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陈怀忠 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302333050

商品编码：29729740171

包装：平装

出版时间：2013-10-01

基本信息

书名:PLC控制技术(综合篇)

定价：33.00元

售价：22.4元,便宜10.6元,折扣67

作者:陈怀忠

出版社：清华大学出版社

出版日期：2013-10-01

ISBN：9787302333050

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：大16开

商品重量：0.381kg

编辑推荐

内容提要

　　本书按照“项目导向一任务驱动”模式，以具有工业自动化对象的典型控制产品（自动化生产线生产实训系统）为载体，以PLC知识综合运用为主线，将理论与实践深度融合。书中所涉及的知识点包括PLC原理运用、传感器技术、变频调速、伺服调速、组态技术、通信网络和液压气动等技术，是对自动化技术综合应用的经验总结。《PLC控制技术（综合篇）/浙江省重点系列教材·高等职业教育电类专业规划教材·电气自动化系列》设计了9个项目，每个项目分设若干个任务，任务目标循序渐进，设置了任务描述、任务分析、任务实施、任务评价等栏目。
　　本书根据当前工业自动化控制技术的发展趋势，注重反映工业中新的自动化控制技术应用，并且内容面向工程实际，力求具有实用性、先进性和系统性。通过本书一个完整系统的“教、学、做”一体化训练后，可以提高学生的技能操作水平与应用能力，且体现高职教育特色。
　　本书可作为高职高专院校电气自动化、生产过程自动化、工业自动化、机电一体化等专业相关课程教材，也可供相关行业工程技术人员参考使用。

目录

项目一认识自动化生产线系统
知识链接
一、了解自动化生产线
二、初步认识YL-335B型自动生产线
能力拓展

项目二供料单元的PLC程序设计与调试
任务一用单按钮实现供料单元气缸测试
任务二供料单元单周期运行PLC程序设计
任务三供料单元综合应用PLC程序设计
知识链接
一、供料单元气动元件介绍
二、PLC程序设计方法
三、顺序功能图（SFC）编写程序
能力拓展

项目三加工单元的PLC程序设计与调试
任务一加工单元单站运行PLC程序设计
任务二带急停功能的加工单元PLC程序设计
任务三供料、加工单元综合应用PLC程序设计
知识链接
一、了解直线导轨
二、加工单元的气动元件
三、传感器知识应用
能力拓展

项目四装配单元控制系统实训
任务一装配单元旋转供料台PLC程序设计
任务二装配单元机械手抓取零件PLC程序设计
任务三装配单元单周期运行PLC程序设计
知识链接
一、了解装配单元的结构和工作过程
二、传感器知识应用
能力拓展

项目五分拣单元的PLC设计与调试
任务一两槽分拣机的PLC程序设计与调试
任务二基于编码器分拣机的PLC程序设计与调试
任务三基于多段速分拣机的PLC程序设计与调试
任务四基于无级调速分拣机的PLC程序设计与调试
知识链接
一、旋转编码器知识应用
二、高速计数器编程设计
三、三菱FRE700变频器简介
能力拓展

项目六输送单元PLC设计与调试
任务一输送单元定位及回归原点控制设计
任务二输送单元机械手定位控制设计与调试
任务三输送单元单周期运行的PLC程序设计与调试
任务四输送单元综合控制系统的PLC程序设计与调试
知识链接
一、伺服系统概述
二、交流伺服电机
三、松下MINASA4系列AC伺服驱动器
四、FXIN的脉冲输出功能
能力拓展

项目七MCGS人机界面综合实训
任务一供料单元监控画面设计
任务二输送单元测试界面设计
任务三分拣单元人机界面设计
知识链接
一、组态技术概述
二、触摸屏概述
三、认知TPC7062KS人机界面
四、了解MCGS软件设计流程
能力拓展

项目八PLC组网实训
项目九自动化生产线综合实训
参考文献

作者介绍

文摘

序言

PLC控制技术（综合篇） 一、 时代背景与技术发展 在工业自动化浪潮席卷全球的今天，可编程逻辑控制器（PLC）已经成为现代工业心脏跳动的关键。从最初简单的开关量逻辑控制，到如今能够处理复杂模拟信号、执行高级算法、甚至融入网络通信和人工智能的强大平台，PLC技术的发展历程，正是工业界不断追求效率、精度和灵活性的缩影。 早期，工业控制主要依赖于继电器、接触器等硬接线逻辑元件。这种方式存在着布线复杂、调试困难、维护不便、功能升级成本高等诸多弊端。20世纪60年代末，美国Redington公司推出的DCS（Digital Control System）被认为是PLC的雏形，它标志着工业控制从硬接线时代迈向了软编程时代。随后，西门子、罗克韦尔等国际巨头纷纷推出自己的PLC产品，不断推动着PLC技术的革新。 进入21世纪，随着微处理器技术、通信技术和嵌入式系统技术的飞速发展，PLC的功能和性能得到了前所未有的提升。CPU的处理速度越来越快，内存容量不断增大，输入输出（I/O）模块的集成度和智能化水平显著提高。同时，各种通信协议如Ethernet/IP、PROFINET、PROFIBUS等得到了广泛应用，使得PLC能够与其他自动化设备、上位机系统甚至云端进行高效、可靠的数据交换，构建起庞大的工业自动化网络。 如今，PLC已经不再仅仅是简单的逻辑控制器，它正在向着更高级别的自动化解决方案演进，例如与SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）、HMI（Human-Machine Interface）以及MES（Manufacturing Execution System）等系统深度融合，共同支撑起智能工厂的建设。 二、 PLC的核心组成与工作原理 PLC作为一种专为工业环境设计的数字运算控制器，其核心构成主要包括以下几个部分： 1. 中央处理器（CPU）： CPU是PLC的大脑，负责执行用户程序，管理PLC的各项功能，并与其他模块进行通信。它通常包含微处理器、存储器（ROM、RAM、EEPROM等）和输入输出接口。CPU的工作过程遵循“扫描周期”： 读取输入信号： CPU读取所有输入模块的状态，并将其存储在内存的输入映像区。 执行用户程序： CPU按照程序编写的顺序，逐条执行指令，根据输入信号的状态和程序的逻辑，更新输出信号的状态。 更新输出信号： CPU将程序计算出的输出信号写入输出映像区，并发送给输出模块，点亮或熄灭相应的指示灯，驱动执行机构。 刷新内部状态： CPU执行内部诊断、通信处理等任务。 这个扫描周期会不断循环， PLC正是通过这种高速、重复的扫描来完成对工业过程的实时控制。 2. 输入模块（Input Module）： 输入模块负责将来自外部设备（如传感器、开关、按钮等）的信号转换为PLC CPU能够识别的数字或模拟信号。根据被控对象的信号类型，输入模块可以分为数字输入模块（DI）和模拟输入模块（AI）。数字输入模块接收开关量信号（ON/OFF），模拟输入模块接收连续变化的信号（如电压、电流、温度、压力等）。 3. 输出模块（Output Module）： 输出模块负责将CPU处理后的控制信号转换为外部设备能够执行的信号。同样，输出模块也分为数字输出模块（DO）和模拟输出模块（AO）。数字输出模块用于驱动继电器、接触器、指示灯等，模拟输出模块用于输出0-10V、4-20mA等模拟信号，控制变频器、比例阀等执行机构。 4. 电源模块（Power Supply Module）： 电源模块负责为PLC的CPU、I/O模块以及其他组件提供稳定可靠的工作电源。工业现场的供电环境往往不稳定，因此电源模块需要具备较强的抗干扰能力和宽电压输入范围。 5. 通信模块（Communication Module）： 随着工业网络的发展，通信模块变得越来越重要。它可以使PLC与同型号的其他PLC、上位机（如HMI、SCADA系统）、变频器、机器人等实现数据交换和协同工作。常见的通信接口包括RS232、RS485、Ethernet、CAN总线等，支持多种工业通信协议。 三、 PLC的编程语言与软件开发环境 PLC的编程语言是实现自动化控制逻辑的关键。国际电工委员会（IEC）制定的IEC 61131-3标准定义了五种通用的PLC编程语言，它们各自具有不同的特点和适用场景： 1. 梯形图（Ladder Diagram, LD）： 梯形图是最为常见和直观的PLC编程语言。它以图形化的方式表示，模仿了继电器控制电路的结构，非常易于熟悉和掌握。对于电气工程师来说，学习梯形图语言几乎没有门槛。梯形图由触点（表示输入或内部状态）、线圈（表示输出或内部状态）和逻辑块组成，通过连接这些元件来构建控制逻辑。 2. 指令表（Instruction List, IL）： 指令表是一种低级的、类似于汇编语言的文本编程语言。它使用助记符来表示各种指令，如加载、存储、比较、跳转等。指令表编程效率高，生成的代码体积小，但可读性相对较差，更适合于有经验的程序员。 3. 结构化文本（Structured Text, ST）： 结构化文本是一种高级的、类似于PASCAL等高级编程语言的文本编程语言。它支持各种算术和逻辑运算、循环语句（FOR、WHILE）、判断语句（IF-THEN-ELSE）、函数块等，功能强大，非常适合编写复杂的算法和数据处理逻辑。 4. 顺序功能图（Sequential Function Chart, SFC）： 顺序功能图是一种图形化的编程语言，它将控制过程分解为一系列步骤（Steps）和转移条件（Transitions），通过图形化的方式清晰地展示了控制流程。SFC非常适合于描述顺序控制、状态机等应用，能够提高程序的可读性和可维护性。 5. 功能块图（Function Block Diagram, FBD）： 功能块图是一种图形化的编程语言，它将常用的功能封装成预定义的“功能块”，用户可以将这些功能块按照数据流的方向连接起来，构建复杂的控制系统。功能块图的优点在于模块化和重用性高，能够有效地提高开发效率。 现代PLC的软件开发环境通常集成了上述多种编程语言，允许用户根据任务的需要选择最适合的语言进行编程。这些开发软件不仅提供编程工具，还包括了强大的调试功能、在线监控、故障诊断、仿真测试等，极大地简化了PLC的开发和维护过程。 四、 PLC的应用领域与行业解决方案 PLC凭借其可靠性、灵活性和强大的控制能力，已经渗透到工业生产的各个角落，并在各行各业中发挥着至关重要的作用。 1. 制造业： 生产线自动化： 输送带控制、装配机器人协同、物料搬运、产品检测等。 机床控制： 数控机床、注塑机、压铸机等设备的运动控制和工艺参数控制。 包装机械： 包装机的封切、灌装、贴标等动作的精确协调。 纺织机械： 织布机、印染设备的自动化控制。 2. 能源与电力： 电厂集控系统： 发电机组启停控制、锅炉运行监控、汽轮机调速等。 变电站自动化： 开关柜控制、保护逻辑、数据采集与监控。 水力发电： 水轮发电机组的运行控制和水库调度。 新能源（风电、光伏）： 风力发电机变桨控制、光伏阵列跟踪系统。 3. 交通运输： 地铁/轻轨信号与控制： 列车自动运行、站台门控制、信号灯联动。 机场行李处理系统： 自动分拣、输送和调度。 智能交通信号灯控制： 交通流量优化与配时。 4. 楼宇自动化： 暖通空调（HVAC）控制： 温度、湿度、新风量的调节与优化。 电梯控制： 呼叫响应、楼层调度、安全监控。 照明控制： 区域照明、定时开关、感应联动。 消防系统联动： 火警探测、报警、疏散引导、排烟控制。 5. 水处理与环保： 给排水系统： 水泵启停控制、液位监测、阀门调节。 污水处理： 曝气控制、污泥处理、化学加药。 垃圾焚烧厂： 进料控制、燃烧过程调节、烟气处理。 6. 食品与饮料： 生产过程自动化： 混合、发酵、杀菌、灌装、清洗（CIP/SIP）等。 质量追溯系统： 生产过程数据的记录和管理。 7. 化工： 反应釜控制： 温度、压力、流量、搅拌速度的精确控制。 连续化生产过程： 物料输送、计量、混合和反应。 五、 现代PLC技术的发展趋势 PLC技术仍在不断发展，以满足工业4.0和智能制造的需求，未来的发展趋势主要体现在以下几个方面： 1. 集成化与小型化： PLC硬件集成度不断提高，体积越来越小，易于安装和集成到各种设备中。 2. 高性能与智能化： CPU的处理能力更强，能够支持更复杂的算法，如PID控制、运动控制、故障诊断、甚至简单的AI应用。 3. 网络化与通信能力增强： 支持更多先进的工业以太网协议，如OPC UA、MQTT等，实现与云平台、大数据分析的无缝连接。 4. 安全性能提升： 随着网络攻击的威胁增加，PLC的网络安全和数据加密功能变得越来越重要。 5. 人机交互与可视化： 与HMI/SCADA系统的集成更加紧密，提供更直观、友好的操作界面。 6. 运动控制与伺服驱动集成： 越来越多的PLC具备了强大的内置运动控制功能，能够直接驱动伺服电机，实现高精度定位和同步控制。 7. 边缘计算与云协同： PLC将承担更多的边缘计算任务，对本地数据进行初步处理和分析，并通过云平台实现更高级别的协同和优化。 结语 PLC控制技术的发展，是工业自动化进步的晴雨表。从最初的简单逻辑控制，到如今能够承担复杂系统集成和智能化任务的强大平台，PLC技术不断革新，推动着工业生产向着更高效、更智能、更灵活的方向迈进。理解PLC的核心原理、编程方法和广泛应用，对于任何从事工业自动化领域的人员来说，都至关重要。它不仅是实现自动化控制的基石，更是构建未来智能工厂的关键技术之一。

评分☆☆☆☆☆

我最近一直在努力将自己过去那种依赖于简单开关量控制的思维模式，升级到更现代的、基于数据和网络通信的控制架构上。市面上的很多教材，要么停留在基础的输入输出映射，要么就是直接跳到某个特定品牌高端CPU的专属功能，中间的过渡和衔接总是显得生硬。然而，这本书的精彩之处恰恰在于其对“桥梁”的构建。它详尽地讨论了如何利用PLC进行工业以太网通信，如何与其他设备（如变频器、伺服驱动器乃至上位机SCADA系统）进行高效、可靠的数据交换。尤其是关于OPC UA协议在小型项目中应用的实例分析，让我深感受益。过去，我总觉得这些高级通信协议是留给大型系统集成的专利，阅读完相关章节后，我意识到即便是中小型生产线，也能通过合理的规划，实现数据采集和远程诊断，极大地提高了维护效率。文字的叙述风格非常严谨，数据图表清晰，逻辑推演步步为营，完全没有为了凑字数而堆砌内容的感觉，每一个章节都是干货的密集呈现。对于追求系统化、现代化控制策略的读者来说，这本书的价值无法用金钱衡量。

评分☆☆☆☆☆

这部《PLC控制技术(综合篇)》的出版，对于工业自动化领域的实践者和学习者来说，无疑是一场及时的甘霖。我作为一名常年与自动化设备打交道的工程师，深知理论与实际操作之间常常存在的鸿沟。这本书的编排极具匠心，它没有陷入那种枯燥的、纯粹的理论说教，而是将复杂的控制逻辑通过大量的、贴近生产现场的案例进行了生动的解析。特别是关于高级功能指令的应用部分，作者的讲解深入浅出，让我这个自诩经验丰富的人，都能从中找到新的视角来优化我手头上的项目。比如在处理复杂的配方控制和运动控制集成时，过去我总是在不同手册间来回翻阅，耗费大量精力。而这本书系统性地梳理了这些集成方案的底层逻辑和最佳实践，使得原本看似棘手的难题，在阅读完相关章节后，豁然开朗。它不仅仅是教会你“怎么做”，更重要的是让你理解“为什么这么做”，这种对原理的透彻把握，才是真正提升专业能力的关键。从基础的梯形图思维到面向对象编程思想在PLC中的应用，这本书的广度令人惊叹，真正做到了“综合”二字的体现。对于想要从初级技术员晋升到系统架构师的人来说，这本书是不可多得的良师益友。

评分☆☆☆☆☆

这本书在结构编排上的“综合”体现得淋漓尽致，它不仅仅关注编程语言本身，更将PLC系统作为一个整体来审视。我特别欣赏关于电气安全和EMC（电磁兼容性）在PLC编程与布线中应用的章节。在很多速成的培训班里，大家只关注程序跑起来就行了，却忽视了电气安全规范，这在工业现场是极其危险的。这本书详细阐述了安全继电器、急停回路与PLC状态的逻辑联动设计，以及如何通过合理的屏蔽和接地措施，来避免PLC因外界电磁干扰导致的误动作。这种对系统可靠性和人员安全的重视，体现了作者深厚的行业素养和责任感。阅读这些章节，我深刻体会到，真正的“控制技术”是包含硬件选型、布线设计、软件逻辑和安全规范在内的完整知识体系。作者用清晰、无歧义的语言，将这些看似分散的知识点有机地串联起来，形成了一个完整的知识闭环。对于任何希望系统建立起自己知识体系，而非仅仅掌握皮毛操作的读者，这本书的价值无可替代。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚刚接触自动化领域的本科毕业生，我对技术书籍的挑选总是格外谨慎，因为我非常害怕读到那些脱离实际生产环境、只适合在实验室里验证的“纸上谈兵”式的教材。这本书完全打破了我的顾虑。它在介绍各种控制算法和编程结构时，总能巧妙地穿插行业标准和实际故障排除的经验。举个例子，关于定时器和计数器的精确应用，书中不仅给出了标准的指令用法，还特别指出在强干扰环境下，如何通过软件滤波和冗余逻辑来保证计数值的准确性，这正是教科书往往会忽略的“野路子”智慧。这种注重实用性和鲁棒性的写作态度，极大地增强了我的信心。每当我在仿真软件中遇到无法复现的实际工况问题时，翻阅这本书，总能找到与之对应的思路和解决方案。它的排版和索引设计也十分人性化，使得查找特定知识点非常迅速，这在快节奏的工作学习中，无疑是巨大的加分项。它更像是一位经验丰富的老技师，手把手地带着你走进复杂的控制世界，而不是高高在上的理论指导者。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度，使得它能够服务于不同层次的技术人员。对于初学者而言，基础章节的梳理清晰、易于入门；而对于我这种有多年经验的人来说，书中关于高级功能块的应用、自定义函数库的构建，以及如何利用PLC进行初步的数据分析和SPC（统计过程控制）的探讨，提供了极大的思考空间。最令我印象深刻的是关于故障诊断和维护策略的部分。它不仅仅是列举了常见的错误代码，而是从信号链的角度，教会读者如何系统地追踪和定位偶发性故障，比如如何通过历史数据记录和报警分析来预测设备老化。这种前瞻性的维护思路，远超出了传统“坏了就修”的模式。全书语言流畅，没有生硬的翻译腔，处处流露出本土化、实战化的气息。这本书真正做到了将复杂的知识点进行“去魅”，让晦涩的控制原理变得可以触摸、可以实践，是值得反复研读的工具书和参考手册。