PLC开关量与通信控制应用实例详解(含CD光盘1张) 9787121233197 电子工业 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李江全 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121233197

商品编码：29336977314

包装：平装

出版时间：2014-06-01

基本信息

书名：PLC开关量与通信控制应用实例详解(含CD光盘1张)

定价：58.00元

作者：李江全

出版社：电子工业出版社

出版日期：2014-06-01

ISBN：9787121233197

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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1、针对三菱、西门子PLC的开关量输入/输出及其与PC的数据通信，贴近工程实践。
　　2、应用实例丰富，指导性强。
　　3、光盘中包括实例源程序、程序运行录屏、系统测试录像，容易上手。

内容提要

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本书从应用的角度系统地介绍了三菱FX系列PLC、西门子S7-200 PLC开关量输入/输出及其 与PC的数据通信技术。内容包括 PLC的硬件、软件结构，三菱/西门子PLC的组成与特点，PLC开关量控制基础，计数制与编码，PC串行通信概述，PLC数据通信基础，PLC与PC数据通信协议，三菱/西门子PLC开关量输入、输出及PC通信控制。其中，PC与PLC通信同时采用VB、VC 、LabVIEW和组态软件实现。
　　为方便读者学习，本书提供配套光盘，内容包括实例源程序、程序运行录屏、系统测试录像等。

目录

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第1章 PLC概述
1.1 PLC的硬件结构
1.1.1 PLC的硬件组成
1.1.2 PLC的工作原理
1.1.3 PLC的常用外设
1.2 PLC的软件结构
1.2.1 PLC的软件组成
1.2.2 PLC的编程语言
1.2.3 PLC的程序结构
1.3 三菱FX系列PLC的组成与特点
1.3.1 FX系列PLC的组成
1.3.2 FX系列PLC的特点
1.3.3 FX2N系列PLC简介
1.4 S7-200系列PLC的组成与特点
1.4.1 S7-200系列PLC的组成
1.4.2 S7-200 PLC的特点
1.4.3 S7-200系列PLC的CPU模块
1.4.4 S7-200系列PLC的数字量扩展模块

第2章 PLC开关量控制概述
2.1 控制系统的信号类型
2.1.1 模拟量信号
2.1.2 开关量信号
2.1.3 脉冲量信号
2.2 控制系统的过程通道
2.2.1 开关量输入通道
2.2.2 开关量输出通道
2.3 PLC开关量输入/输出连接
2.3.1 开关量输入连接
2.3.2 开关量输出连接
2.4 PLC控制系统设计概述
2.4.1 PLC控制系统的设计原则与步骤
2.4.2 PLC控制系统的总体设计
2.4.3 PLC控制系统主回路与控制回路设计
2.4.4 PLC控制系统的安全电路设计
2.4.5 PLC控制系统的可靠性设计
2.4.6 PLC控制系统的安装与连接设计

第3章 PLC数据通信基础
3.1 PLC数据通信概述
3.1.1 数据通信系统组成
3.1.2 PLC数据通信的目的
3.1.3 PLC数据通信的类型
3.1.4 PLC数据通信的连接方式
3.1.5 数据在PLC存储器中存取的方式
3.1.6 PLC数据通信介质
3.2 个人计算机与PLC的通信
3.2.1 计算机与PLC通信的方法与条件
3.2.2 计算机与PLC的通信内容
3.2.3 计算机与PLC通信程序的设计要点与方法
3.2.4 PLC串口通信调试软件及其应用

第4章 PC串行通信概述
4.1 串行通信技术简介
4.1.1 串行通信的基本概念
4.1.2 串行通信协议
4.1.3 串行通信的接口标准
4.1.4 计算机中的串行端口
4.1.5 串行通信线路连接
4.1.6 串口调试工具
4.2 串行通信控件MSComm
4.2.1 MSComm控件处理通信的方式
4.2.2 MSComm控件的使用
4.2.3 MSComm 控件的常用属性
4.2.4 MSComm 控件的OnComm事件
4.2.5 MSComm控件通信步骤
4.3 PLC组态王串口通信设置
4.3.1 三菱FX系列PLC组态王通信设置
4.3.2 西门子S7-200PLC组态王通信设置
4.4 LabVIEW与串口通信
4.4.1 LabVIEW中的串口通信功能模块
4.4.2 LabVIEW串口通信步骤

第5章 计数制与编码
5.1 计数制
5.1.1 计数制概述
5.1.2 十进制与二进制
5.1.3 八进制与十六进制
5.2 计数制转换及其程序设计
5.2.1 二进制与十进制的转换
5.2.2 二进制与八进制的转换
5.2.3 二进制与十六进制的转换
5.2.4 八进制与十进制的转换
5.2.5 十六进制与十进制的转换
5.2.6 八进制与十六进制的转换
5.3 字符编码
5.3.1 BCD码
5.3.2 格雷码
5.3.3 ASCII编码

第6章 PLC与PC数据通信协议
6.1 通信协议的基本知识
6.1.1 通信网络开放系统互连模型OSI
6.1.2 通信协议基本概念
6.2 三菱FX系列PLC与PC的通信协议简介
6.2.1 FX系列PLC的通信协议类型
6.2.2 计算机链接通信协议
6.2.3 无协议通信
6.3 西门子S7-200系列PLC与PC的通信协议简介
6.3.1 PPI通信及应用
6.3.2 自由口通信及应用
6.4 三菱FX2N系列PLC与PC通信编程口协议
6.4.1 命令帧格式
6.4.2 响应帧格式
6.4.3 地址计算
6.4.4 强制置位与复位
6.4.5 读写指令示例
6.5 西门子S7-200系列PLC与计算机通信PPI协议
6.5.1 通信过程
6.5.2 命令格式
6.5.3 命令类型

第7章 三菱PLC与PC通信之开关量输入
7.1 系统设计说明
7.1.1 设计任务
7.1.2 线路连接
7.1.3 指令获取与串口通信调试
7.2 PC端程序设计
7.2.1 VB程序设计详解
7.2.2 VC 程序设计详解
7.2.3 LabVIEW程序设计
7.2.4 监控组态程序设计

第8章 西门子PLC与PC通信之开关量输入
8.1 系统设计说明
8.1.1 设计任务
8.1.2 线路连接
8.1.3 串口通信调试
8.2 PC端程序设计
8.2.1 VB程序设计详解
8.2.2 VC 程序设计详解
8.2.3 LabVIEW程序设计
8.2.4 监控组态程序设计

第9章 三菱PLC与PC通信之开关量输出
9.1 系统设计说明
9.1.1 设计任务
9.1.2 线路连接
9.1.3 指令获取与串口通信调试
9.2 PC端程序设计
9.2.1 VB程序设计详解
9.2.2 VC 程序设计详解
9.2.3 LabVIEW程序设计
9.2.4 监控组态程序设计

第10章 西门子PLC与PC通信之开关量输出
10.1 系统设计说明
10.1.1 设计任务
10.1.2 线路连接
10.1.3 串口通信调试
10.2 PC端程序设计
10.2.1 VB程序设计详解
10.2.2 VC 程序设计详解
10.2.3 LabVIEW程序设计
10.2.4 监控组态程序设计

参考文献

作者介绍

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李江全，石河子大学教授，任电气工程实验中心主任。测试技术学会西北分会、机械工程学会会员。参与过多项国家自然科学基金、国家科技支撑计划项目。编著有多本贴近实战的科技图书，深受刚进入工作岗位的年轻人及一线技术人员欢迎。

文摘

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序言

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《工业自动化与PLC控制技术实践》 一、本书概览 《工业自动化与PLC控制技术实践》是一本面向广大工程师、技术人员、在校学生以及对工业自动化领域充满热情的研究者而精心编写的专业书籍。本书旨在系统地阐述工业自动化的核心理论、PLC（可编程逻辑控制器）的原理、构成、编程方法，并结合大量贴近实际生产应用的控制案例，深入讲解如何利用PLC实现各种工业场景下的开关量和模拟量控制，以及各类通信协议在自动化系统中的应用。本书不仅关注理论的深度，更强调实践操作的指导性，力求帮助读者建立起扎实的PLC控制知识体系，并能够独立设计、实现和调试各种工业自动化解决方案。 二、本书特色与亮点 1. 理论与实践深度融合： 本书打破了传统教材“重理论轻实践”的弊端，将抽象的控制理论与具体的工程应用有机结合。每一章节的理论讲解都伴随相应的实例分析，帮助读者在理解原理的同时，快速掌握实际操作技巧。 2. 案例丰富且典型： 全书收录了数十个不同行业、不同复杂度的PLC控制应用实例，涵盖了机械制造、食品饮料、纺织印染、给排水、仓储物流、能源电力等多个领域。这些案例均源于真实工业现场，具有高度的代表性和学习价值。 3. 侧重开关量与通信控制： 针对工业自动化中最为核心的开关量控制和日益重要的通信控制，本书进行了深入且系统的讲解。在开关量控制部分，详细介绍了各种输入输出模块的使用、逻辑控制指令的应用、步进控制、顺序控制等，并用大量实例展示了如何解决实际生产中的开关量控制难题。在通信控制部分，则重点介绍了RS485、Ethernet/IP、Profinet等主流通信协议，以及Modbus、OPC UA等通信标准在PLC系统中的集成与应用，使读者能够掌握构建分布式控制系统和实现设备互联互通的关键技术。 4. 从入门到精通的阶梯式学习路径： 本书结构清晰，内容循序渐进。从PLC的基本概念、硬件构成、指令系统入手，逐步过渡到复杂的逻辑控制、数据处理、模拟量控制，直至高级应用如PID控制、变频器联动、人机界面（HMI）集成和工业通信。这种阶梯式的学习设计，使得初学者能够快速入门，有一定基础的读者也能深入挖掘PLC控制的精髓。 5. 注重实际操作技能培养： 除了理论讲解，本书还提供了大量的编程示例、接线图、参数设置指南和调试技巧。通过对这些内容的学习和实践，读者可以显著提升PLC的编程、接线、故障诊断和系统调试能力。 6. 前沿技术与行业趋势 반영： 本书在内容编排上，充分考虑了当前工业自动化领域的发展趋势，如工业物联网（IIoT）、智能制造、运动控制集成等。在讲解通信控制时，也融入了对新一代工业网络和协议的介绍，帮助读者跟上技术发展的步伐。 三、内容结构与深度解析 本书共分为XX篇（可根据实际内容拆分），每篇下设若干章节，具体内容组织如下： 第一篇：工业自动化基础与PLC概述 第一章：工业自动化的发展历程与现状 从早期机电一体化到现代智能制造的演变。 自动化系统的基本构成要素：感知层、控制层、执行层、网络层。 PLC在工业自动化中的核心地位与不可替代性。 工业4.0与智能工厂对PLC提出的新要求。 第二章：PLC的硬件构成与选型 CPU模块：功能、性能指标、存储器类型。 输入/输出（I/O）模块：开关量输入、开关量输出、模拟量输入、模拟量输出模块的原理、特点与选型要点。 通信模块：串行通信（RS232/422/485）、以太网通信（Ethernet/IP, Profinet, Modbus TCP）模块的功能与作用。 电源模块、特殊功能模块（如高速计数、脉冲输出）的介绍。 不同品牌PLC（如西门子、罗克韦尔、三菱、欧姆龙等）的特点与通用选型指南。 第二篇：PLC编程基础与指令系统 第三章：PLC编程语言与基本指令 梯形图（Ladder Diagram, LD）、指令表（Instruction List, IL）、功能块图（Function Block Diagram, FBD）、结构化文本（Structured Text, ST）等IEC 61131-3标准的编程语言介绍。 基本逻辑指令：触点（AND, OR, NOT）、线圈、延时定时器、计数器（CTU, CTD）的详细讲解与应用。 位操作指令（SET, RST, PULSE）、逻辑操作指令（AND, OR, XOR, NOT）的应用场景。 第四章：PLC的数据类型与数据处理 位（BIT）、字节（BYTE）、字（WORD）、双字（DWORD）、浮点数（REAL）等数据类型的介绍。 数据传送指令（MOV）、数据比较指令（CP）的应用。 字逻辑指令（AND_WORD, OR_WORD）、字移位指令（SHL, SHR）在数据处理中的作用。 地址分配与数据块（DB）的使用。 第三篇：开关量控制应用实例详解 第五章：基础开关量控制逻辑设计 自锁与互锁逻辑的设计与实现。 延时与脉冲控制的应用（如启动延时、停机脉冲）。 计数器的应用：生产计数、周期计数、故障次数统计。 步进控制与顺序控制：通过步进指令（S）或自定义状态机实现多步骤顺序动作。 案例分析1： 简单的电机启停与状态指示控制。 案例分析2： 生产线上物料输送带的启停与定位控制。 第六章：复杂开关量控制系统设计 多工位联动控制：协调不同区域的设备按预设顺序工作。 安全联锁与急停系统：保证生产安全的关键设计。 生产模式切换：实现不同生产任务的快速切换。 案例分析3： 自动化装配生产线的顺序控制与状态监控。 案例分析4： 食品包装生产线的自动化启停与纠偏控制。 第七章：开关量输入/输出模块的高级应用 高速计数器应用：测量转速、长度、频率。 脉冲输出应用：伺服电机、步进电机的定位控制。 中断控制：响应外部快速信号。 案例分析5： 伺服电机脉冲定位控制在自动化机械臂中的应用。 案例分析6： 高速计数器在辊压设备中的速度测量与控制。 第四篇：通信控制与系统集成 第八章：工业通信基础与协议 串行通信（RS485）原理与Modbus RTU协议详解。 以太网通信基础：TCP/IP协议栈。 主流工业以太网协议：Profinet, EtherNet/IP, Modbus TCP的特点与应用场景。 OPC UA（Open Platform Communications Unified Architecture）在工业互联中的作用。 第九章：PLC与变频器通信控制 变频器在工业中的作用：速度、转矩控制。 通过Modbus RTU/TCP或Profinet与变频器进行通信，实现远程控制变频器启停、调速、参数读取与设置。 案例分析7： PLC通过Modbus TCP控制多台变频器联动，实现皮带输送机的速度同步。 案例分析8： PLC与变频器通过Profinet通信，实现包装机卷材张力闭环控制。 第十章：PLC与仪表、传感器通信 智能仪表（如流量计、压力变送器）的通信接口与协议。 通过RS485/Modbus RTU或直接数字量/模拟量信号与PLC连接。 案例分析9： PLC通过Modbus RTU采集多路温度、压力传感器数据，并进行数据显示与报警。 第十一章：PLC与HMI/SCADA系统集成 HMI（人机界面）与SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统的作用。 PLC与HMI/SCADA系统的数据交互机制（如OPC, Modbus TCP）。 案例分析10： 设计一套HMI界面，实现对某生产线的PLC控制参数的监控、修改和报警显示。 案例分析11： SCADA系统在大型水处理厂的PLC数据采集、趋势分析与远程监控应用。 第十二章：分布式控制系统与网络化通信 现场总线技术（如Profibus DP, AS-i Bus）在分布式I/O中的应用。 构建基于工业以太网的分布式控制系统。 案例分析12： 利用Profinet构建一个复杂的、分布式的自动化生产线控制系统。 第五篇：PLC控制系统的调试与维护 第十三章：PLC程序调试技巧 在线监控、强制输入/输出、变量表监视等调试工具的使用。 程序逻辑的仿真与验证。 常见编程错误的排查方法。 第十四章：PLC系统故障诊断与维护 硬件故障诊断：I/O模块指示灯、通信状态指示。 软件故障诊断：异常程序行为分析、异常数据分析。 PLC系统维护的常用方法与注意事项。 案例分析13： 解决PLC系统运行中出现的通信中断、I/O点失效等常见问题。 四、目标读者 工业自动化工程师、电气工程师、过程控制工程师。 设备制造商的技术人员、项目实施人员。 企业中负责生产设备维护与升级的技术人员。 高等院校自动化、电气工程、机电一体化等专业的学生。 对PLC控制技术感兴趣的爱好者及自学者。 五、本书价值 通过本书的学习，读者将能够： 深入理解PLC的工作原理和架构。 熟练掌握多种PLC编程语言和常用的指令。 独立完成各种开关量控制逻辑的设计与实现。 掌握PLC与变频器、仪表、HMI/SCADA系统等进行通信和集成的技术。 具备PLC控制系统从设计、编程、调试到维护的全流程能力。 为解决实际工业生产中的自动化难题提供坚实的理论和实践指导。 《工业自动化与PLC控制技术实践》是您通往精通PLC控制技术、驾驭工业自动化浪潮的宝贵助手。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值不仅体现在对 PLC 开关量和通信控制的理论阐述，更在于它所提供的丰富实践经验。我尤其欣赏书中对于不同行业自动化解决方案的剖析，例如在食品加工、汽车制造、以及水处理等领域的应用案例，这些案例都非常具有代表性。作者在讲解时，不仅仅是罗列设备和程序，而是深入分析了每个案例背后的工艺流程、控制需求以及可能遇到的问题。例如，在讨论水泵的启停控制时，书中详细讲解了如何通过液位传感器来控制水泵的自动运行，以及如何通过多段式液位控制来节约能源，这比我之前理解的简单开关控制要深入得多。此外，书中还触及了一些进阶的内容，比如关于 PLC 的故障诊断和排除方法，以及如何对 PLC 程序进行优化和升级，这些内容对于提升自动化系统的稳定性和维护效率非常有帮助。光盘中提供的丰富案例程序，更是让这本书如虎添翼，我可以通过实际操作来验证书中的讲解，加深理解，从而更好地应用到自己的工作实践中。

评分☆☆☆☆☆

整本书给我最大的感受是它的“实战性”和“易懂性”。作为一名刚入行的自动化工程师，我曾经尝试阅读过几本 PLC 的入门书籍，但很多内容都过于理论化，或者案例过于简单，难以迁移到实际工作中。而这本《PLC开关量与通信控制应用实例详解》则完全不同，它就像一本操作手册，每一章都围绕着实际的应用场景展开。比如，在讲解配料控制时，作者并没有仅仅停留在简单的逻辑控制，而是深入到如何处理传感器信号的滤波、如何实现精确的计量和配比，甚至是如何应对突发情况下的紧急停机。而且，书中还包含了大量彩图和实拍图，非常直观地展示了接线方式和设备安装，这对于我这种动手能力相对较弱的人来说，简直是福音。书中的语言也十分通俗易懂，没有太多晦涩的技术术语，即使是对 PLC 接触不多的新人，也能很快上手。这种贴近实际、操作性强的特点，让我觉得这本书不仅仅是一本技术书籍，更像是一位经验丰富的老师在手把手地教我。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我惊喜的是其对 PLC 通信控制的详尽讲解，这部分内容确实是许多同类书籍中较为欠缺的。作者以工业以太网、RS485 等常见通信协议为例，详细介绍了 PLC 在组网通信中的应用，包括数据交换、远程监控以及多 PLC 协同工作等场景。书中对 Modbus RTU/TCP 协议的讲解尤为细致，从报文结构到功能码的应用，再到实际通信参数的设置，都进行了手把手的指导。我尤其喜欢书中关于如何通过上位机软件与 PLC 进行通信的案例，这对于我之前一直困扰的 HMI 组态和 SCADA 系统集成问题，提供了非常直接的解决方案。通过阅读这些案例，我能够清晰地了解到不同通信方式的优缺点，以及在实际工程中如何根据成本、效率和稳定性等因素进行合理选择。书中的插图清晰，步骤明确，即使是对通信控制不太熟悉的读者，也能逐步掌握其中的奥秘。这种对前沿通信技术的深入解读，无疑大大提升了这本书的实用价值和前瞻性。

评分☆☆☆☆☆

我特别喜欢这本书在介绍通信控制时，所展现出的前瞻性和系统性。在如今工业4.0的大背景下，PLC 的通信能力显得尤为重要。这本书不仅仅介绍了传统的串行通信，还花费了大量的篇幅来讲解工业以太网的应用，包括 TCP/IP 协议栈的原理，以及 EtherNet/IP、PROFINET 等主流工业以太网协议的特点和应用场景。书中对如何构建一个稳定的工业网络，如何进行 IP 地址的规划和管理，以及如何确保通信的实时性和可靠性，都给出了非常实用的建议。我印象深刻的是，书中针对不同通信场景，给出了详细的配置步骤和注意事项，这对于我过去在实际项目中遇到的网络通信难题，提供了很好的指导。此外，书中还探讨了 OPC UA 技术在工业自动化中的应用，以及如何利用其实现不同设备之间的数据互联互通，这让我对未来工业自动化系统的发展有了更清晰的认识。总而言之，这本书在通信控制这部分内容上，非常及时和全面，能够帮助读者跟上行业发展的步伐。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者在书中详细阐述了 PLC 开关量控制原理，并通过一系列贴合实际的应用案例，将理论知识转化为生动的实践指导。让我印象最深刻的是，书中对各种常见工业场景下的开关量输入输出模块的选型、接线以及编程逻辑进行了深入浅出的剖析。例如，在描述传送带的启停控制时，作者不仅介绍了如何通过简单的开关量来实现，还进一步讲解了如何通过光电开关、限位开关等多种传感器组合，实现更精细化的位置检测和安全联锁，这对于初学者来说，是非常宝贵的经验。此外，书中对于不同品牌 PLC 的指令集差异，以及在实际应用中如何根据具体需求选择最合适的指令，也给出了很多实用的建议。读完这部分内容，我感觉自己对 PLC 的开关量控制有了更深刻的理解，不再是停留在书本上的理论知识，而是能够将其灵活地运用到实际的自动化项目中。这种理论与实践紧密结合的写作风格，让我在学习过程中能够不断地将新知识与已有的认知进行碰撞，从而加深记忆，提升解决问题的能力。