控制器的主要類型 …………… 8

1. 2 工業控制系統的分類與發展 …………… 13

1. 2. 1 生產加工行業分類及其對應的工業控制系統 ……………………… 13

1. 2. 2 離散製造業控制系統與流程工業控制系統 ……………………… 15

1. 2. 3 工業網際網路 ………………………… 17

1. 3 典型工業控制系統 ……………………… 19

1. 3. 1 集散控制系統 ……………………… 19

1. 3. 2 監控與數據採集 ( SCADA)系統 ………………………………… 20

1. 3. 3 現場匯流排控制系統 ………………… 25

1. 3. 4 幾種控制系統的比較 ……………… 25

1. 4 PLC 概述 ………………………………… 27

1. 4. 1 PLC 的產生與發展 ………………… 27

1. 4. 2 PLC 的工作原理 …………………… 31

1. 4. 3 PLC 的功能特點 …………………… 33

1. 4. 4 PLC 的套用 ………………………… 34

1. 4. 5 主要的 PLC 產品及其分類 ……… 35

1. 5 功能安全與安全儀表系統 ……………… 36

1. 5. 1 功能安全及相關概念 ……………… 36

1. 5. 2 安全儀表系統 ……………………… 39

1. 5. 3 安全生命周期 ……………………… 44

1. 5. 4 安全儀表產品的類型 ……………… 46

複習思考題 …………………………………… 48

第 2 章 Micro800 系列控制器硬體 …… 49

2. 1 Micro800 系列控制器的硬體特性 ……… 49

2. 1. 1 Micro800 系列控制器概述 ………… 49

2. 1. 2 Micro850 控制器的硬體特性 ……… 52

2. 2 Micro800 系列控制器功能性外掛程式及其組態 ………………………………… 58

2. 2. 1 功能性外掛程式模組 …………………… 58

2. 2. 2 功能性外掛程式組態 …………………… 62

2. 2. 3 2080-IF2 模組用於溫度採集示例 ………………………………… 65

2. 3 Micro850 控制器擴展模組及其組態 …… 66

2. 3. 1 Micro850 控制器擴展模組 ………… 66

2. 3. 2 Micro850 控制器擴展模組組態 …… 68

2. 3. 3 擴展 I / O 數據映射 ………………… 71

2. 3. 4 功能性外掛程式模組與擴展模組的比較 ………………………………… 73

2. 4 CIP 及 Micro800 系列控制器網路結構 ……………………………………… 74

2. 4. 1 CIP 及基於工業乙太網的工業控制系統結構 ……………………… 74

2. 4. 2 Micro800 系列控制器的網路結構 ………………………………… 77

2. 4. 3 Micro800 系列控制器的通信組態 ………………………………… 79

複習思考題 …………………………………… 81

第 3 章 PLC 程式語言與 CCW 編程軟體 ………………………………… 82

3. 1 PLC 程式語言標準 IEC 61131-3 ……… 82

3. 1. 1 傳統 PLC 程式語言的不足 ……… 82

3. 1. 2 IEC 61131-3 標準的產生 ………… 83

3. 1. 3 IEC 61131-3 標準的特點 ………… 84

3. 1. 4 IEC 61131-3 標準的基本內容 …… 85

3. 2 Micro850 編程軟體 CCW ……………… 86

3. 2. 1 CCW 軟體概述 …………………… 86

3. 2. 2 CCW 軟體編程環境 ……………… 87

3. 3 Micro800 程式語言 ……………………… 89

3. 3. 1 梯形圖程式語言 …………………… 89

3. 3. 2 結構化文本程式語言 ……………… 92

3. 3. 3 功能塊圖程式語言 ………………… 92

3. 3. 4 順序功能圖程式語言 ……………… 95

3. 4 CCW 編程平台創建工程 ……………… 100

3. 4. 1 工程創建步驟 …………………… 100

3. 4. 2 工程下載與調試 ………………… 108

複習思考題 …………………………………… 112

第 4 章 Micro800 PLC 指令系統 ……… 113

4. 1 Micro800 控制器的記憶體組織 ………… 113

4. 1. 1 數據檔案 ………………………… 113

4. 1. 2 程式記憶體 ………………………… 114

4. 2 Micro800 控制器的梯形圖指令 ……… 114

4. 2. 1 梯形圖指令元素 ………………… 114

4. 2. 2 梯形圖執行控制指令 …………… 117

4. 3 Micro800 控制器的功能塊指令 ……… 119

4. 4 Micro800 控制器的功能指令 ………… 139

4. 4. 1 主要的功能指令 ………………… 139

4. 4. 2 運算符功能指令 ………………… 143

4. 5 高速計數器功能塊指令 ……………… 146

4. 5. 1 HSC 功能塊 ……………………… 146

4. 5. 2 HSC 狀態設定 …………………… 151

4. 5. 3 HSC 的套用 ……………………… 151

複習思考題 …………………………………… 152

第 5 章 Micro800 系列 PLC 程式設計技術 ………………………………… 153

5. 1 Micro800 系列程式設計基礎 ………… 153

5. 1. 1 Micro800 系列的程式執行 ……… 153

5. 1. 2 典型環節編程 …………………… 156

5. 1. 3 功能塊的創建與使用 …………… 163

5. 1. 4 經驗設計法程式設計 …………… 170

5. 1. 5 時間順序邏輯程式設計法 ……… 173

5. 1. 6 邏輯順序程式設計法 …………… 178

5. 1. 7 Micro800 系列中斷程式設計 …… 179

5. 2 Panel View 觸控螢幕界面設計 ………… 182

5. 2. 1 Modbus 地址映射與 PLC 通信口配置 ……………………………… 182

5. 2. 2 添加終端設備 …………………… 184

5. 2. 3 終端界面程式設計 ……………… 185

5. 3 Micro800 系列 PLC 邏輯順序控制程式設計示例 ……………………………… 187

5. 3. 1 Micro800 PLC 在機械臂模擬控制中的套用 …………………… 188

5. 3. 2 Micro800 系列 PLC 在工業生產線控制中的套用 ………………… 193

5. 3. 3 Micro800 系列 PLC 在四工位組合工具機控制中的套用 ………… 197

5. 4 Micro800 系列 PLC 過程控制程式套用設計示例 ………………………… 209

5. 4. 1 Micro800 系列 PLC IPID功能塊 …………………………… 209

5. 4. 2 IPID 功能塊套用示例 …………… 212

5. 4. 3 PLC 在過程實驗對象模擬量控制中的套用 …………………… 212

5. 5 Micro800 系列 PLC 運動控制程式套用設計示例 ………………………… 216

5. 5. 1 絲槓被控對象及其控制要求 …… 216

5. 5. 2 控制系統結構與設備配置 ……… 216

5. 5. 3 絲槓運動控制 PLC 程式設計 …… 220

5. 5. 4 絲槓控制人機界面設計 ………… 225

5. 6 Micro800 系列 PLC 通信程式設計示例 …………………………………… 228

5. 6. 1 Micro800 系列 PLC 與第三方設備的 Modbus 通信程式設計 …… 228

5. 6. 2 Micro800 系列 PLC 與 Logix PLC乙太網通信程式設計 …………… 235

複習思考題 …………………………………… 237

第 6 章 工業人機界面與工業控制組態軟體 ………………………… 241

6. 1 工業人機界面 ………………………… 241

6. 2 組態軟體概述 ………………………… 242

6. 2. 1 組態軟體的產生及發生 ………… 242

6. 2. 2 組態軟體的功能需求 …………… 244

6. 3 組態軟體系統構成與技術特色 ……… 245

6. 3. 1 組態軟體的總體結構及其相似性 …………………………… 245

6. 3. 2 組態軟體的功能部件 …………… 246

6. 3. 3 組態軟體技術特色 ……………… 253

6. 4 羅克韋爾 FactoryTalk View Studio 組態軟體 …………………………………… 255

6. 4. 1 FactoryTalk View Studio 特點 …… 255

6. 4. 2 FactoryTalk View Studio 組件 …… 256

6. 4. 3 FactoryTalk View SE 應用程式 …… 259

6. 4. 4 FactoryTalk View Machine Edition終端應用程式開發工具 ………… 262

6. 5 人機界面與控制器通信技術 ………… 262

6. 5. 1 OPC 規範及 OPC 伺服器配置與測試 ……………………………… 262

6. 5. 2 組態軟體中添加 OPC 伺服器及標籤 ……………………………… 267

6. 6 用組態軟體開發工業控制系統上位機的人機界面 ………………………… 269

6. 6. 1 組態軟體選型 …………………… 269

6. 6. 2 用組態軟體設計工業控制系統人機界面 ………………………… 271

6. 6. 3 工業控制系統數據報表的開發 … 276

6. 6. 4 人機界面的調試 ………………… 277

複習思考題 …………………………………… 277

第 7 章 工業控制系統設計與套用 …… 278

7. 1 工業控制系統設計原則 ……………… 278

7. 1. 1 工業控制系統設計概述 ………… 278

7. 1. 2 工業控制系統設計原則 ………… 278

7. 2 工業控制系統設計與開發步驟 ……… 280

7. 2. 1 工業控制系統需求分析與總體設計 ……………………………… 280

7. 2. 2 工業控制系統類型確定與設備選型 ……………………………… 283

7. 2. 3 工業控制系統套用軟體的開發 … 285

7. 3 工業控制系統安全設計 ……………… 286

7. 3. 1 工業控制系統安全性概述 ……… 286

7. 3. 2 安全儀表系統設計 ……………… 287

7. 3. 3 工業控制系統信息安全防護技術 ……………………………… 289

7. 4 工業控制系統的調試與運行 ………… 293

7. 4. 1 離線仿真調試 …………………… 293

7. 4. 2 線上調試和運行 ………………… 295

7. 5 工業控制系統電源、 接地、 防雷和抗干擾的設計 ………………………… 295

7. 5. 1 電源系統設計 …………………… 295

7. 5. 2 接地系統設計和防雷設計 ……… 296

7. 5. 3 抗干擾設計 ……………………… 298

7. 6 換熱實驗對象工業控制系統 ………… 299

7. 6. 1 換熱實驗對象工藝及其控制 …… 299

7. 6. 2 Anybus AB7007 網關配置………… 302

7. 6. 3 Logix PLC 控制系統配置與編程 ……………………………… 309

7. 6. 4 人機界面工程中 OPC 伺服器的配置 ……………………………… 314

7. 6. 5 上位機人機界面組態設計 ……… 316

7. 6. 6 配置 FactoryTalk View SEClient ……………………………… 322

7. 6. 7 系統調試與運行 ………………… 323

複習思考題 …………………………………… 328

參考文獻 ……………………………………… 329