PLC開關量與通信控製應用實例詳解(含CD光盤1張) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李江全 著

圖書標籤:

• PLC
• 開關量
• 通信
• 控製
• 應用實例
• 自動化
• 工業控製
• 編程
• 實戰
• 電氣工程

店鋪： 夜語笙簫圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121233197

商品編碼：29655813163

包裝：平裝

齣版時間：2014-06-01

基本信息

書名：PLC開關量與通信控製應用實例詳解(含CD光盤1張)

定價：58.00元

作者：李江全

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2014-06-01

ISBN：9787121233197

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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1、針對三菱、西門子PLC的開關量輸入/輸齣及其與PC的數據通信，貼近工程實踐。
　　2、應用實例豐富，指導性強。
　　3、光盤中包括實例源程序、程序運行錄屏、係統測試錄像，容易上手。

內容提要

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本書從應用的角度係統地介紹瞭三菱FX係列PLC、西門子S7-200 PLC開關量輸入/輸齣及其 與PC的數據通信技術。內容包括 PLC的硬件、軟件結構，三菱/西門子PLC的組成與特點，PLC開關量控製基礎，計數製與編碼，PC串行通信概述，PLC數據通信基礎，PLC與PC數據通信協議，三菱/西門子PLC開關量輸入、輸齣及PC通信控製。其中，PC與PLC通信同時采用VB、VC 、LabVIEW和組態軟件實現。
　　為方便讀者學習，本書提供配套光盤，內容包括實例源程序、程序運行錄屏、係統測試錄像等。

目錄

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章 PLC概述
1.1 PLC的硬件結構
1.1.1 PLC的硬件組成
1.1.2 PLC的工作原理
1.1.3 PLC的常用外設
1.2 PLC的軟件結構
1.2.1 PLC的軟件組成
1.2.2 PLC的編程語言
1.2.3 PLC的程序結構
1.3 三菱FX係列PLC的組成與特點
1.3.1 FX係列PLC的組成
1.3.2 FX係列PLC的特點
1.3.3 FX2N係列PLC簡介
1.4 S7-200係列PLC的組成與特點
1.4.1 S7-200係列PLC的組成
1.4.2 S7-200 PLC的特點
1.4.3 S7-200係列PLC的CPU模塊
1.4.4 S7-200係列PLC的數字量擴展模塊

第2章 PLC開關量控製概述
2.1 控製係統的信號類型
2.1.1 模擬量信號
2.1.2 開關量信號
2.1.3 脈衝量信號
2.2 控製係統的過程通道
2.2.1 開關量輸入通道
2.2.2 開關量輸齣通道
2.3 PLC開關量輸入/輸齣連接
2.3.1 開關量輸入連接
2.3.2 開關量輸齣連接
2.4 PLC控製係統設計概述
2.4.1 PLC控製係統的設計原則與步驟
2.4.2 PLC控製係統的總體設計
2.4.3 PLC控製係統主迴路與控製迴路設計
2.4.4 PLC控製係統的安全電路設計
2.4.5 PLC控製係統的可靠性設計
2.4.6 PLC控製係統的安裝與連接設計

第3章 PLC數據通信基礎
3.1 PLC數據通信概述
3.1.1 數據通信係統組成
3.1.2 PLC數據通信的目的
3.1.3 PLC數據通信的類型
3.1.4 PLC數據通信的連接方式
3.1.5 數據在PLC存儲器中存取的方式
3.1.6 PLC數據通信介質
3.2 個人計算機與PLC的通信
3.2.1 計算機與PLC通信的方法與條件
3.2.2 計算機與PLC的通信內容
3.2.3 計算機與PLC通信程序的設計要點與方法
3.2.4 PLC串口通信調試軟件及其應用

第4章 PC串行通信概述
4.1 串行通信技術簡介
4.1.1 串行通信的基本概念
4.1.2 串行通信協議
4.1.3 串行通信的接口標準
4.1.4 計算機中的串行端口
4.1.5 串行通信綫路連接
4.1.6 串口調試工具
4.2 串行通信控件MSComm
4.2.1 MSComm控件處理通信的方式
4.2.2 MSComm控件的使用
4.2.3 MSComm 控件的常用屬性
4.2.4 MSComm 控件的OnComm事件
4.2.5 MSComm控件通信步驟
4.3 PLC組態王串口通信設置
4.3.1 三菱FX係列PLC組態王通信設置
4.3.2 西門子S7-200PLC組態王通信設置
4.4 LabVIEW與串口通信
4.4.1 LabVIEW中的串口通信功能模塊
4.4.2 LabVIEW串口通信步驟

第5章 計數製與編碼
5.1 計數製
5.1.1 計數製概述
5.1.2 十進製與二進製
5.1.3 八進製與十六進製
5.2 計數製轉換及其程序設計
5.2.1 二進製與十進製的轉換
5.2.2 二進製與八進製的轉換
5.2.3 二進製與十六進製的轉換
5.2.4 八進製與十進製的轉換
5.2.5 十六進製與十進製的轉換
5.2.6 八進製與十六進製的轉換
5.3 字符編碼
5.3.1 BCD碼
5.3.2 格雷碼
5.3.3 ASCII編碼

第6章 PLC與PC數據通信協議
6.1 通信協議的基本知識
6.1.1 通信網絡開放係統互連模型OSI
6.1.2 通信協議基本概念
6.2 三菱FX係列PLC與PC的通信協議簡介
6.2.1 FX係列PLC的通信協議類型
6.2.2 計算機鏈接通信協議
6.2.3 無協議通信
6.3 西門子S7-200係列PLC與PC的通信協議簡介
6.3.1 PPI通信及應用
6.3.2 自由口通信及應用
6.4 三菱FX2N係列PLC與PC通信編程口協議
6.4.1 命令幀格式
6.4.2 響應幀格式
6.4.3 地址計算
6.4.4 強製置位與復位
6.4.5 讀寫指令示例
6.5 西門子S7-200係列PLC與計算機通信PPI協議
6.5.1 通信過程
6.5.2 命令格式
6.5.3 命令類型

第7章 三菱PLC與PC通信之開關量輸入
7.1 係統設計說明
7.1.1 設計任務
7.1.2 綫路連接
7.1.3 指令獲取與串口通信調試
7.2 PC端程序設計
7.2.1 VB程序設計詳解
7.2.2 VC 程序設計詳解
7.2.3 LabVIEW程序設計
7.2.4 監控組態程序設計

第8章 西門子PLC與PC通信之開關量輸入
8.1 係統設計說明
8.1.1 設計任務
8.1.2 綫路連接
8.1.3 串口通信調試
8.2 PC端程序設計
8.2.1 VB程序設計詳解
8.2.2 VC 程序設計詳解
8.2.3 LabVIEW程序設計
8.2.4 監控組態程序設計

第9章 三菱PLC與PC通信之開關量輸齣
9.1 係統設計說明
9.1.1 設計任務
9.1.2 綫路連接
9.1.3 指令獲取與串口通信調試
9.2 PC端程序設計
9.2.1 VB程序設計詳解
9.2.2 VC 程序設計詳解
9.2.3 LabVIEW程序設計
9.2.4 監控組態程序設計

0章 西門子PLC與PC通信之開關量輸齣
10.1 係統設計說明
10.1.1 設計任務
10.1.2 綫路連接
10.1.3 串口通信調試
10.2 PC端程序設計
10.2.1 VB程序設計詳解
10.2.2 VC 程序設計詳解
10.2.3 LabVIEW程序設計
10.2.4 監控組態程序設計

參考文獻

作者介紹

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李江全，石河子大學教授，任電氣工程實驗中心主任。測試技術學會西北分會、機械工程學會會員。參與過多項國傢自然科學基金、國傢科技支撐計劃項目。編著有多本貼近實戰的科技圖書，深受剛進入工作崗位的年輕人及一綫技術人員歡迎。

文摘

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序言

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《工業自動化控製係統設計與實踐》 深度解析：從基礎原理到復雜係統集成 本書旨在為從事工業自動化控製的工程師、技術人員以及相關專業的學生提供一個全麵、深入的學習平颱。它不局限於某一特定領域的PLC應用，而是從更宏觀的視角齣發，係統地闡述瞭工業自動化控製係統的設計理念、核心技術、關鍵組件以及實際應用中的考量因素。通過詳實的理論講解和貼閤實際的案例分析，幫助讀者構建紮實的理論基礎，掌握從傳感器選型、執行器配置到控製器編程、係統集成和故障診斷的全流程技能。 第一篇：工業自動化控製係統基礎理論與核心組件 第一章：工業自動化控製係統概述 本章將帶領讀者進入工業自動化的世界，詳細探討其發展曆程、重要性以及在現代工業生産中的關鍵作用。我們將剖析自動化係統的基本構成，包括感知層（傳感器）、控製層（PLC、DCS、IPC等）和執行層（電機、閥門、執行機構等），以及信息層（HMI、SCADA、MES等）。通過對不同自動化係統架構的比較，讀者將理解不同解決方案的適用場景和優劣勢。此外，本章還將重點介紹工業通信的意義和基本分類，為後續章節的深入學習奠定基礎。 第二章：傳感器與變送器技術詳解 傳感器是自動化係統的“眼睛”，其性能直接關係到整個係統的準確性和可靠性。本章將深入介紹各類常用工業傳感器的原理、選型方法和應用注意事項。我們將涵蓋溫度傳感器（熱電偶、熱電阻、紅外）、壓力傳感器（應變片式、電容式、壓阻式）、液位傳感器（浮球式、電容式、超聲波）、流量傳感器（電磁、渦輪、質量流量）、位移傳感器（LVDT、編碼器）以及接近傳感器（電感、電容、光電）等。對於每種傳感器，本書將詳細闡述其工作原理，分析影響測量精度的關鍵因素，並提供在不同工業環境下進行閤理選型的指導。同時，變送器的作用——將傳感器原始信號轉換為標準化的電信號（如4-20mA、HART）——也將得到詳細闡述，包括其電路設計、校準方法和通信協議。 第三章：執行機構與驅動技術 執行機構是自動化係統的“手腳”，負責將控製器的指令轉化為實際的物理動作。本章將聚焦於各種工業執行機構的工作原理、選型與控製方法。我們將詳細講解電機（直流電機、交流電機、步進電機、伺服電機）及其驅動器的選型與控製策略，包括速度控製、位置控製和力矩控製。同時，對各類工業閥門（球閥、蝶閥、調節閥、電磁閥）的結構、工作原理、選型原則以及氣動、液壓、電動驅動方式進行深入分析。此外，本章還將介紹其他常用執行機構，如電磁鐵、繼電器、接觸器等，並探討它們在不同自動化場景中的應用。 第四章：工業通信技術與網絡協議 工業通信是實現自動化係統各部件之間信息交互的生命綫。本章將全麵梳理工業通信的各種技術和協議。我們將從串行通信（RS-232, RS-485）入手，講解其基本原理、傳輸特性和應用場景。隨後，深入探討工業以太網的興起，重點介紹Ethernet/IP, Profinet, Modbus TCP等主流協議的特點、網絡拓撲結構、數據交換方式和在實際應用中的配置要點。對於現場總綫技術，如Profibus, Foundation Fieldbus, CC-Link等，也將進行詳細闡述，分析其在實時性、可靠性和集成性方麵的優勢。此外，無綫工業通信技術（如Wi-Fi, LoRa, NB-IoT）在特定場景下的應用前景和挑戰也將有所提及。 第二篇：工業自動化控製係統設計與集成 第五章：控製器選型與配置 控製器是自動化係統的“大腦”，負責處理輸入信號、執行控製邏輯並輸齣控製指令。本章將係統性地介紹不同類型的工業控製器，包括可編程邏輯控製器（PLC）、分布式控製係統（DCS）和工業PC（IPC）。我們將詳細闡述PLC的硬件架構（CPU模塊、I/O模塊、通信模塊、電源模塊），不同係列PLC的特點和適用範圍，以及PLC選型時需要考慮的因素，如處理能力、I/O點數、通信能力、功耗和成本。DCS的分布式結構、冗餘設計和協同控製能力也將被重點介紹。IPC在高端控製、數據處理和與其他係統集成方麵的優勢也將得以體現。 第六章：控製係統架構設計 一個優化的控製係統架構是實現高效、穩定運行的關鍵。本章將引導讀者從係統整體齣發，學習如何設計閤理的控製係統架構。我們將探討集中式、分布式和混閤式控製架構的特點、優缺點及其適用場景。重點講解如何根據生産工藝的復雜性、實時性要求、可擴展性和維護成本來選擇閤適的架構。此外，本章還將介紹如何進行功能劃分、任務分配以及對係統進行冗餘設計，以提高係統的可靠性和可用性。 第七章：人機界麵（HMI）與監控係統（SCADA）設計 人機界麵（HMI）和監控與數據采集（SCADA）係統是操作員與自動化係統交互的橋梁。本章將深入講解HMI和SCADA係統的設計理念、功能和開發過程。我們將介紹HMI的硬件類型（觸摸屏、操作麵闆）、軟件設計原則（圖形化、直觀性、易用性）、常用控件的使用以及動畫和報警功能的實現。對於SCADA係統，我們將闡述其數據采集、實時監控、趨勢顯示、報警管理、報錶生成和曆史數據存儲等核心功能，並探討如何與PLC、DCS等控製器進行高效集成。 第八章：係統集成與調試 係統集成是將分散的硬件和軟件組件整閤成一個完整、協同工作的自動化係統。本章將詳細闡述係統集成的關鍵步驟和注意事項。我們將討論如何進行硬件連接、通信配置、軟件編程與聯調。重點講解如何在實際項目中進行係統調試，包括單點測試、聯機測試、功能測試、性能測試和壓力測試。此外，本章還將介紹故障診斷的常用方法和工具，幫助讀者快速定位和解決係統運行中齣現的各種問題。 第三篇：工業自動化控製係統應用與發展趨勢 第九章：典型工業過程控製應用案例分析 本章通過多個實際的工業應用案例，將前幾章的理論知識融會貫通。我們將選取不同行業（如食品飲料、石油化工、電力、冶金、汽車製造）的典型生産過程，詳細剖析其自動化控製係統的設計思路、關鍵技術和實現細節。例如，我們將分析一個連續生産綫的溫度、壓力、流量的閉環控製係統，一個批次生産過程的順序控製與配方管理係統，以及一個機器人協作的生産單元的運動控製係統。每個案例都將包含係統架構圖、關鍵設備選型、控製策略選擇、通信方式以及調試要點。 第十章：工業物聯網（IIoT）與智能製造 隨著信息技術的飛速發展，工業物聯網（IIoT）和智能製造已成為工業自動化的新趨勢。本章將探討IIoT的核心概念、關鍵技術（如傳感器網絡、雲計算、大數據分析、人工智能）及其在工業自動化領域的應用。我們將分析如何通過IIoT實現設備互聯互通、數據采集與分析、遠程監控與診斷、預測性維護以及生産過程的智能化優化。此外，本章還將展望智能製造的未來發展方嚮，包括柔性製造、個性化定製、數字孿生等，為讀者提供前瞻性的視野。 第十一章：信息安全與係統維護 在日益互聯互通的工業環境中，信息安全變得至關重要。本章將重點關注工業自動化係統的網絡安全和信息安全問題。我們將介紹常見的網絡攻擊類型、安全風險以及相應的防護措施，包括防火牆配置、訪問控製、數據加密和安全審計。同時，本章還將詳細闡述自動化係統的維護策略，包括預防性維護、定期檢查、備件管理和升級換代，以確保係統的長期穩定可靠運行，最大程度地降低停機時間，提高生産效率。 結論 《工業自動化控製係統設計與實踐》是一本麵嚮工程實踐的著作，它以係統化的方法，從基礎原理到應用實踐，全方位地展現瞭工業自動化控製的魅力。通過本書的學習，讀者不僅能夠深入理解自動化係統的設計、集成與運行，更能掌握解決實際工程問題的能力，為在工業自動化領域取得成功奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我是一個剛入行不久的自動化新手，麵對浩如煙海的PLC資料，真有點無從下手的感覺，市麵上的書要麼太偏理論，公式推導能把你繞暈，要麼就是代碼堆砌，看不齣所以然。然而，這本書給我的感覺是，它像是我的一個技術導師在手把手教我乾活。它的章節組織邏輯非常貼閤實際項目開發的流程，從需求分析（雖然是以實例切入）到硬件選型，再到程序邏輯設計和最終的調試優化，每一步都有清晰的圖示和注釋詳盡的程序段。我特彆欣賞它對“邊界條件”的處理。很多教程隻告訴你“這樣做是對的”，但這本書會花大量篇幅解釋“如果輸入信號延遲瞭50毫秒會發生什麼”，或者“當兩個關鍵變量同時達到閾值時，係統如何進行優先級仲裁”。這種對潛在風險的預判能力，是書本上最寶貴的財富。而且，這本書的語言風格非常接地氣，沒有太多高深的學術術語，即便是初學者也能很快跟上節奏，並且能立刻在自己的練習闆上嘗試復現書中介紹的那些小功能塊，這對建立信心和快速上手至關重要。光盤中的資料是錦上添花，但光是文字和圖錶部分，已經足夠我消化很長一段時間瞭。

評分☆☆☆☆☆

從一個“跨界者”的角度來看這本書，我發現它最大的優點是其極強的“可遷移性”。我本身的工作重心偏嚮於軟件架構設計，對底層硬件的掌握相對薄弱，過去看這類書籍總覺得隔瞭一層。但這本書在描述每一個控製案例時，都清晰地劃分瞭“硬件層”、“固件層（PLC內部邏輯）”和“應用層（上位機交互）”的邊界。比如，書中關於“運動控製插補”的實例，它不僅展示瞭如何在PLC程序中調用運動指令，更重要的是，它解釋瞭為什麼在特定速度區間內，必須將計算負載轉移到特定的數據區域來規避指令周期限製。這種對“軟件如何服務於硬件限製”的清晰闡述，極大地幫助我理解瞭底層係統的運行機製，從而在設計上層應用時，能做齣更閤理的資源分配和時序規劃。光盤中附帶的那些可交互的診斷界麵截圖和數據流圖，也極大地增強瞭我的直觀理解，讓我這個原本對硬件控製不甚敏感的人，也能快速建立起對物理過程的數字化映射概念。這本書成功地讓控製不再是黑盒子，而是可以被清晰理解和優化的係統。

評分☆☆☆☆☆

說句實在話，市麵上關於自動化控製的書籍，十有八九都是把已有的技術手冊和官方文檔重新包裝瞭一下，讀起來味同嚼蠟。但是，這本書顯然是凝結瞭作者多年“趟過雷區”的經驗。我最關注的是它在“係統集成和數據交互”部分的處理。現在的工廠越來越強調MES和ERP的打通，現場控製層和管理層的數據交互簡直是個災難，各種老舊協議和新型工業以太網混用。這本書沒有迴避這個問題，而是深入講解瞭如何利用標準功能塊實現跨平颱的數據映射和校驗機製，特彆是對於那些常見的OPC UA和Modbus TCP/IP的實際應用陷阱，提供瞭非常細緻的解決方案。我記得書中提到的一段關於時間戳同步的技巧，直接幫我解決瞭一個長期睏擾我們的數據追溯難題——之前我們一直以為是網絡延遲，結果是PLC內部時鍾源漂移導緻的。這種深入到“骨髓裏”的細節挖掘，是其他泛泛而談的書籍無法比擬的，它真正體現瞭“詳解”二字的重量，不是簡單的“如何做”，而是“為什麼這麼做纔能不齣錯”。

評分☆☆☆☆☆

對於那些追求代碼效率和係統穩定性的資深工程師而言，這本書的價值點可能在於其對“優化”的探討。初學者滿足於讓程序跑起來，而我們這些老兵則在追求更少的掃描時間、更低的能耗和更高的冗餘度。這本書在幾處關鍵的算法實現上，展示瞭作者對於底層硬件特性的深刻理解。例如，在處理復雜的PID運算時，它不僅給齣瞭標準的公式實現，還對比瞭固定點運算和浮點運算在特定硬件上的性能差異和精度損失，這在對實時性要求極高的場閤至關重要。此外，在網絡冗餘設計方麵，它沒有停留在概念層麵，而是提供瞭具體的環網冗餘協議（如MRP或RSTP在PLC網絡中的實際配置要點和注意事項），這些內容往往需要查閱多份不同廠商的白皮書纔能拼湊起來，這本書卻把它整閤得井井有條，邏輯清晰。這種對性能極限的探索和對最佳實踐的總結，使得這本書超越瞭一本基礎教程的範疇，更像是一本進階的技術參考手冊，值得反復研讀，每次都能發現新的優化點。

評分☆☆☆☆☆

這本號稱“應用實例詳解”的書，說實話，讀完之後我感覺收獲頗豐，尤其是在那些實際工程場景的模擬和剖析上。它不像那種乾巴巴的理論教科書，而是真正把我們日常工作中遇到的那些棘手問題——比如高速運動控製下的抖動處理、或者復雜多變的生産綫上的故障診斷邏輯——都掰開瞭揉碎瞭講。記得有一次我們部門的生産綫某個環節總是莫名其妙地停機，查瞭好幾天都沒頭緒，後來我翻到書中關於“周期性錯誤排查與軟件陷阱分析”那一章，裏麵詳細描述瞭一個類似的情景，雖然我的設備品牌不同，但那種思維導圖式的邏輯推演方法簡直就是一把萬能鑰匙，讓我茅塞頓開，最終定位到瞭一個被忽視的定時器溢齣問題。作者對於不同品牌PLC編程風格的比較分析也做得非常到位，這點對於我們這些需要維護異構係統（比如車間裏既有西門子又有三菱的設備）的工程師來說，簡直是救命稻草。光盤裏的那些仿真文件，我得說，比我花大價錢買的某些商業培訓資料還要實用，直接拖進我的虛擬環境中跑瞭一遍，那些復雜的通信協議握手過程，理論上看起來雲裏霧裏，實操一遍後瞬間清晰。這本書的價值在於它成功地架起瞭一座理論與野蠻生長的工程實踐之間的橋梁，讓你知道書本上的知識在現實中是如何“變異”和如何被“馴服”的。