可編程序控制器與工業(yè)現(xiàn)場總線

前言

2009年底，陳忠華教授邀請我為他的新書《可編程序控制器與工業(yè)現(xiàn)場總線》作序，不勝榮幸。此書姐妹篇《可編程序控制器與工業(yè)自動化系統(tǒng)》自2006年出版后受到工業(yè)自動化行業(yè)讀者普遍好評。此次新書，是經(jīng)過陳教授精心修訂、補充，特別是根據(jù)自動化工程師的實際需要，增添了近年來興起的工業(yè)現(xiàn)場總線技術內(nèi)容。本書特點是將可編程序控制器（PLC）應用技術與工業(yè)現(xiàn)場總線技術相結合，論述詳盡，內(nèi)容上融會貫通，符合當前自動化技術應用現(xiàn)狀，是自動化工程師難得的技術參考及工具書?，F(xiàn)場總線技術概念產(chǎn)生于20年前，在國內(nèi)有近十幾年快速發(fā)展歷史?，F(xiàn)場總線技術迎合了近年來制造業(yè)信息化、工廠數(shù)字化的技術需求，為工廠自動化底層現(xiàn)場設備聯(lián)網(wǎng)、實現(xiàn)底層生產(chǎn)設備信息集成提供了技術平臺?，F(xiàn)代工廠自動化技術不單純追求提高單機設備自動化水平，而是注重整個工廠自動化系統(tǒng)的效率和為企業(yè)市場競爭提供的支持?，F(xiàn)場總線技術的應用為整個工廠實現(xiàn)數(shù)據(jù)縱向透明傳輸，為MES（Manufacturing Execution System，制造執(zhí)行系統(tǒng)）、ERP（Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源計劃）提供技術平臺。因此，現(xiàn)場總線技術不是單純用來提高單機生產(chǎn)設備的自動化水平，而是為整個工廠數(shù)字化、信息化建設提供技術基礎，進而為企業(yè)提高經(jīng)濟效益和市場競爭力做出貢獻，這便是近年來現(xiàn)場總線技術應用飛速發(fā)展的根本原因?，F(xiàn)場總線技術，簡而言之，就是控制器（如PLC）與工業(yè)現(xiàn)場設備（如傳感器、執(zhí)行器、驅(qū)動裝置、專用控制器、人機界面等）之間的連接不采用一對一的I／O連線，而是通過工業(yè)數(shù)字通信網(wǎng)絡——現(xiàn)場總線，將所有現(xiàn)場設備與控制器連接，采用數(shù)字通信方式（而不是4-20mA或開關量信號）實現(xiàn)控制器對現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)采集和控制?，F(xiàn)場總線技術的產(chǎn)生使整個自動化系統(tǒng)發(fā)生結構性變革。比如PLC技術與現(xiàn)場總線技術的結合使PLC的功能定位發(fā)生了很大變化。由于PLC可采用現(xiàn)場總線連接現(xiàn)場設備（如變頻器、傳感器、控制面板等）并通過遠程I／O來替代本地機架I／O擴展，因此，I／O規(guī)模不再是PLC的關鍵指標。通信能力、指令執(zhí)行速度、功能可擴展性、安全性、信息處理能力等成為PLC的關鍵技術性能。在基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)主PLC更多地被稱為控制器；而具備現(xiàn)場總線通信接口的小型PLC可能會向?qū)Ｓ每刂破鞣较虬l(fā)展。實現(xiàn)現(xiàn)場總線技術的前提不僅要求現(xiàn)場設備必須智能化，而且要求通信接口必須遵守統(tǒng)一的通信協(xié)議標準。所以，在現(xiàn)場總線技術的發(fā)展過程中，現(xiàn)場總線通信協(xié)議標準就成為此項技術的關鍵所在，也是不同企業(yè)技術聯(lián)盟激烈競爭的制高點。

內(nèi)容概要

　　本書對PLC的硬件體系、工作原理、組態(tài)方法、編程語言、模塊化結構編程、梯形圖指令系統(tǒng)、調(diào)試手段和故障診斷，作了全面詳細的介紹。對20世紀80年代產(chǎn)生并迅速發(fā)展的工業(yè)現(xiàn)場總線，以IEC 61158標準中應用廣泛的PROFIBUS_DP和PROFINET兩個類型為代表，進行了深入的介紹，說明了DP_V0、DP_V1和DP_V2 3個標準版本、PROFINET的基本概念，特別提供了應用現(xiàn)場總線實現(xiàn)PLC和伺服驅(qū)動裝置之間的通信實例，并對該實例進行了詳細分析和解讀。本書適合作為高等院校自動化相關專業(yè)的教材或教學參考書，對從事自動化領域的工程技術人員、設計人員和設備維修人員也有很高的參考價值。

書籍目錄

序言 序言 前言 第1章　PLC的發(fā)明和發(fā)展過程 第2章　PLC的定義及硬件和軟件的基本構成 　2.1　PLC的硬件體系 　　2.1.1　硬件結構 　　2.1.2　CPU和中央存儲器 　　2.1.3　I/O接口 　　2.1.4　PLC的工作原理 　2.2　PLC的軟件體系 第3章　PLC編程語言的應用 　3.1　西門子公司SPLC和STEP 7編程軟件的應用 　3.2　西門子公司STEP 7編程軟件的安裝 　3.3　啟動SIMATIC管理器 　3.4　應用STEP 7對PLC進行硬件組態(tài) 　3.5　SPLC 分布式I/O模板的組態(tài) 　3.6　應用符號地址編程 　3.7　STEP 7的模塊化程序結構——組織方塊OB1的作用和程序編寫 　3.8　用功能塊和數(shù)據(jù)塊建立一個程序 　3.9　生成功能塊（FB）的背景數(shù)據(jù)塊及使用實際參數(shù)替代形式參數(shù)改變實際值 　3.10　使用梯形圖邏輯語言編寫方塊調(diào)用程序 　3.11　STEP 7語言中的功能（FC）編程 　3.12　STEP 7語言中的共享數(shù)據(jù)塊編程 　3.13　高級功能塊和多背景數(shù)據(jù)塊 　3.14　如何在分布式系統(tǒng)中對第三方產(chǎn)品進行硬件組態(tài) 　3.15　下載和調(diào)試程序 　3.16　通過監(jiān)視程序狀態(tài)的方法來測試程序 　3.17　通過建立變量表的方法來測試程序 　3.18　通過CPU診斷緩沖區(qū)檢查錯誤 　3.19　STEP 7中的組織方塊OB 第4章　梯形圖編程語言指令系統(tǒng)介紹 　4.1　STEP 7梯形圖指令系統(tǒng)分類 　4.2　位邏輯指令類 　　4.2.1　常開觸點（地址） 　　4.2.2　常閉觸點（地址） 　　4.2.3　異或指令 　　4.2.4　取反指令 　　4.2.5　輸出線圈 　　4.2.6　中間線輸出指令 　　4.2.7　復位線圈 　　4.2.8　置位線圈 　　4.2.9　復位-置位觸發(fā)器 　　4.2.10　置位-復位觸發(fā)器 　　4.2.11　RLO下降沿檢測指令 　　4.2.12　RLO上升沿檢測指令 　　4.2.13　保存RLO到狀態(tài)位BR指令 　　4.2.14　地址下降沿檢測指令 　　4.2.15　地址上升沿檢測指令 　　4.2.16　立即讀指令 　　4.2.17　立即寫指令 　4.3　比較指令類 　　4.3.1　整型數(shù)比較指令 　　4.3.2　雙整型數(shù)比較指令 　　4.3.3　實數(shù)（浮點數(shù)）比較指令　……第5章　現(xiàn)場總線技術附錄　梯形圖指令系統(tǒng)索引表參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：在中央存儲器中，還有一種特殊的應用區(qū)，稱為堆棧。堆棧是中央存儲器中的一個特殊區(qū)域，用來存放程序執(zhí)行過程中的結果或者在子程序調(diào)用過程中用來保護“現(xiàn)場”信息，以便子程序結束時能正確地返回。在PLC中使用的堆棧主要有兩種形式：一種稱后進先出堆棧（Last In First Out LIFO），另一種稱先進先出堆棧（First In First Out，F(xiàn)IFO）。圖2-4表示了這兩種“堆?！痹谶M行棧操作時的數(shù)據(jù)位置。2.1.3 I／O接口1.I／O擴展結構PLC的硬件結構因其系統(tǒng)規(guī)模和特點不同可有多種結構形式，有整體型非總線結構和總線型組件結構兩大類。大、中型系統(tǒng)一般均采用組件結構，而微型以及部分小型PLC則趨向于整體型非總線結構。（1）整體型非總線結構20世紀80年代，PLC的結構多為組件式，由CPU、I／O及備用模塊等組合而成。現(xiàn)在的小型、微型PLC結構則趨向于將CPU、存儲器與I／O做成一體型結構，整體做成平板薄型，以追求低價格和便于安裝。這種結構的PLC往往采用非總線結構，追求低價格和小型化，其安裝方法也與過去不同，大多安裝到配電盤或機械之中，有的不用外殼，做成插件，以降低售價。（2）總線型結構大、中型以及一部分小型PLC通常采用總線型方式，可視用戶要求進行組合以滿足不同要求，如圖2-5所示的總線結構有多種形式，有采用微機總線，例如‘VME總線和PC總線，或開發(fā)商的專用總線，例如Siemens公司的s5總線等，PLC的I／O總線擴展可以有多種結構方式，主要采用：1）并行本地總線（見圖2-5a）；2）串行遠程通信連接（見圖2-5b）。由圖2-5可見，中央處理器和中央存儲器通過總線與輸入／輸出（I／O）交換信息。PLC以輸入／輸出接口從被控過程采集信息和用來控制被控過程，因此I／O在PLC中起著重要作用。工業(yè)控制機通常使用在比較惡劣、苛刻的現(xiàn)場環(huán)境，這就對I／O提出了比較高的要求。盡管I／O模板的電路并不十分復雜，但PLC用的I／O工藝都十分考究，對于抑制工業(yè)環(huán)境帶來的干擾都采取了許多有效措施，如符合電磁兼容（EMC）標準。此外，為了用戶接線和檢查的方便，所有I／O模板都帶有端子或方便可靠的接插座，以及標志狀態(tài)的指示燈。

編輯推薦

《可編程序控制器與工業(yè)現(xiàn)場總線》是由機械工業(yè)出版社出版的。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    可編程序控制器與工業(yè)現(xiàn)場總線 PDF格式下載

---