包邮新一代开放式控制平台--PLCNEXT开发与应用

第1章 开放式控制平台发展历程 001 1.1 PLC 的基本概念及系统组成 001 1.1.1 PLC 的构成 002 1.1.2 PLC 的基本工作原理 003 1.1.3 IEC 61131-3 标准 004 1.1.4 PLC 的通信联网 005 1.2 自动化技术的变革 006 1.2.1 开放自动化系统的形成 006 1.2.2 菲尼克斯自动化系统的发展 007 1.3 工业4.0 和智能制造对PLC系统的新要求 013 1.4 PLCnext 技术介绍 014 1.4.1 PLCnext 成为开放控制平台的样板 014 1.4.2 PLCnext 技术生态 016 1.4.3 PLCnext 系统架构 019 1.4.4 PLCnext 的技术特点 总结 023第2章 PLCnext 硬件配置 025 2.1 模块化控制器及其左侧扩展模块 025 2.1.1 模块化控制器 026 2.1.2 左侧扩展模块 027 2.2 I/O 模块 028 2.2.1 Axioline F 系列I/O模块和耦合器 029 2.2.2 Axioline Smart Element系列I/O 模块 031 2.2.3 Axioline E 系列I/O模块 033 2.2.4 I/O-Link 模块 034 2.3 安全控制器 035 2.4 冗余控制器 038 2.5 面向边缘应用的控制器 041第3章 PLCnext Engineer软件平台 044 3.1 PLCnext Engineer 软件介绍 044 3.1.1 软件安装系统要求 045 3.1.2 用户界面 045 3.2 硬件组态与管理 049 3.2.1 设备硬件组态 049 3.2.2 PROFINET 设备GSDML文件管理 053 3.3 变量用法与管理 055 3.3.1 变量声明 055 3.3.2 自定义数据类型 059 3.4 程序与PLC 资源管理 066 3.4.1 程序组织单元（POU） 067 3.4.2 配置、资源、任务 078 3.4.3 常规编程语言 082 3.4.4 库文件 085 3.4.5 其他导入功能 087 3.5 eHMI 088 3.6 运行与调试 093 3.6.1 程序开发步骤 093 3.6.2 在线调试 094 3.6.3 仿真调试 095 3.6.4 WBM 中的诊断 097第4章 软件应用实例 100 4.1 工程实例介绍 100 4.2 工程实例创建 101 4.2.1 新建工程与硬件组态 101 4.2.2 功能块与程序设计 107 4.2.3 程序下载与调试 109 4.2.4 eHMI 画面设计与运行 112 4.3 基于Web 的网页管理 115 4.3.1 WBM 登录 115 4.3.2 Overview 页面 115 4.3.3 Diagnostics 页面 116 4.3.4 Configuration 页面 119 4.3.5 Security 页面 127 4.3.6 Administration 页面 132 4.4 调试工具 135 4.4.1 NetNames+ 135 4.4.2 Putty 136 4.4.3 WinSCP 137第5章 高级语言编程 139 5.1 概述 139 5.2 C/C++集成介绍 140 5.2.1 C/C++特点 140 5.2.2 C/C++集成 141 5.2.3 C++应用案例 146 5.3 MATLAB 集成介绍 149 5.3.1 MATLAB 特点 149 5.3.2 MATLAB 集成 150 5.3.3 MATLAB 应用案例 156 5.4 C#集成介绍 158 5.4.1 C#特点 158 5.4.2 C#集成 159 5.4.3 C#应用案例 165第6章 通信协议集成 168 6.1 工业通信网络 168 6.2 MODBUS 通信 169 6.2.1 MODBUS RTU 通信 169 6.2.2 MODBUS TCP 通信 174 6.3 SOCKET 通信 181 6.3.1 SOCKET 概述 181 6.3.2 SOCKET 应用示例 181 6.4 OPC UA 通信 185 6.4.1 OPC UA 概述 185 6.4.2 OPC UA 的特点 186 6.4.3 OPC UA 通信模型 186 6.4.4 PLCnext 控制器作为OPC UA 服务端的使用 187 6.4.5 PLCnext 控制器作为OPC UA 客户端的使用 189 6.5 SNMP 通信 197 6.5.1 SNMP 概述 197 6.5.2 PLCnext Engineer 中SNMP 功能库应用 198 6.6 MQTT 通信 199 6.6.1 MQTT 概述 199 6.6.2 MQTT 特点 200 6.6.3 MQTT 原理 200 6.6.4 PLCnext & MQTT应用示例 202 6.7 MySQL 通信 208 6.7.1 MySQL 概述 208 6.7.2 PLCnext 控制器结合MySQL 使用示例 210第7章 PLCnext APP 212 7.1 APP 概述 212 7.1.1 APP 的发展历史 212 7.1.2 工业APP 的基本特点和类型 213 7.1.3 PLCnext Store APP软件商店 214 7.2 行业解决方案类APP 217 7.2.1 行业解决方案类APP特点 217 7.2.2 行业解决方案类APP在PLCnext 中的应用 217 7.3 库文件类APP 220 7.3.1 库文件类APP 特点 221 7.3.2 库文件类APP 在PLCnext 中的应用 221 7.4 功能扩展类APP 223 7.4.1 功能扩展类APP特点 224 7.4.2 内部通信方式 224 7.4.3 容器化部署方式Podman 228 7.4.4 MLnext 使用示例 230 7.4.5 ROS 使用示例 234 7.4.6 Node-RED 使用示例 238 7.5 工程项目类APP 242 7.5.1 工程项目类APP特点 242 7.5.2 工程项目类APP 在PLCnext 中的应用 242 7.6 APP 开发与发布 243 7.6.1 APP 开发 243 7.6.2 APP 发布 245第8章 工业信息安全 246 8.1 工业信息安全概述 246 8.1.1 网络安全与信息安全 246 8.1.2 IT 与OT/ICS 的对比 247 8.2 工业信息安全标准IEC 62443概述 248 8.2.1 工业控制信息安全理念 250 8.2.2 工业信息安全措施的相关技术与架构 250 8.3 PLCnext 工业信息安全功能 251 8.3.1 PLCnext 的信息安全基于纵深防御 251 8.3.2 PLCnext 信息安全设计 253 8.3.3 PLCnext 定期安全维护 254 8.4 PLCnext 信息安全操作 255 8.4.1 PLCnext 相关设备信息查询与安全配置 255 8.4.2 用户身份验证与角色权限 256 8.4.3 PLCnext 安全传输与签名的相关配置 257 8.5 PLCnext 中防火墙设置 258 8.5.1 系统消息与规则执行 259 8.5.2 防火墙规则添加与属性 260 8.5.3 通过nftables 设置附加的防火墙规则 261 8.6 PLCnext 中VPN 远程通信 262 8.6.1 IPSec 简介 262 8.6.2 PLCnext IPSec 测试平台构建 263 8.6.3 在PLCnext 中配置IPSec 相关文件并启用服务 263第9章 工业物联网 265 9.1 工业物联网概述 265 9.1.1 背景及概念 265 9.1.2 PLCnext 在IIoT 中的使用 268 9.2 PROFICLOUD 270 9.2.1 PROFICLOUD 概述 270 9.2.2 基于PLCnext 的PROFICLOUD 应用 270 9.2.3 可视化工具服务TSD/Dashboard 274 9.2.4 Dashboard 中Panel说明 277 9.2.5 组织管理服务 281 9.3 PLCnext 控制器连接阿里云 281 9.3.1 阿里云物联网平台介绍 281 9.3.2 PLCnext 控制器接入 282 9.4 PLCnext 控制器连接AWS 285 9.4.1 AWS 介绍 285 9.4.2 PLCnext 控制器接入 285第10章 基于PLCnext 的行业解决方案 289 10.1 PLCnext 在风电行业中的应用 289 10.1.1 智慧能源与风力发电行业简介 289 10.1.2 基于PLCnext 的风机叶片智慧综合监控解决方案 290 10.1.3 通过叶片监测系统实现数据查询 292 10.1.4 通过叶片监测系统实现数据分析 294 10.2 PLCnext 在隧道行业中的应用 295 10.2.1 公路隧道行业简介 295 10.2.2 基于PLCnext 的隧道监控解决方案 296 10.2.3 基于PLCnext 的隧道智能照明方案 298 10.3 PLCnext 在楼宇智能化行业中的应用 300 10.3.1 智能楼宇控制系统介绍 300 10.3.2 基于PLCnext 的暖通空调标准化控制方案 301 10.3.3 基于PLCnext 的智能照明解决方案 305 10.4 PLCnext 在汽车行业中的应用 309 10.4.1 汽车制造行业简介 309 10.4.2 基于PLCnext 的PHCAR电气标准 310 10.5 PLCnext 在设备制造行业的应用 317 10.5.1 设备制造行业概述 317 10.5.2 基于PLCnext 的智能产线控制解决方案 317 10.5.3 基于PLCnext 的设备预测性维护解决方案 320 10.5.4 基于PLCnext 的电机预测性维护案例介绍 322 10.6 PLCnext 在过程自动化行业的应用 327 10.6.1 过程自动化行业背景 327 10.6.2 NAMUR 开放式架构（NOA） 327 10.6.3 开放过程自动化标准（O-PAS） 328 10.6.4 模块化生产（MTP） 329参考文献 333