第1章 开篇 1
1.1现代工业控制系统的概念及世代划分 1
1.1.1从控制系统智能核心的层次和形式上对控制系统进行世代划分 1
1.1.2从人机交互的形式上对工业控制系统进行世代划分 5
1.1.3从控制系统建立过程的体系上进行世代划分 7
1.2当代工业基础对现代工业控制系统的架构形态提出的要求 10
1.2.1控制系统适当集中和就地、分散相结合成为系统组态的常态 11
1.2.2不能完全抛弃手动运行方式 13
1.2.3对深谙工艺精髓，同时又能与从事控制的技术人员进行“无缝对接”的高级人才越发倚重 15
1.2.4过程控制的形式及控制系统的布局应更有利于人体工学的需求 15
1.2.5远程控制及数据远程传送已越来越重要，手段越来越多 18
1.2.6采用国际知名品牌的软件和硬件 19
1.2.7采用硬件和软件上的措施以保障系统的安全 19
1.3我国低压控制系统的设计方法及体系、人才成长机制上存在的误区及问题 21
1.3.1小系统堆砌 21
1.3.2面向过程设计方法无限制应用 22
1.3.3电气、自动控制不分家 23
1.3.4 PLC、仪表高配、多配，盲目求“新” 23
1.3.5大型国有企业的环境对年轻技术人员的成长总体不利 25
1.3.6自动控制专业的技术人员缺乏在职学习、重新“回炉”的机会 26
1.4面向过程的低压控制系统在技术层面的困难及问题 26
1.4.1从一个经典的控制回路说开去 26
1.4.2面向过程的控制方案存在的问题 29
1.5面向对象的低压控制系统的系统构成及特征 31
1.6本书面对的读者群及适用对象 32
第2章 系统规划及设计 34
2.1受控对象自身的性质对控制系统体系架构的影响 34
2.2用户的类型和层次及对系统设计的影响 36
2.2.1幼稚型用户 37
2.2.2背景知识内行、控制知识外行的用户 37
2.2.3背景知识外行、控制知识内行的用户 37
2.2.4能拿出准确、详细的样板或案例的用户 38
2.2.5非常成熟的老用户 38
2.3控制系统的设计体系构成模式 38
2.4控制系统的构建过程 45
2.5各类执行器件的特性及选用 46
2.5.1工业控制阀门的种类 47
2.5.2普通电动阀门 47
2.5.3气动阀门 48
2.5.4电动调节阀 49
2.5.5通断控制电磁阀 50
2.6仪表的选用原则及应该注意的问题 51
2.6.1仪表信号种类的选择 51
2.6.2仪表供电方式的选择 52
2.7执行器件与仪表的电位隔离问题 52
第3章 硬件系统的设计 54
3.1低压控制系统控制柜体的完整构成及构造细节 54
3.1.1开关柜的结构及原理 54
3.1.2节能／补偿柜的结构及原理 57
3.1.3 PLC柜的结构及柜内布局 59
3.1.4 MCC柜的结构形式及外观 59
3.1.5控制模块的外形及结构特点 62
3.2现场就地控制箱的种类及面板布局 63
3.3普通电机的控制回路设计 64
3.3.1普通电机的特点 64
3.3.2有关控制原理图的说明 65
3.3.3普通电机控制回路运行机理详析 65
3.3.4模块化低压控制系统运行中常见的故障现象及应对措施 73
3.3.5控制系统的类，对移植到控制系统设计工作中的“面向对象”的理解 76
3.4变频运行电机的控制回路设计 79
3.5软启动器拖动电机的控制回路 85
3.6降压启动电机的控制回路设计 89
3.6.1全新的星-角启动电机动力回路与经典方案的比较及工作过程分析 89
3.6.2全新的星-角启动电机控制回路电路原理分析 93
3.7正反转电机的控制回路设计 97
3.8往复运行电机的控制回路设计 97
3.9单动力回路电动阀门的控制回路设计 103
3.10双动力回路电动阀门的控制回路 103
3.11给定信号电动调节阀门的控制回路设计 109
3.12开启度反馈电动调节阀门的控制回路设计 109
3.13气动阀门的控制回路设计 114
第4章 PLC系统的构建方法 119
4.1本书着眼的是什么样的PLC 119
4.1.1除了大规模工业控制，PLC还有什么得到广泛应用的领域 119
4.1.2应用于工业产品的小型PLC应当成为本书关注的重点吗 120
4.1.3我们着眼的PLC到底有哪些 121
4.2到底应该通过什么编程语言进行PLC的程序编制 123
4.3如何建立PLC系统 126
4.3.1 PLC的系统架构选择 126
4.3.2 PLC系统的硬件型号选择 128
4.4一个系统的安全性如何评价 135
4.4.1人身安全设计 135
4.4.2设备安全设计 137
第5章 认识、建立和使用DFB类的方法 139
5.1 DFB类的“画板”：DFB编辑器 140
5.2构建DFB的“零件”：各种常用功能块介绍 142
5.3构建DFB的“流程” 147
5.3.1定义变量 147
5.3.2构建梯形图 148
5.3.3进行DFB分析 149
5.3.4后续工作 149
5.4 DFB类的规划与设计 149
5.4.1标准类的高级语言类表述 149
5.4.2 DFB世界里的类 151
5.4.3软件、硬件两个“世界”打造出的类对象 152
5.4.4算法，算法，DFB的灵魂 153
5.5 DFB精品大展台 157
5.5.1软启动负载DFB类的品读及分析 157
5.5.2变频运行负载DFB类的品读及分析 159
5.5.3正反转负载DFB类的品读及分析 161
5.5.4往复运行负载DFB类的品读及分析 162
5.5.5降压启动负载DFB类的品读及分析 164
5.5.6双动力回路电动阀门DFB类的品读及分析 165
5.5.7单动力回路电动阀门DFB类的分析 167
5.5.8给定信号电动调节阀门DFB类的品读及分析 167
5.5.9反馈信号电动调节阀门DFB类的品读及分析 169
5.5.10几种非类DFB介绍 171
5.6一个完全面向对象的生产线中的一个子项的工程案例 174
第6章 组态软件——将工业控制软件彻底推向面向对象的“上帝之手” 181
6.1选用工业控制组态软件的理由 181
6.2有关组态软件的介绍 183
6.3组态软件究竟怎样给控制系统赋予生命和活力 184
6.3.1组态软件在整个控制系统中的位置和作用 185
6.3.2组态软件程序编制的基本知识及方法 187
6.4如何利用可复用技术创建新的窗体 205
6.5其他受控对象的控制窗简介 207
第7章 防雷系统的规划及设计 209
7.1雷电灾害的形式及危害 209
7.2雷电灾害的不同防御措施 210
7.2.1等电位体连接 210
7.2.2接地工程 210
7.2.3电源系统防雷保护 211
7.2.4信号系统防雷保护 212
7.3专用防雷设备及技术指标 213
7.3.1一级防雷设施 213
7.3.2二、三级防雷设施 214
7.3.3信号防雷器 215
7.4防雷系统设计 217
7.4.1各种单回路及仪表的防雷设计方案 217
7.4.2控制系统防雷工程综述 219
第8章 设计方案的实施及过程控制 221
8.1低压电气设备制造过程的质量控制 221
8.1.1控制柜体生产厂家的前期技术工作流程 221
8.1.2控制柜体的生产组织、作业流程及质量控制 224
8.2现场施工及调试的质量控制 225
附录A控制系统设计范式表述 229
A.1总则 229
A.2图幅图签及装帧方式 230
A.3封面及目录的构成表述 231
A.3.1图纸封面设计 231
A.3.2分项目录设计 231
A.4文字说明部分 232
A.4.1设计说明 232
A.4.2系统的控制描述文件 233
A.4.3 PLC系统地址表 233
A.5专业总平面图设计的内容及表述 234
A.5.1目录 234
A.5.2总平面图 235
A.6 PLC系统的设计内容及表述 235
A.6.1目录 235
A.6.2系统布置图 236
A.6.3材料表 236
A.7控制系统电气系统图的设计内容及表述 236
A.7.1目录 236
A.7.2控制柜系统图 237
A.7.3 PLC柜供电系统图 237
A.7.4 MCC柜低压配电系统图 237
A.7.5节能补偿柜低压配电系统图 238
A.8控制系统电气结构设计的设计内容及表述 238
A.8.1目录 238
A.8.2控制柜外形图 238
A.8.3就地控制箱外形图 239
A.8.4材料表 239
A.9自动控制系统设计图 239
A.9.1目录 239
A.9.2受控设备控制原理图纸 239
A.10仪表系统设计图 240
A.10.1目录 240
A.10.2仪表原理图纸 240
A.10.3仪表供电系统图 241
A.10.4仪表安装图 241
A.11防雷系统设计设计 241
A.11.1目录 241
A.11.2防雷工程设计说明 241
A.11.3图例及防雷工程材料表 242
A.11.4电源系统防雷设计 242
A.11.5仪表系统防雷设计 242
A.11.6计算机及工业控制网络防雷设计 243
A.11.7音频信号防雷 243
A.12系统电缆表的设计 243
A.12.1目录 243
A.12.2电缆分类 243
A.12.3电缆选型 244
A.12.4电缆的命名 244
A.12.5电缆表的形式 244
参考文献 245