工業控制系統及應用：PLC與人機界面（簡體書）

本書系統地闡述了工業控制系統的組成、 體系結構、 發展與應用技術, 對 典 型 的 工 業 控 制 系 統―――集 散 控 制 系 統 和 監 控 與 數 據 采 集( SCADA) 系統進行了簡要介紹與對比, 以使讀者瞭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 編 程 序 控 制 器( PLC) 為例, 對 PLC 的工作原理、 編程語言、 應用系統設計技術、 網絡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應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應用技術。 *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、 開發與應用技術, 並介紹了如何使用 RSLogix5000 和 FactoryTalk View Studio 等軟件及 CompactLogix 控制器和 Anybus 以太網網關等硬件設計開發實驗室換熱過程對象工業控制系統。
本書側重介紹了工業控制系統核心內容, 重點分析了 Micro850 PLC軟硬件系統及其在工業生產中的應用技術。 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、 開發和應用能力, 具有實用性、 新穎性和完整性。
本書可作為自動化、 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。

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 工業互聯網 ………………………… 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 監控與數據采集 ( SCADA)
系統 ………………………………… 20
1. 3. 3 現場總線控制系統 ………………… 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 的應用 ………………………… 34
1. 4. 5 主要的 PLC 產品及其分類 ……… 35
1. 5 功能安全與安全儀錶系統 ……………… 36
1. 5. 1 功能安全及相關概念 ……………… 36
1. 5. 2 安全儀錶系統 ……………………… 39
1. 5. 3 安全生命週期 ……………………… 44
1. 5. 4 安全儀錶產品的類型 ……………… 46
複習思考題 …………………………………… 48
第 2 章 Micro800 系列控制器硬件 …… 49
2. 1 Micro800 系列控制器的硬件特性 ……… 49
2. 1. 1 Micro800 系列控制器概述 ………… 49
2. 1. 2 Micro850 控制器的硬件特性 ……… 52
2. 2 Micro800 系列控制器功能性插件
及其組態 ………………………………… 58
2. 2. 1 功能性插件模塊 …………………… 58
2. 2. 2 功能性插件組態 …………………… 62
2. 2. 3 2080-IF2 模塊用於溫度採集
示例 ………………………………… 65
2. 3 Micro850 控制器擴展模塊及其組態 …… 66
2. 3. 1 Micro850 控制器擴展模塊 ………… 66
2. 3. 2 Micro850 控制器擴展模塊組態 …… 68
2. 3. 3 擴展 I / O 數據映射 ………………… 71
2. 3. 4 功能性插件模塊與擴展模塊的
比較 ………………………………… 73
2. 4 CIP 及 Micro800 系列控制器網絡
結構 ……………………………………… 74
2. 4. 1 CIP 及基於工業以太網的工業
控制系統結構 ……………………… 74
2. 4. 2 Micro800 系列控制器的網絡
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 編程語言與 CCW 編程
軟件 ………………………………… 82
3. 1 PLC 編程語言標準 IEC 61131-3 ……… 82
3. 1. 1 傳統 PLC 編程語言的不足 ……… 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 編程軟件 CCW ……………… 86
3. 2. 1 CCW 軟件概述 …………………… 86
3. 2. 2 CCW 軟件編程環境 ……………… 87
3. 3 Micro800 編程語言 ……………………… 89
3. 3. 1 梯形圖編程語言 …………………… 89
3. 3. 2 結構化文本編程語言 ……………… 92
3. 3. 3 功能塊圖編程語言 ………………… 92
3. 3. 4 順序功能圖編程語言 ……………… 95
3. 4 CCW 編程平臺創建工程 ……………… 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 控制器的內存組織 ………… 113
4. 1. 1 數據文件 ………………………… 113
4. 1. 2 程序內存 ………………………… 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 狀態設置 …………………… 151
4. 5. 3 HSC 的應用 ……………………… 151
複習思考題 …………………………………… 152
第 5 章 Micro800 系列 PLC 程序設計
技術 ………………………………… 153
5. 1 Micro800 系列程序設計基礎 ………… 153
5. 1. 1 Micro800 系列的程序執行 ……… 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 經驗設計法程序設計 …………… 170
5. 1. 5 時間順序邏輯程序設計法 ……… 173
5. 1. 6 邏輯