可编程控制器技术PDF电子书下载

第1章　可编程控制器概述 1

1.1　可编程控制器的诞生与发展历史 1

1.1.1　可编程控制器的诞生 1

1.1.2　可编程控制器的发展历史 2

1.2　可编程控制器的定义、名称演变、技术进展及应用 5

1.2.1　可编程控制器的定义 5

1.2.2　可编程控制器的名称演变 5

1.2.3　可编程控制器的技术进展及应用 6

1.3　PLC的主要功能 8

1.4 PLC的特点 10

1.5　PLC的分类 13

1.6　PLC与其他工业控制装置的比较 16

1.6.1　PLC与工业控制装置中的“三电一体” 16

1.6.2　PLC与传统继电器控制系统的比较 17

1.6.3 PLC与工业控制计算机的比较 19

1.6.4 PLC与单片机的比较 20

1.6.5　PLC与集散控制系统比较 20

1.7　PLC的发展趋势 22

1.7.1　PLC技术的发展趋势 22

1.7.2　PLC应用的发展趋势 27

1.8　PLC的流派 30

思考题与练习题 31

第2章　可编程控制器的原理与系统设计 33

2.1　可编程控制器的原理及组成 33

2.1.1　可编程控制器的原理 33

2.1.2　可编程控制器的组成 34

2.2　可编程控制器各组成部分的功能 34

2.3　可编程控制器的工作过程 40

2.4　PLC的主要性能指标及外部设备 45

2.4.1　PLC的主要性能指标 45

2.4.2　PLC的外部设备 48

2.5 B＆R PLC典型硬件模块简介 50

2.5.1 概述 50

2.5.2　2005系列PLC 51

2.5.3 2003系列PLC 54

2.5.4　X20系列PLC 56

2.5.5　X67系列PLC 59

2.6 安全PLC系统 60

2.6.1　安全系统与安全PLC的基本概念 61

2.6.2　常规PLC和安全PLC的区别 62

2.6.3　安全PLC的基本结构 63

2.6.4　安全PLC的主要应用领域 64

2.6.5 X20集成安全PLC系统 64

2.7　人机界面系统 65

2.8　工业PC 67

2.9　运动控制系统 67

2.10　PLC控制系统设计与硬件配置 68

2.10.1　PLC控制系统设计的基本原则 68

2.10.2　PLC控制系统硬件的配置设计 69

2.10.3　PLC控制系统的安装 71

2.10.4　PLC控制系统的抗干扰设计 72

2.10.5　PLC控制系统的结构设计 75

2.10.6　人机界面设计的基本原则 76

2.10.7　PLC控制系统的设计流程 78

2.10.8 以X20及X67系列PLC为核心的控制系统的典型配置 80

2.10.9 以2003系列PLC为核心的控制系统典型配置 81

2.10.10　以2005系列PLC为核心的控制系统典型配置 82

思考题与练习题 83

第3章　编程系统 85

3.1 PLC编程语言概述 85

3.1.1　PLC编程语言的发展 85

3.1.2　IEC1131—3标准 87

3.1.3　PLC编程语言的特点 88

3.1.4　B＆R的PLC编程语言 89

3.1.5　软件结构 89

3.2 B＆R的PLC编程系统 90

3.2.1　编程系统结构 90

3.2.2　编程软件 93

3.3　分时多任务操作系统与I/O处理 94

3.3.1　分时多任务操作系统概述 94

3.3.2　存储器管理 96

3.3.3　运行状态 108

3.3.4　多任务处理 109

3.3.5　系统容量 116

3.3.6　I/O处理 117

3.4 Automation Studio简介 119

3.4.1　Automation Studio用户界面 120

3.4.2　创建一个简单的应用程序 124

3.5 Automation Studio编程语言基础 131

3.5.1　编程语言综述 131

3.5.2　变量的基本概念 133

3.6　调试诊断工具和项目维护 138

3.6.1　状态栏 138

3.6.2 目标系统在线信息 138

3.6.3　错误记录Log book 139

3.6.4　强制操作 140

3.6.5　系统监控器（System Monitor） 141

3.6.6　监控（Watch） 144

3.6.7　轨迹跟踪（Trace） 146

3.6.8　源代码调试 147

3.6.9　Profiler 148

3.6.10 NC诊断 149

3.6.11　远程维护功能 150

思考题与练习题 152

第4章　可编程控制器的程序设计 153

4.1　梯形图编程语言 153

4.1.1　概述 153

4.1.2　梯形图编程注意事项 155

4.1.3　梯形图元件与网络 155

4.1.4　梯形图指令与触点 156

4.1.5　梯形图指令的功能与时序 158

4.1.6　程序流程的控制 161

4.1.7　梯形图指令可实现的基本逻辑功能 162

4.1.8　功能块的调用 163

4.1.9　功率流程 164

4.1.10　数据类型转换 167

4.2 Automation Basic 169

4.2.1　指令 170

4.2.2　功能块调用 190

4.2.3　指针与动态变量 191

4.2.4　数组Arrays 191

4.2.5　关键字与函数 192

4.3　结构文本 194

4.3.1　基本概念 196

4.3.2　指令 196

4.3.3　功能块调用 206

4.3.4　关键字与函数 206

4.4　ANSI C编程语言 208

4.4.1　概述 208

4.4.2　创建C任务 209

4.4.3　头文件 209

4.4.4　变量定义 210

4.4.5　变量声明 210

4.4.6 Line Coverage 214

4.4.7 函数 214

4.4.8　调用库函数 220

4.4.9　编译设置 222

4.5 PLC应用程序设计 223

4.5.1　PLC应用程序设计规范 224

4.5.2　人机界面应用程序设计规范 230

4.5.3　PLC应用程序的质量评价标准 232

思考题与练习题 232

第5章　函数库 244

5.1　函数库概述 244

5.1.1　函数与功能块 245

5.1.2　库管理器 246

5.2　函数的调用 247

5.2.1　导入函数库 247

5.2.2　函数的调用 249

5.2.3　功能块的调用 253

5.3　用户库 259

5.3.1　创建用户库 260

5.3.2　创建用户库实例 265

5.4　时间功能块 268

5.4.1　时间元素 269

5.4.2　时间标志 269

5.4.3　时间测量 270

思考题与练习题 274

第6章 MATLAB/Simulink自动生成PLC的C程序代码 275

6.1　概述 275

6.2　基本原理与项目管理 275

6.2.1　快速模型化与循环硬件 276

6.2.2　软硬件要求 277

6.2.3 Automation Studio 3简介 277

6.2.4　创建新项目 279

6.3 工具箱与AR4MATLAB/Simulink功能块 282

6.3.1　工具箱的安装 282

6.3.2　工具箱简介 283

6.3.3 AR4MATLAB/Simulink中的功能块 283

6.4　监控模式 285

6.5 AR4MATLAB/Simulink自动生成C代码 286

6.5.1　Simulink中的仿真模型 286

6.5.2　Automation Studio工程准备 288

6.5.3 目标系统设置 289

6.5.4　自动生成代码 291

6.5.5　调试和在线监控 292

6.6　应用实例 293

6.6.1　悬浮球控制 293

6.6.2　温度PID控制 306

第7章　可编程控制器的典型工程应用 311

7.1 PLC在自适应PID温度控制系统中的应用实例 311

7.1.1　温度控制技术研究背景与现状 312

7.1.2　PLC温度控制系统结构与控制要求 313

7.1.3　温度控制方案比较 314

7.1.4　温度控制系统设计方案 318

7.1.5　基于广义预测控制的自适应PID控制器设计 319

7.1.6　实验结果 341

7.2　PLC在码垛机械手控制的应用实例 343

7.2.1　概述 343

7.2.2　系统硬件结构 344

7.2.3　系统软件设计 345

7.3 基于PLC的电子凸轮CAM在裁切中的应用实例 351

7.4　PLC在织机设备上的应用实例 356

7.5　PLC在塑料管材生产线中的应用实例 358

7.5.1　应用背景 358

7.5.2　PLC塑料管材控制系统典型解决方案 358

7.5.3　PLC塑料管材生产控制任务的实现 359

7.6　PLC在热收缩薄膜包装机中的应用实例 361

7.7　PLC在真空自耗电弧炉分布式控制系统的应用实例 365

7.7.1　VAR炉系统简介 365

7.7.2　分布式控制系统 366

7.7.3 VAR炉控制功能与控制要求 367

7.7.4 VAR炉控制系统总体方案 371

7.7.5 VAR炉控制系统的网络设计 372

7.7.6 PLC系统设计 376

7.7.7 数据采集与处理 377

7.7.8 电极驱动控制 377

7.7.9 VAR炉控制系统组态软件设计 378

7.7.10 抗干扰设计 381

第8章 课程设计 383

8.1 立体车库控制系统设计与研究 383

8.2 小车倒立摆控制系统建模及算法研究 384

8.3 自动扶梯变频节能控制系统设计 385

8.4 直线电机驱动自动门控制系统设计 386

8.5 饮料罐装生产流水线的PLC控制设计 387

附录A IL编程指令结构与常用指令 388

附录B Automation Basic关键字和操作符 392

附录C 操作系统的安装与更新 394

参考文献 399