開放式控制系統編程技術基於IEC 61131-3國際標準

內容簡介

CODESYS作為遵循IEC 61131-3國際編程標準、面向工業 4.0套用的軟體開發平台，提供了一整套功能強大的工業自動化解決方案。

本書是由3S軟體有限公司組織編寫的一本使用指南，涵蓋了*新的CODESYS V3的功能與特性。全書包括9章和若干附錄，分別介紹了IEC 61131-3標準、CODESYS軟體開發平台的整體框架、IEC編程基礎、IEC 61131-3的5種標準程式語言、與邏輯控制相關的指令系統、PLC套用開發的整個流程、可視化設計、實際工程項目案例、工業現場匯流排簡催她棗舟介等內容。附錄部分包括指令、標準庫、捷徑等相關資料，還簡要介紹了CODESYS V3的一些新特性。

本書適合工業自動化設計領域的技術支持人員和工程項目開發、調試、現場設備維護人員參考，同時也可作為大專院校本科生和研究生項目研發時的參考資料。

圖書目錄

目　錄

第1章　概述　1

1．1　IEC 61131-3標準　1

1．1．1　IEC 61131簡介　1

1．1．2　PLCopen組織概況　2

1．1．3　IEC 61131-3程式語言鍵屑霸　3

1．1．4　IEC 61131-3的特點　4

1．2　軟PLC　5

1．2．1　軟PLC控制方案　6

1．2．2　軟PLC的發展方向　8

1．3　CODESYS概肯良舟述　9

1．3．1　CODESYS自動化解決方案全催　9

1．3．2　CODESYS實時核　12

1．4　軟體的安裝　14

1．4．1　安裝所需的軟硬體要求　15

1．4．2　安裝及版本管理　15

1．4．3　啟動編程軟體　16

1．4．4　幫助　17

1．4．5　CODESYS開發系統　17

1．5　獲取資料、外掛程式和技術論壇　20

第2章　CODESYS結構　22

2．1　軟體模再檔紋捉型　22

2．1．1　軟體模型簡介　22

2．1．2　軟體模型的特點　24

2．2　設備　24

2．2．1　設備管理　24

2．2．2　設備編輯器　27

2．3　套用　28

2．3．1　任務　29

2．3．2　庫檔案　40

2．3．3　全局變數和局部變數　50

2．3．4　訪問路徑　52

2．4　程式組織單元　53

2．4．1　程式組織單元結構　54

2．4．2　函式　56

2．4．3　功能塊　60

2．4．4　程式　66

2．5　套用對象　69

2．5．1　採樣跟蹤　69

2．5．2　持續變數　75

2．5．3　數據單元類型　77

2．5．4　全局網路變數　78

2．5．5　配方管理器　79

第3章　公共元素及變數　81

3．1　公共元素　81

3．1．1　字元集　81

3．1．2　分界符　82

3．1．3　關鍵字　84

3．1．4　常數　85

3．1．5　句法顏色　89

3．1．6　空格和注釋　89

3．2　變數的表示和聲明　93

3．2．1　變數　93

3．2．2　標識符　93

3．2．3　變數聲明　94

3．3　數戒判籃據類型　96

3．3．1　標準數據類型　96

3．3．2　標準的擴展數據類型　104

3．3．3　自定義數據類型　113

3．4　變數的類型和初始化　126

3．4．1　變數的類型　126

3．4．2　變數的初始化炒端危　128

3．5　變數聲明及欄位指令　129

3．5．1　變數匈牙利命名法　129

3．5．2　PRAGMA指令　131

第4章　程式語言　134

4．1　指令表（IL）　135

4．1．1　指令表程式語言簡介　135

4．1．2　連線元素　137

4．1．3　操作指令　140

4．1．4　函式及功能塊　148

4．1．5　套用舉例　150

4．2　梯形圖（LD）/功能塊圖（FBD）　152

4．2．1　梯形圖/功能塊圖程式語言簡介　152

4．2．2　連線元素　155

4．2．3　套用舉例　166

4．3　結構化文本（ST）　169

4．3．1　結構化文本程式語言簡介　169

4．3．2　指令語句　171

4．3．3　套用舉例　186

4．4　順序功能圖（SFC）　191

4．4．1　順序功能圖程式語言簡介　192

4．4．2　SFC的結構　194

4．4．3　套用舉例　206

4．5　連續功能圖（CFC）　208

4．5．1　連續功能圖程式語言結構　208

4．5．2　連線元素　211

4．5．3　CFC的組態　219

4．5．4　套用舉例　220

第5章　指令系統　222

5．1　位邏輯指令　222

5．1．1　基本位邏輯指令　223

5．1．2　置位優先與復位優先觸發器指令　229

5．1．3　邊沿檢測指令　233

5．2　定時器指令　235

5．3　計數器指令　240

5．4　數據處理指令　245

5．4．1　選擇操作指令　245

5．4．2　比較指令　250

5．4．3　移位指令　254

5．5　運算指令　261

5．5．1　賦值指令　261

5．5．2　算術運算指令　261

5．5．3　數學運算指令　266

5．5．4　地址運算指令　272

5．6　數據轉換指令　275

第6章　基礎編程　284

6．1　基本編程操作　284

6．1．1　啟動CODESYS　284

6．1．2　PLC程式檔案的建立　286

6．2　通信參數設定　290

6．3　程式下載/讀取　292

6．3．1　編譯　292

6．3．2　登錄及下載　293

6．3．3　線上監視　296

6．4　程式調試　299

6．4．1　復位功能　299

6．4．2　調試工具　301

6．5　仿真　304

6．6　PLC腳本功能　306

6．7　程式隱含檢查功能　308

第7章　可視化界面創建及套用　312

7．1　可視化界面　313

7．2　基本操作　314

7．2．1　創建可視化界面　314

7．2．2　添加工具　315

7．2．3　對齊工具　315

7．2．4　刪除工具　315

7．3　工具　316

7．3．1　基本工具　316

7．3．2　通用控制工具　320

7．3．3　測量控制　331

7．3．4　燈/開關/點陣圖　336

7．3．5　特殊控制　338

7．3．6　報警管理　344

7．4　完整視圖的建立及編輯　349

第8章　控制系統工程實例　356

8．1　實用工程實例　356

8．1．1　電機正、反轉運行　356

8．1．2　電機Y-D起動控制　363

8．1．3　旋轉分度台正、反轉控制　370

8．1．4　交通燈信號控制程式　378

8．1．5　停車場管理　382

8．2　模擬量閉環控制　385

8．2．1　模擬量閉環控制系統　385

8．2．2　閉環控制的主要性能指標　387

8．2．3　CODESYS的閉環控制功能　387

8．2．4　使用CODESYS實現閉環控制　388

8．2．5　模擬量輸入數據整定　390

8．2．6　模擬量輸出數據整定　393

8．2．7　輸入數據濾波　394

8．3　數字PID控制器　401

8．3．1　PID控制原理　402

8．3．2　標準PID控制器　404

8．3．3　固定採樣頻率的PID控制器　406

8．3．4　PD控制器　407

8．3．5　積分分離控制器　409

8．3．6　帶死區的PID控制器　410

8．3．7　PID參數整定　412

8．3．8　簡易壓緊機的控制實例　413

第9章　工業現場匯流排技術　422

9．1　通信技術基礎　423

9．1．1　通信系統的結構　423

9．1．2　數據傳輸方式　424

9．1．3　數據傳送介質　429

9．2　串列通信基礎及協定標準　436

9．2．1　基本概述　436

9．2．2　串口通信接口標準　439

9．3　工業現場匯流排　442

9．3．1　現場匯流排技術　443

9．3．2　現場匯流排的特點　444

9．3．3　IEC 61158標準　448

9．3．4　FCS與DCS的基本要點和區別　452

9．3．5　現場匯流排的發展歷程和發展現狀　454

9．4　工業乙太網　457

9．4．1　TCP/IP　458

9．4．2　TCP/IP的工作方式　460

9．4．3　IEEE 802通信標準　463

9．4．4　工業控制網路的拓撲結構　466

9．5　CANopen通信　472

9．5．1　運行原理　472

9．5．2　CANopen物理層　485

9．5．3　PDO通信示例　488

9．5．4　SDO通信示例　496

9．6　EtherCAT網路基礎　500

9．6．1　EtherCAT物理層　500

9．6．2　EtherCAT硬體組成　505

9．6．3　EtherCAT運行原理　506

9．6．4　EtherCAT通信模式　516

9．6．5　EtherCAT狀態機　521

9．6．6　EtherCAT伺服驅動器控制套用協定　523

9．6．7　EtherCAT主從站通信配置示例　534

9．7　PROFINET網路基礎　540

9．7．1　PROFINET物理層　541

9．7．2　PROFINET　546

9．7．3　PROFINET協定架構　549

9．7．4　同步實時通信　554

9．7．5　PROFINET主從站通信配置　559

9．8　EtherNet/IP網路基礎　566

9．8．1　EtherNet/IP物理層　567

9．8．2　EtherNet/IP運行原理　573

9．8．3　EtherNet/IP網路性能指標　580

9．8．4　EtherNet/IP通信配置　581

附錄A　指令與快捷鍵　588

附錄B　CODESYS V3新特性　596

參考文獻　607

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