音像工业控制系统及应用:PLC与人机界面王华忠

目 录前言 章 工业控制系统 ……………………… 11. 1 工业控制基础 …………………………… 11. 1. 1 计算机控制的一般概念 …………… 11. 1. 2 工业控制系统的组成 ……………… 31. 1. 3 现场控制器的主要类型 …………… 81. 2 工业控制系统的分类与发展 …………… 131. 2. 1 生产加工行业分类及其对应的工业控制系统 ……………………… 131. 2. 2 离散制造业控制系统与流程工业控制系统 ……………………… 151. . 工业互联网 ………………………… 171. 3 典型工业控制系统 ……………………… 191. 3. 1 集散控制系统 ……………………… 191. 3. 2 监控与数据采集 ( SCADA)系统 ………………………………… 201. 3. 3 现场总线控制系统 ………………… 251. 3. 4 几种控制系统的比较 ……………… 251. 4 PLC 概述 ………………………………… 271. 4. 1 PLC 的产生与发展 ………………… 271. 4. 2 PLC 的工作原理 …………………… 311. 4. 3 PLC 的功能特点 …………………… 331. 4. 4 PLC 的应用 ………………………… 341. 4. 5 主要的 PLC 产品及其分类 ……… 351. 5 功能安全与安全仪表系统 ……………… 361. 5. 1 功安全相关概念 ……………… 361. 5. 2 安全仪表系统 ……………………… 391. 5. 3 安全生命周期 ……………………… 441. 5. 4 安全仪表产品的类型 ……………… 46复习思考题 …………………………………… 48第 2 章 Micro800 系列控制器硬件 …… 492. 1 Micro800 系列控制器的硬件特 ……… 492. 1. 1 Micro800 系列控制器概述 ………… 492. 1. 2 Micro850 控制器的硬件特 ……… 522. 2 Micro800 系列控制器功能插件及其组态 ………………………………… 582. 2. 1 功能插件模块 …………………… 582. 2. 2 功能插件组态 …………………… 622. . 2080-IF2 模块用于温度采集示例 ………………………………… 65. Micro850 控制器扩展模块及其组态 …… 66. . 1 Micro850 控制器扩展模块 ………… 66. . 2 Micro850 控制器扩展模块组态 …… 68. . 扩展 I / O 数据映 ………………… 71. . 4 功能插件模块与扩展模块的比较 ………………………………… 732. 4 CIP 及 Micro800 系列控制器网络结构 ……………………………………… 742. 4. 1 CIP 及基于工业以太网的工业控制系统结构 ……………………… 742. 4. 2 Micro800 系列控制器的网络结构 ………………………………… 772. 4. 3 Micro800 系列控制器的通信组态 ………………………………… 79复习思考题 …………………………………… 81第 3 章 PLC 编程语言与 CCW 编程软件 ………………………………… 8. 1 PLC 编程语言标准 IEC 61131-3 ……… 8. 1. 1 传统 PLC 编程语言的不足 ……… 8. 1. 2 IEC 61131-3 标准的产生 ………… 833. 1. 3 IEC 61131-3 标准的特点 ………… 843. 1. 4 IEC 61131-3 标准的基本内容 …… 853. 2 Micro850 编程软件 CCW ……………… 863. 2. 1 CCW 软件概述 …………………… 863. 2. 2 CCW 软件编程环境 ……………… 873. 3 Micro800 编程语言 ……………………… 893. 3. 1 梯形图编程语言 …………………… 893. 3. 2 结构化文本编程语言 ……………… 9. . 3 功能块图编程语言 ………………… 9. . 4 顺序功能图编程语言 ……………… 953. 4 CCW 编程平台创建工程 ……………… 1003. 4. 1 工程创建步骤 …………………… 1003. 4. 2 工程下载与调试 ………………… 108复习思考题 …………………………………… 112第 4 章 Micro800 PLC 指令系统 ……… 1134. 1 Micro800 控制器的内存组织 ………… 1134. 1. 1 数据文件 ………………………… 1134. 1. 2 程序内存 ………………………… 1144. 2 Micro800 控制器的梯形图指令 ……… 1144. 2. 1 梯形图指令元素 ………………… 1144. 2. 2 梯形图执行控制指令 …………… 1174. 3 Micro800 控制器的功能块指令 ……… 1194. 4 Micro800 控制器的功能指令 ………… 1394. 4. 1 主要的功能指令 ………………… 1394. 4. 2 运算符功能指令 ………………… 1434. 5 高速器功能块指令 ……………… 1464. 5. 1 HSC 功能块 ……………………… 1464. 5. 2 HSC 状态设置 …………………… 1514. 5. 3 HSC 的应用 ……………………… 151复习思考题 …………………………………… 152第 5 章 Micro800 系列 PLC 程序设计技术 ………………………………… 1535. 1 Micro800 系列程序设计基础 ………… 1535. 1. 1 Micro800 系列的程序执行 ……… 1535. 1. 2 典型环节编程 …………………… 1565. 1. 3 功能块的创建与使用 …………… 1635. 1. 4 经验设计法程序设计 …………… 1705. 1. 5 时间顺序逻辑程序设计法 ……… 1735. 1. 6 逻辑

前 言工业控制系统在石油、 化工、 电力、 交通、 冶金、 市政等关键基础设施领域均得到了广泛的应用, 与企业管理系统构成了现代企业的综合自动化系统。 在 “工业 4. 0” 及工业互联网中, 工业控制系统处于底层核心地位。 工业控制系统应用范围广, 产品多样化, 与行业关联度较高, 更新发展速度较快, 造成一些用户对工业控制系统相关概念模糊, 或者从某个行业或领域的应用局部、 片面地理解工业控制系统。 近年来, 除了传统的功能安全外, 信息安全也成为工业控制系统中日益重要的内容。 本书有针对地介绍了工业控制系统类型、 体系结构、 组成、 发展与应用, 以使读者能够准确、 全面地了解工业控制系统的基础知识。 本书以罗克韦尔自动化 Micro850 PLC 为例, 结合典型工业控制系统应用案例, 重点阐述了 PLC的软硬件及其编程技术, 对与 PLC 结合紧密的人机界面及其应用技术也做了介绍。本书共分为 7 章。 其中 章概述地介绍了工业控制系统, 包括工业控制系统组成、分类、 发展及不同类型系统的比较, 接着对 PLC 进行了介绍, 介绍了功能安全和安全仪表系统基本概念。 第 2 章介绍了 Micro850 系列控制器硬件, 包括主机、 功能插件和扩展模块、 控制器通信接口。 第 3 章介绍了 PLC 编程语言及 CCW 软件平台。 第 4 章介绍了Micro850 PLC 指令系统。 第 5 章是本书重点内容, 通过大量的工程案例介绍了 PLC 程序设计技术。 第 6 章介绍了工业人机界面与工业控制组态软件。 第 7 章介绍了工业控制系统设计与应用技术以及工业控制信息安全及其防护技术, 重点阐述了实验室换热过程的工业控制系统开发。本书由华东理工大学王华忠和南京工业大学吕波共同编写。 学生王宇鑫参与了部分程序的开发和调试。 罗克韦尔自动化有限公司中国大学项目部为本书提供了部分技术资料, 与罗克韦尔自动化有限公司合作建立联合实验室的国内高校的一些教师也对本书的出版提出了宝贵意见, 在此一并表示感谢。 在本书的编写过程中还参考了不少书籍和资料, 在此也向有关作者表示感谢。本书是自动化、 测控技术与仪器、 电气工程等专业生的专业课教材, 也可作为工矿企业、 科研单位、 设计单位、 工程公司的工程技术人员的参考书。为便于教学, 凡采用本书作为教材的学校, 作者免费提供教案。由于时间和编者的水平所限, 疏漏在所难免, 恳请读者提出批评建议, 以便进一步修订完善, 编者的 E-mail 是 hzwang@ ecust. edu. cn。编者2019 年 6 月于上海