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

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李江全 著

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• PLC
• 开关量
• 通信
• 控制
• 应用实例
• 自动化
• 工业控制
• 编程
• 实战
• 电气工程

店铺： 炫丽之舞图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121233197

商品编码：29617378089

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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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

0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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PLC开关量与通信控制应用实例详解 内容简介 本书聚焦于工业自动化领域至关重要的PLC（可编程逻辑控制器）技术，深入剖析了开关量输入/输出（DI/DO）控制以及各类通信控制在实际工程应用中的方法、技巧与解决方案。通过大量贴近实际生产场景的案例，本书旨在帮助读者全面掌握PLC的开关量控制原理，理解并灵活运用各种通信协议，最终独立完成工业自动化系统的设计、开发与维护工作。 第一部分：PLC开关量控制基础与应用 1. PLC开关量基础知识： PLC的硬件构成与基本工作原理： 详细介绍CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块、通信模块等核心组成部分，阐述PLC的扫描周期、指令执行流程以及如何进行I/O点位的映射。 开关量I/O的类型与选型： 区分数字量输入（DI）与数字量输出（DO），讲解它们的区别、工作电压、电流特性，以及如何根据实际需求选择合适的DI/DO模块（例如，24VDC、220VAC、继电器输出、晶体管输出等）。 PLC编程语言基础： 重点介绍梯形图（Ladder Diagram, LD）和指令表（Instruction List, IL）这两种最常用的PLC编程语言，讲解基本逻辑指令（如LD, LDI, OUT, OR, AND, LDP, LDF等）、定时器（TON, TOF, TP）、计数器（CTU, CTD）等基本功能块的使用方法。 安全与防护措施： 强调PLC控制系统中电气安全的重要性，包括接地、过载保护、短路保护、防雷击措施等，以及如何正确连接开关量信号，避免因接线错误或信号干扰导致设备损坏或误动作。 2. 开关量控制核心应用实例： 电机正反转与启停控制： 详细讲解如何利用PLC的DI/DO模块控制电机启动、停止、正转、反转，包括接触器、热继电器、急停按钮等外部电气元件的连接与编程。分析不同控制逻辑（如互锁、延时启动）的设计思路。 液位控制系统： 以水箱液位控制为例，讲解如何使用浮球开关（DI）检测液位，并控制水泵（DO）的启停。设计自动与手动两种控制模式，并考虑超高、超低液位的报警功能。 传送带同步与分拣控制： 演示如何通过光电开关（DI）检测物料位置，利用PLC控制多条传送带的启停与速度（如果支持变频器通信，此处可提前埋下伏笔），实现物料的同步输送或按预设规则进行分拣。 灯光与信号指示控制： 讲解如何根据生产状态、设备报警等信号，控制指示灯、声光报警器的亮灭与发声，提高现场信息的可视化与及时性。 自动化生产线关键工序控制： 结合实际生产场景，如包装机、灌装机、冲压机等，分析其核心的开关量控制逻辑，并通过实例演示如何通过PLC实现这些设备的自动化操作。例如，检测包装完成信号、控制模具的升降、触发下一次动作等。 安全联锁与互锁设计： 深入讲解生产过程中常见的安全联锁（如防护门未关闭，设备无法启动）与操作互锁（如A设备未完成，B设备不允许启动）的设计方法，确保生产过程的安全性和连续性。 第二部分：PLC通信控制原理与应用 1. PLC通信基础理论： 通信协议的重要性与分类： 解释为什么需要通信协议，并简要介绍不同通信协议的特点（如串行通信、并行通信、网络通信），以及它们在工业环境中的应用场景。 常用工业通信接口： 详细讲解RS-232、RS-485、Ethernet（以太网）、CAN总线等常见工业通信接口的物理特性、电气规范以及它们在PLC系统中的应用。 通信网络拓扑结构： 介绍总线型、星型、环型等常见的工业通信网络拓扑结构，分析它们的优缺点及适用范围。 PLC通信模块： 介绍不同品牌PLC的通信模块（如CP系列、EJ系列等），讲解它们的安装、配置方法以及如何通过通信模块实现PLC与其他设备或上位机的数据交换。 2. 主流工业通信协议应用实例： Modbus通信协议详解： Modbus RTU/ASCII over RS-485： 详细讲解Modbus RTU和ASCII协议的帧结构、功能码、地址映射，并通过实例演示如何使用PLC作为Modbus主站或从站，与变频器、仪表、其他PLC等设备进行数据读写。例如，读取变频器的运行频率、给定速度，设置变频器的运行模式等。 Modbus TCP over Ethernet： 讲解Modbus TCP协议在以太网上的应用，包括IP地址、端口号、TCP连接等概念，并通过实例演示如何通过以太网与PLC进行通信，实现更高速、更远距离的数据传输。例如，PLC与HMI（人机界面）之间的数据交换，PLC与SCADA系统（监控与数据采集系统）的数据采集。 EtherNet/IP通信协议： EtherNet/IP概述与优势： 介绍EtherNet/IP协议的特点，包括其基于TCP/IP，支持CIP（通用工业协议），易于集成，适用于复杂网络环境。 EtherNet/IP设备集成实例： 演示如何将支持EtherNet/IP的传感器、执行器、变频器等设备集成到PLC系统中，实现设备间的透明通信和数据共享。例如，通过EtherNet/IP实现PLC与分布式I/O模块的数据交换。 Profinet通信协议： Profinet简介与应用： 介绍Profinet作为一种高性能的实时以太网通信解决方案，在自动化领域的广泛应用。 Profinet网络配置与通信： 演示Profinet的拓扑结构、IO Controller与IO Device的角色，以及如何进行网络配置和设备集成。例如，使用Profinet实现PLC与伺服驱动器的高速同步控制。 OPC UA通信协议： OPC UA的跨平台与互操作性： 强调OPC UA作为一种开放、平台无关的通信标准，在实现不同厂商设备间互联互通方面的独特优势。 OPC UA服务器/客户端配置： 讲解如何配置PLC作为OPC UA服务器，供上位机或MES系统（制造执行系统）进行数据访问，或者配置PLC作为OPC UA客户端，主动读取其他OPC UA服务器的数据。 第三部分：综合应用与系统集成 1. PLC与HMI（人机界面）集成： HMI功能介绍： 讲解HMI在可视化操作、参数设置、报警显示、数据记录等方面的作用。 HMI与PLC通信配置： 演示如何选择合适的HMI，并通过Modbus、Ethernet/IP等协议与PLC建立通信连接，实现HMI与PLC之间的数据同步与交互。 HMI界面设计实例： 设计一个包含开关量控制、参数显示、报警列表等功能的HMI界面，并演示其与PLC的联动操作。 2. PLC与SCADA系统集成： SCADA系统概述： 介绍SCADA系统在生产过程监控、数据采集、远程控制、报表生成等方面的功能。 SCADA与PLC数据交互： 演示如何通过Modbus TCP、OPC UA等协议将PLC采集的生产数据上传至SCADA系统，实现生产过程的集中监控与管理。 3. PLC在典型工业场景中的综合应用： 智能仓储系统： 结合开关量控制（如到位检测、门控）和通信控制（如与AGV、WMS系统通信），设计一个简单的自动化仓储场景。 智能化生产车间： 讲解如何通过PLC构建一个集成的生产控制系统，实现设备间的协同工作、生产数据的实时采集与分析。 设备故障诊断与维护： 探讨如何利用PLC的通信功能，远程监控设备运行状态，记录故障信息，辅助设备故障的快速诊断与维护。 第四部分：实践技巧与疑难解答 1. PLC编程调试技巧： 在线监视与调试： 讲解如何利用PLC编程软件的在线监视功能，实时查看I/O状态、变量值，以及如何使用断点、单步执行等功能进行程序调试。 故障排查方法： 提供一套系统性的PLC程序故障排查思路，包括硬件故障、软件逻辑错误、通信异常等。 2. PLC系统优化与升级： 提高程序运行效率： 介绍一些优化PLC程序结构、减少扫描时间的方法。 系统扩展与集成： 讨论如何在现有PLC系统基础上进行功能扩展或与其他系统进行集成。 3. 常见问题与解答： 收集整理实际应用中常见的PLC开关量与通信控制问题，并提供详细的解答和解决方案。 本书的编写风格力求通俗易懂，理论与实践相结合，通过大量的图文并茂的实例，帮助读者快速掌握PLC开关量与通信控制的核心技术，为读者在工业自动化领域的学习和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

光盘的内容更是我关注的焦点。如果这本书只停留在纸面描述，那它的价值会大打折扣。我希望光盘中不仅仅是提供一些简单的程序样例代码，而是包含一系列可以实际导入和运行的工程文件。最好是能涵盖不同难度和复杂度的项目，比如一个简单的点位控制程序，一个复杂的运动轨迹规划程序，以及一个完整的远程监控界面组态文件。更重要的是，如果光盘里能附带一些官方或者作者自己编写的诊断工具（Utility Software），比如用于快速测试通信链路状态、记录PLC运行日志的独立小软件，那简直是锦上添花。这样的配套资源，才能真正帮助读者在脱离书本后，依然能够带着“可运行的模板”去攻克工作中的实际难题，真正实现理论与实践的无缝对接。

评分☆☆☆☆☆

我对“通信控制”这部分内容非常期待，因为现在的智能工厂越来越强调数据采集和上位机监控。我们现在遇到的最大瓶颈就是如何高效、稳定地将PLC采集到的海量数据通过Modbus TCP或OPC UA安全地传输到MES系统。我希望这本书能提供一些关于数据缓冲策略和网络带宽管理的实战经验。比如，在网络拥堵时，PLC应该优先发送哪些关键信号，哪些可以延迟发送？在设计通信协议时，如何有效地利用校验和错误重传机制来保证数据完整性？而且，对于很多读者来说，网络安全也是个新课题，书中是否能涉及到基础的访问控制列表（ACL）配置，或者至少提醒读者在开放的工业网络中需要注意哪些安全隐患？这些超越了基础I/O点控制的进阶内容，往往是决定一个项目能否顺利上线的关键所在。

评分☆☆☆☆☆

说实话，市面上的PLC书籍，很多都是翻译腔很重，或者把标准的程序结构写得像一篇篇论文，让人读起来晦涩难懂，根本无法代入到实际的工程情境中去。我更欣赏那种带有“人情味”的讲解方式，就像一个经验丰富的老工程师在你旁边手把手教你一样。我希望这本书在讲解每一个控制逻辑时，都能顺带解释一下“为什么”要这么做，背后的设计哲学是什么，而不是简单地罗列指令。例如，在讲解PID控制回路时，书中是否能结合一个实际的温度或压力控制案例，详细说明如何根据现场的惯性、延迟等特性来调整P、I、D的初始参数，以及如何使用在线调试工具进行增量调整。这种对设计意图和参数整定的细致剖析，才是区分入门教材和工程参考书的关键点。如果能有一部分篇幅专门讨论如何设计清晰、易于维护的程序结构和注释规范，那就更完美了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实吸引人，那种工业蓝和橙色的搭配，一看就知道是讲硬核技术的。我拿到手的时候，首先映入眼帘的就是封面上那些密密麻麻的电气符号，感觉就像是进入了一个真实的车间现场。我本身是刚毕业的自动化工程师，对实际应用中的难题特别头疼，理论知识堆砌的教科书看了好几遍还是云里雾里。听说这本书侧重于“实例详解”，这一点对我来说是致命的吸引力。我期待看到的是那种手把手的教程，从最基础的输入/输出点配置开始，到复杂的网络诊断和故障排除，都能有清晰的图文并茂的步骤。特别是关于通信控制的部分，现在工厂里的设备越来越依赖于工业以太网和Profibus等协议，如果这本书能深入讲解如何在实际项目中搭建可靠的通信链路，并且提供一些常见的通信错误代码的分析，那简直是无价之宝。我希望能从中找到一些在学校里学不到的、关于如何提高程序健壮性和系统稳定性的“独门秘籍”。毕竟，理论是基础，但工程实践才是检验真理的唯一标准，而这本书似乎正朝着这个方向努力。

评分☆☆☆☆☆

我是在一家中型制造企业做设备维护的，我们车间的PLC系统已经用了快十年了，很多老旧的程序和文档都缺失了，每次遇到突发故障，就跟大海捞针一样。所以我对这种“应用实例详解”的书籍有着近乎苛刻的要求，我希望它不仅仅是展示如何编写代码，更重要的是提供一套系统的故障排查和系统优化思路。比如，如何通过监视PLC的硬件状态、内存使用情况，来提前预警潜在的硬件老化问题；或者在进行系统升级时，如何平滑地过渡新旧程序版本，保证生产线不停机。我特别关注它对不同品牌PLC（西门子、三菱、欧姆龙等）的差异化处理是否到位，因为我们车间里设备品牌比较杂。如果它能针对性地提供一些针对特定品牌PLC在抗干扰、高速运动控制方面的特殊技巧和配置参数的选取原则，那对于我们这些常年跟现场设备打交道的人来说，绝对是实实在在的干货，比那些只会讲理论概念的书要实用得多。