罗克韦尔自动化技术丛书工业控制系统及应用:PLC与人机界面

目 录
前言
第 1 章 工业控制系统 ……………………… 1
1. 1 工业控制基础 …………………………… 1
1. 1. 1 计算机控制的一般概念 …………… 1
1. 1. 2 工业控制系统的组成 ……………… 3
1. 1. 3 现场控制器的主要类型 …………… 8
1. 2 工业控制系统的分类与发展 …………… 13
1. 2. 1 生产加工行业分类及其对应的工业控制系统 ……………………… 13
1. 2. 2 离散制造业控制系统与流程工业控制系统 ……………………… 15
1. 2. 3 工业互联网 ………………………… 17
1. 3 典型工业控制系统 ……………………… 19
1. 3. 1 集散控制系统 ……………………… 19
1. 3. 2 监控与数据采集 ( SCADA)系统 ………………………………… 20
1. 3. 3 现场总线控制系统 ………………… 25
1. 3. 4 几种控制系统的比较 ……………… 25
1. 4 PLC 概述 ………………………………… 27
1. 4. 1 PLC 的产生与发展 ………………… 27
1. 4. 2 PLC 的工作原理 …………………… 31
1. 4. 3 PLC 的功能特点 …………………… 33
1. 4. 4 PLC 的应用 ………………………… 34
1. 4. 5 主要的 PLC 产品及其分类 ……… 35
1. 5 功能安全与安全仪表系统 ……………… 36
1. 5. 1 功能安全及相关概念 ……………… 36
1. 5. 2 安全仪表系统 ……………………… 39
1. 5. 3 安全生命周期 ……………………… 44
1. 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 …… 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组态 ………………………………… 58
2. 2. 1 功能性插件模块 …………………… 58
2. 2. 2 功能性插件组态 …………………… 62
2. 2. 3 2080-IF2 模块用于温度采集示例 ………………………………… 65
2. 3 Micro850 控制器扩展模块及其组态 …… 66
2. 3. 1 Micro850 控制器扩展模块 ………… 66
2. 3. 2 Micro850 控制器扩展模块组态 …… 68
2. 3. 3 扩展 I / O 数据映射 ………………… 71
2. 3. 4 功能性插件模块与扩展模块的比较 ………………………………… 73
2. 4 CIP 及 Micro800 系列控制器网络结构 ……………………………………… 74
2. 4. 1 CIP 及基于工业以太网的工业控制系统结构 ……………………… 74
2. 4. 2 Micro800 系列控制器的网络结构 ………………………………… 77
2. 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 ………………………………… 82
3. 1 PLC 编程语言标准 IEC 61131-3 ……… 82
3. 1. 1 传统 PLC 编程语言的不足 ……… 82
3. 1. 2 IEC 61131-3 标准的产生 ………… 83
3. 1. 3 IEC 61131-3 标准的特点 ………… 84
3. 1. 4 IEC 61131-3 标准的基本内容 …… 85
3. 2 Micro850 编程软件 CCW ……………… 86
3. 2. 1 CCW 软件概述 …………………… 86
3. 2. 2 CCW 软件编程环境 ……………… 87
3. 3 Micro800 编程语言 ……………………… 89
3. 3. 1 梯形图编程语言 …………………… 89
3. 3. 2 结构化文本编程语言 ……………… 92
3. 3. 3 功能块图编程语言 ………………… 92
3. 3. 4 顺序功能图编程语言 ……………… 95
3. 4 CCW 编程平台创建工程 ……………… 100
3. 4. 1 工程创建步骤 …………………… 100
3. 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 ……… 113
4. 1 Micro800 控制器的内存组织 ………… 113
4. 1. 1 数据文件 ………………………… 113
4. 1. 2 程序内存 ………………………… 114
4. 2 Micro800 控制器的梯形图指令 ……… 114
4. 2. 1 梯形图指令元素 ………………… 114
4. 2. 2 梯形图执行控制指令 …………… 117
4. 3 Micro800 控制器的功能块指令 ……… 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 运算符功能指令 ………………… 143
4. 5 高速计数器功能块指令 ……………… 146
4. 5. 1 HSC 功能块 ……………………… 146
4. 5. 2 HSC 状态设置 …………………… 151
4. 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 ………………………………… 153
5. 1 Micro800 系列程序设计基础 ………… 153
5. 1. 1 Micro800 系列的程序执行 ……… 153
5. 1. 2 典型环节编程 …………………… 156
5. 1. 3 功能块的创建与使用 …………… 163
5. 1. 4 经验设计法程序设计 …………… 170
5. 1. 5 时间顺序逻辑程序设计法 ……… 173
5. 1. 6 逻辑顺序程序设计法 …………… 178
5. 1. 7 Micro800 系列中断程序设计 …… 179
5. 2 Panel View 触摸屏界面设计 ………… 182
5. 2. 1 Modbus 地址映射与 PLC 通信口配置 ……………………………… 182
5. 2. 2 添加终端设备 …………………… 184
5. 2. 3 终端界面程序设计 ……………… 185
5. 3 Micro800 系列 PLC 逻辑顺序控制程序设计示例 ……………………………… 187
5. 3. 1 Micro800 PLC 在机械臂模拟控制中的应用 …………………… 188
5. 3. 2 Micro800 系列 PLC 在工业生产线控制中的应用 ………………… 193
5. 3. 3 Micro800 系列 PLC 在四工位组合机床控制中的应用 ………… 197
5. 4 Micro800 系列 PLC 过程控制程序应用设计示例 ………………………… 209
5. 4. 1 Micro800 系列 PLC IPID功能块 …………………………… 209
5. 4. 2 IPID 功能块应用示例 …………… 212
5. 4. 3 PLC 在过程实验对象模拟量控制中的应用 …………………… 212
5. 5 Micro800 系列 PLC 运动控制程序应用设计示例 ………………………… 216
5. 5. 1 丝杠被控对象及其控制要求 …… 216
5. 5. 2 控制系统结构与设备配置 ……… 216
5. 5. 3 丝杠运动控制 PLC 程序设计 …… 220
5. 5. 4 丝杠控制人机界面设计 ………… 225
5. 6 Micro800 系列 PLC 通信程序设计示例 …………………………………… 228
5. 6. 1 Micro800 系列 PLC 与第三方设备的 Modbus 通信程序设计 …… 228
5. 6. 2 Micro800 系列 PLC 与 Logix PLC以太网通信程序设计 …………… 235
复习思考题 …………………………………… 237
第 6 章 工业人机界面与工业控制组态软件 ………………………… 241
6. 1 工业人机界面 ………………………… 241
6. 2 组态软件概述 ………………………… 242
6. 2. 1 组态软件的产生及发生 ………… 242
6. 2. 2 组态软件的功能需求 …………… 244
6. 3 组态软件系统构成与技术特色 ……… 245
6. 3. 1 组态软件的总体结构及其相似性 …………………………… 245
6. 3. 2 组态软件的功能部件 …………… 246
6. 3. 3 组态软件技术特色 ……………… 253
6. 4 罗克韦尔 FactoryTalk View Studio 组态软件 …………………………………… 255
6. 4. 1 FactoryTalk View Studio 特点 …… 255
6. 4. 2 FactoryTalk View Studio 组件 …… 256
6. 4. 3 FactoryTalk View SE 应用程序 …… 259
6. 4. 4 FactoryTalk View Machine Edition终端应用程序开发工具 ………… 262
6. 5 人机界面与控制器通信技术 ………… 262
6. 5. 1 OPC 规范及 OPC 服务器配置与测试 ……………………………… 262
6. 5. 2 组态软件中添加 OPC 服务器及标签 ……………………………… 267
6. 6 用组态软件开发工业控制系统上位机的人机界面 ………………………… 269
6. 6. 1 组态软件选型 …………………… 269
6. 6. 2 用组态软件设计工业控制系统人机界面 ………………………… 271
6. 6. 3 工业控制系统数据报表的开发 … 276
6. 6. 4 人机界面的调试 ………………… 277
复习思考题 …………………………………… 277
第 7 章 工业控制系统设计与应用 …… 278
7. 1 工业控制系统设计原则 ……………… 278
7. 1. 1 工业控制系统设计概述 ………… 278
7. 1. 2 工业控制系统设计原则 ………… 278
7. 2 工业控制系统设计与开发步骤 ……… 280
7. 2. 1 工业控制系统需求分析与总体设计 ……………………………… 280
7. 2. 2 工业控制系统类型确定与设备选型 ……………………………… 283
7. 2. 3 工业控制系统应用软件的开发 … 285
7. 3 工业控制系统安全设计 ……………… 286
7. 3. 1 工业控制系统安全性概述 ……… 286
7. 3. 2 安全仪表系统设计 ……………… 287
7. 3. 3 工业控制系统信息安全防护技术 ……………………………… 289
7. 4 工业控制系统的调试与运行 ………… 293
7. 4. 1 离线仿真调试 …………………… 293
7. 4. 2 在线调试和运行 ………………… 295
7. 5 工业控制系统电源、 接地、 防雷和抗干扰的设计 ………………………… 295
7. 5. 1 电源系统设计 …………………… 295
7. 5. 2 接地系统设计和防雷设计 ……… 296
7. 5. 3 抗干扰设计 ……………………… 298
7. 6 换热实验对象工业控制系统 ………… 299
7. 6. 1 换热实验对象工艺及其控制 …… 299
7. 6. 2 Anybus AB7007 网关配置………… 302
7. 6. 3 Logix PLC 控制系统配置与编程 ……………………………… 309
7. 6. 4 人机界面工程中 OPC 服务器的配置 ……………………………… 314
7. 6. 5 上位机人机界面组态设计 ……… 316
7. 6. 6 配置 FactoryTalk View SEClient ……………………………… 322
7. 6. 7 系统调试与运行 ………………… 323
复习思考题 …………………………………… 328
参考文献 ……………………………………… 329