可編程控制器技術(shù)

前言

可編程控制器是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)為一體的新型工業(yè)控制裝置，從20世紀(jì)60年代誕生以來(lái)，歷經(jīng)可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC），可編程控制器（Programmable Controller，PC），可編程計(jì)算機(jī)控制器（Programmable Computer Controller，PCC）。現(xiàn)代的可編程控制器是以微處理器為基礎(chǔ)的高度集成化的工業(yè)控制裝置，它以極高的可靠性，多種的編程語(yǔ)言，靈活的編程方式，豐富的功能函數(shù)，強(qiáng)大的控制功能，系列的硬件模塊，優(yōu)良的技術(shù)性能，便捷的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，智能的檢測(cè)手段，杰出的網(wǎng)絡(luò)通信能力，良好的兼容性，優(yōu)良的耐惡劣環(huán)境能力成為工業(yè)控制領(lǐng)域中增長(zhǎng)速度最迅猛的工業(yè)控制設(shè)備，能夠勝任大型的集散控制和復(fù)雜的過(guò)程控制任務(wù)，與早期的PLC相比已非同日而語(yǔ)，是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱（PLC、CAD/CAM、機(jī)器人）之一。本書(shū)以B&R系列PLC、人機(jī)界面系統(tǒng)為主線(xiàn)，以Automation Studio編程系統(tǒng)為平臺(tái)，系統(tǒng)介紹了PLC系統(tǒng)的控制技術(shù)，內(nèi)容涉及編程控制器的工作原理、功能特點(diǎn)、編程系統(tǒng)、編程語(yǔ)言（梯形圖、指令表、結(jié)構(gòu)文本、Automation Basic、ANSI C）、編程技巧、硬件配置、多任務(wù)處理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能函數(shù)、數(shù)據(jù)處理、調(diào)試診斷等，并將安全PLC、MATLAB/Simulink自動(dòng)生成PLC的C程序代碼等新知識(shí)、新概念、新方法介紹給讀者，使讀者了解這一領(lǐng)域的最新技術(shù)成果。本教材特點(diǎn)如下：（1）注重對(duì)可編程控制器共性知識(shí)的講述，使眾多的工科院校學(xué)生和工程技術(shù)人員通過(guò)本書(shū)的學(xué)習(xí)，掌握PLC控制的基礎(chǔ)理論、操作方法和最新技術(shù)概念，并對(duì)其他品牌的PLC產(chǎn)品也能觸類(lèi)旁通。（2）注重工程概念，注重內(nèi)容的實(shí)用性，大量例題和習(xí)題是從科研項(xiàng)目和生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題中提煉而來(lái)的，案例分析都來(lái)源于實(shí)際工程項(xiàng)目，展示PLC的多種控制技術(shù)，并用了一章的篇幅介紹PLC控制技術(shù)在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用實(shí)例。與以前我們編撰的教材相比，這里更加詳細(xì)地介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)細(xì)節(jié)，對(duì)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)更具參考價(jià)值。（3）“可編程控制器技術(shù)”課程所介紹的知識(shí)與實(shí)際工程項(xiàng)目中控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)緊密相關(guān)，為了更加扎實(shí)工科院校學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力，本教材給出了一些具有典型意義的，能夠鍛煉學(xué)生綜合分析能力、設(shè)計(jì)能力及動(dòng)手實(shí)踐能力的課程設(shè)計(jì)題目，各學(xué)?？筛鶕?jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件、教學(xué)特點(diǎn)及科研環(huán)境進(jìn)行選擇，或在此基礎(chǔ)上對(duì)控制系統(tǒng)的功能要求進(jìn)行擴(kuò)充與改進(jìn)。（4）豐富的精品課程網(wǎng)上資源作為支撐。西北工業(yè)大學(xué)“可編程計(jì)算機(jī)控制器原理與應(yīng)用”課程于2007年獲陜西省精品課程，在精品課程網(wǎng)站，我們?yōu)閺V大讀者提供的特色欄目有：教學(xué)講義、動(dòng)畫(huà)素材、實(shí)驗(yàn)演示、圖片素材、視頻素材、專(zhuān)業(yè)雜志、文獻(xiàn)資料、課堂實(shí)錄、典型案例、經(jīng)驗(yàn)視點(diǎn)、科研論文等，讀者可以通過(guò)網(wǎng)上資源自學(xué)獲得更多關(guān)于可編程控制器技術(shù)的知識(shí)，拓展課堂教學(xué)之外的內(nèi)容，教師可以在網(wǎng)站下載與本教材配套的電子講義，方便教學(xué)。網(wǎng)站所有資源均免費(fèi)下載。精品課程網(wǎng)址：http://jpkc.nwpu.edu.cn/jpxin/kbckzqy/index.asp本書(shū)與作者編寫(xiě)的前5本可編程控制器教材相比，內(nèi)容大幅度更新，精品課程的研究成果和經(jīng)驗(yàn)、相關(guān)領(lǐng)域的新技術(shù)納入其中。工科院校本科生的“可編程控制器技術(shù)”課程的學(xué)時(shí)通常為32～40學(xué)時(shí)，由于這本教材的內(nèi)容較多，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的介紹比較詳細(xì)，建議教師課堂講授酌情簡(jiǎn)化。這本教材也很適合學(xué)生和工程技術(shù)人員自學(xué)，也可作為研究生“可編程控制器網(wǎng)絡(luò)與通信”課程的先修教材。參加本書(shū)編寫(xiě)的人員有林輝、蔡立虹、穆姍姍，王琳等人為本書(shū)提供了大量素材，電子工業(yè)出版社的韓同平編輯為本書(shū)的出版付出了很多努力與心血。感謝所有為這本書(shū)做出貢獻(xiàn)、付出辛勞和支持我們的人們。在編寫(xiě)過(guò)程中參考了眾多的技術(shù)文獻(xiàn)、書(shū)籍論著、行業(yè)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使作者深深獲益，雖然沒(méi)有將全部參考文獻(xiàn)一一列出，但感恩之心永存，在此謹(jǐn)向所有作者們表示衷心的感謝。書(shū)中錯(cuò)誤、不當(dāng)和遺漏之處，敬請(qǐng)專(zhuān)家、同仁、讀者不吝指正。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)以E&R（貝加萊，系列可編程控制器（PLC）、人機(jī)界面系統(tǒng)、編程系統(tǒng)為主線(xiàn)，系統(tǒng)地介紹目前技術(shù)最先進(jìn)的可編程控制器的工作原理、功能特點(diǎn)、編程系統(tǒng)、編程語(yǔ)言、多任務(wù)處理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能函數(shù)、數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容，注重對(duì)PLC控制系統(tǒng)共性知識(shí)的介紹，注重工程概念，引入這一技術(shù)領(lǐng)域的一些新知識(shí)、新概念、新方法，如安全PLC的概念、MATLAB／Simulink與PLC的無(wú)縫連接等，力求將這一領(lǐng)域的最新技術(shù)成果介紹給讀者?！　”緯?shū)編寫(xiě)注重條理的清晰性，知識(shí)點(diǎn)的連貫性，PLC技術(shù)的系統(tǒng)性，內(nèi)容的實(shí)用性和新穎性，大量例題、習(xí)題是從科研項(xiàng)日和生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題中提煉而來(lái)的，案例分析都來(lái)源于實(shí)際工程項(xiàng)目，以便從一個(gè)較高的技術(shù)水平起點(diǎn)介紹可編程控制器技術(shù)?！　”緯?shū)可作為高等工科院校有關(guān)專(zhuān)業(yè)的教材及工程技術(shù)人員的培訓(xùn)教材。

作者簡(jiǎn)介

齊蓉，1962年出生，工學(xué)博士，西北工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，陜西省精品課程“可編程計(jì)算機(jī)控制器原理與應(yīng)用”負(fù)責(zé)人。長(zhǎng)期從事電氣控制領(lǐng)域的教學(xué)與科研工作，獲省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)7次，多次獲西北工業(yè)大學(xué)教學(xué)優(yōu)秀成果獎(jiǎng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文及教學(xué)研究論文80余篇，主編教材6本，其中，《可編程計(jì)算機(jī)控制器技術(shù)》（電子工業(yè)出版社，2005.11）2007年獲陜西普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材二等獎(jiǎng)。

書(shū)籍目錄

第1章　可編程控制器概述　　1.1　可編程控制器的誕生與發(fā)展歷史　　　1.1.1　可編程控制器的誕生　　　1.1.2　可編程控制器的發(fā)展歷史　　1.2　可編程控制器的定義、名稱(chēng)演變、技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用　　　1.2.1　可編程控制器的定義　　　1.2.2　可編程控制器的名稱(chēng)演變　　　1.2.3　可編程控制器的技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用　　1.3　PLC的主要功能　　1.4　PLC的特點(diǎn)　　1.5　PLC的分類(lèi)　　1.6　PLC與其他工業(yè)控制裝置的比較　　　1.6.1　PLC與工業(yè)控制裝置中的“三電一體”　　　1.6.2　PLC與傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的比較　　　1.6.3　PLC與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的比較　　　1.6.4　PLC與單片機(jī)的比較　　　1.6.5　PLC與集散控制系統(tǒng)比較　　1.7　PLC的發(fā)展趨勢(shì)　……第2章　可編程控制器的原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)第3章　編程系統(tǒng)　第4章　可編程控制器的程序設(shè)計(jì)　第5章　函數(shù)庫(kù)第6章　MATLAB/Simulink自動(dòng)生成PLC的C程序代碼第7章　可編程控制器的典型工程應(yīng)用第8章　課程設(shè)計(jì)附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：2.編程簡(jiǎn)單易學(xué)最初的可編程控制器的編程設(shè)計(jì)是面向工業(yè)企業(yè)中的一般電氣工程技術(shù)人員的，PLC編程采用易于理解和掌握的類(lèi)似于繼電器控制線(xiàn)路的梯形圖，以及面向工業(yè)控制的簡(jiǎn)單指令。這種梯形圖語(yǔ)言既繼承了傳統(tǒng)繼電器控制線(xiàn)路的表達(dá)形式（如線(xiàn)圈、觸點(diǎn)、常開(kāi)、常閉），又考慮到了電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣和微機(jī)知識(shí)水平，因此，梯形圖語(yǔ)言對(duì)于熟悉繼電器控制線(xiàn)路圖的電氣工程技術(shù)人員來(lái)講是非常親切的，它形象、直觀(guān)，簡(jiǎn)單、易學(xué)，操作和使用小型PLC幾乎不需要專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)知識(shí)，進(jìn)行短暫的培訓(xùn)就能基本掌握編程方法。因此，這種面向生產(chǎn)、面向用戶(hù)的梯形圖編程語(yǔ)言被稱(chēng)為“藍(lán)領(lǐng)的編程語(yǔ)言”，PLC也曾被稱(chēng)為“藍(lán)領(lǐng)計(jì)算機(jī)”。盡管現(xiàn)代的PLC多采用了多種高級(jí)語(yǔ)言編制復(fù)雜的程序，但梯形圖仍廣泛地使用著。由于現(xiàn)代工業(yè)控制要求日益復(fù)雜，簡(jiǎn)單的梯形圖已不能完成復(fù)雜的控制算法滿(mǎn)足工藝要求，同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，高級(jí)語(yǔ)言逐漸引入PLC的編程語(yǔ)言中，如BASIC、ANSIC等。除此之外，還有功能塊圖（FBD）、順序功能圖（SFC）等編程語(yǔ)言。目前，PLC生產(chǎn)廠(chǎng)家（如貝加萊）還在PLC編程系統(tǒng)中引入MATLAB／Simulink，使得程序設(shè)計(jì)人員在采用MATLAB／Simulink工具完成控制方案建模與仿真之后，不用再重復(fù)地編寫(xiě)PLc編程系統(tǒng)所支持的語(yǔ)言程序，能高效可靠地自動(dòng)生成PLC語(yǔ)言代碼，完整無(wú)縫地傳輸?shù)絇LC項(xiàng)目之中，防止了調(diào)試大量代碼可能產(chǎn)生新的錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，可以迅速、安全地對(duì)新的控制項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試，使得復(fù)雜控制項(xiàng)目的編程、調(diào)試工作變得簡(jiǎn)單易行。

編輯推薦

《可編程控制器技術(shù)》：電子信息與電氣學(xué)科規(guī)劃教材，精品課程教材以B&R（貝加萊）系列PLC為主線(xiàn)，系統(tǒng)介紹PLC控制系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計(jì)技術(shù)，PLC的共性知識(shí)闡述詳細(xì)，每章附有思考練習(xí)題。書(shū)中例題、習(xí)題、案例分析都從科研項(xiàng)目和工程實(shí)際問(wèn)題中提煉而來(lái)，展示PLC的多種控制技術(shù)，通過(guò)《可編程控制器技術(shù)》學(xué)習(xí)能夠掌握PLC控制的基礎(chǔ)理論、操作方法和最新技術(shù)，對(duì)其他品牌的PLC也能觸類(lèi)旁通?！犊删幊炭刂破骷夹g(shù)》特色：◎凝聚作者多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、科研體會(huì)，汲取優(yōu)秀教材精華◎引入PLC控制領(lǐng)域的新知識(shí)、新概念、新方法、新技術(shù)◎注重工程概念，加強(qiáng)實(shí)用訓(xùn)練，培養(yǎng)工程素質(zhì)，對(duì)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)具有參考價(jià)值◎有配套的、內(nèi)容更為豐富的精品課程網(wǎng)上資源支撐，可拓展教學(xué)內(nèi)容

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