PLC模拟量与通信控制应用实例详解-(含DVD光盘1张) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 电子工业

ISBN：9787121231926

商品编码：29768067803

商品基本信息，请以下列介绍为准
商品名称：	PLC模拟量与通信控制应用实例详解-(含DVD光盘1张)
作者：	李江全
定价：	59.0
出版社：	电子工业
出版日期：	2014-06-01
ISBN：	9787121231926
印次：
版次：	1
装帧：	平装
开本：	16开

内容简介

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系列PLC模拟量输入/输出及其与PC的数据通信技术。其内容包括计数制与编码、PLC模拟量控制概述、PLC模拟量扩展模块、PLC数据通信基础、PC串行通信概述、PLC与PC数据通信协议、PLC模拟量输入与PC通信控制、PLC模拟量输出与PC通信控制、PLC温度检测与PC通信控制，其中PC与PLC通信程序同时采用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

第1章 计数制与编码 （1） 1.1 计数制 （1） 1.1.1 计数制概述 （1） 1.1.2 十进制数与二进制数 （2） 1.1.3 八进制数与十六进制数 （3） 1.2 计数制转换及其程序设计 （4） 1.2.1 二进制数与十进制数的转换 （4） 1.2.2 二进制数与八进制数的转换 （7） 1.2.3 二进制数与十六进制数的转换 （10） 1.2.4 八进制数与十进制数的转换 （13） 1.2.5 十六进制数与十进制数的转换 （14） 1.2.6 八进制数与十六进制数的转换 （17） 1.3 字符编码 （17） 1.3.1 BCD码 （18） 1.3.2 格雷码 （18） 1.3.3 ASCII编码 （20） 第2章 PLC模拟量控制概述 （23） 2.1 模拟量与模拟量控制 （23） 2.1.1 模拟量与数字量 （23） 2.1.2 模拟量控制系统简介 （24） 2.2 模拟量信号处理 （28） 2.2.1 A/D与D/A转换 （28） 2.2.2 采样和滤波 （30） 2.2.3 标定和标定变换 （35） 2.3 PLC模拟量控制 （37） 2.3.1 PLC模拟量控制系统的组成与特点 （37） 2.3.2 PLC模拟量控制过程与目的 （38） 2.3.3 PLC模拟量输入/输出方式 （40） 2.4 PLC控制系统设计与可靠性措施 （44） 2.4.1 PLC控制系统设计过程 （44） 2.4.2 PLC控制系统的可靠性措施 （47） 第3章 PLC模拟量扩展模块 （51） 3.1 三菱FX2N系列PLC的模拟量扩展模块 （51） 3.1.1 特殊功能模块概述 （51） 3.1.2 特殊功能模块的读/写指令 （53） 3.1.3 模拟量输入/输出模块简介 （57） 3.1.4 A/D转换模块 （60） 3.1.5 D/A转换模块 （67） 3.1.6 温度扩展模块 （74） 3.2 西门子S7-200系列PLC的模拟量扩展模块 （77） 3.2.1 PLC对模拟量的处理 （77） 3.2.2 模拟量输入模块 （78） 3.2.3 模拟量输出模块 （81） 3.2.4 温度扩展模块 （83） 第4章 PLC数据通信基础 （85） 4.1 PLC数据通信概述 （85） 4.1.1 数据通信系统组成 （85） 4.1.2 PLC数据通信的目的 （86） 4.1.3 PLC数据通信的类型 （88） 4.1.4 PLC数据通信的链接方式 （91） 4.1.5 数据在PLC存储器中存取的方式 （95） 4.1.6 PLC控制系统的信号类型 （96） 4.1.7 PLC数据通信介质 （98） 4.2 个人计算机与PLC的通信 （100） 4.2.1 计算机与PLC通信的方法与条件 （101） 4.2.2 计算机与PLC的通信内容 （102） 4.2.3 计算机与PLC通信程序的设计要点与方法 （103） 4.2.4 PLC串口通信调试软件及其应用 （108） 第5章 PC串行通信概述 （112） 5.1 串行通信技术简介 （112） 5.1.1 串行通信的基本概念 （112） 5.1.2 串行通信协议 （116） 5.1.3 串行通信的接口标准 （121） 5.1.4 PC中的串行端口 （127） 5.1.5 串行通信线路连接 （130） 5.1.6 串口调试工具 （132） 5.2 串行通信控件MSComm （134） 5.2.1 MSComm控件处理通信的方式 （134） 5.2.2 MSComm控件的使用 （134） 5.2.3 MSComm 控件的常用属性 （137） 5.2.4 MSComm控件的OnComm事件 （141） 5.2.5 MSComm控件通信步骤 （143） 5.3 PLC组态王串口通信设置 （143） 5.3.1 三菱FX系列PLC组态王通信设置 （143） 5.3.2 西门子S7-200 PLC组态王通信设置 （145） 5.4 LabVIEW与串口通信 （146） 5.4.1 LabVIEW中的串口通信功能模块 （146） 5.4.2 LabVIEW串口通信步骤 （148） 第6章 PLC与PC数据通信协议 （150） 6.1 通信协议基本知识 （150） 6.1.1 通信网络开放系统互连模型OS

编辑

1、针对三菱、西门子PLC的模拟量输入/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。

摘要

前 言 可编程序逻辑控制器（简称PLC）主要是为现场控制而设计的，其人机界面主要是开关、按钮、指示灯等，因其良好的适用性和可扩展能力而得到越来越广泛的应用。采用PLC的控制系统或装置具有可靠性高、易于控制、系统设计灵活、能模拟现场调试、编程使用简单、高、有良好的抗干扰能力等特点。但是，PLC也有不易显示各种实时图表、曲线和汉字，无良好的用户界面，不便于监控等缺陷。 现代PLC的通信功能很强，可以实现PLC与计算机、PLC与PLC、PLC与其他智能控制装置之间的通信联网。PLC与计算机联网，可以发挥各自所长。PLC用于现场设备的直接控制，作为下位机，执行可靠有效的分散控制。计算机作为上位机可以提供良好的人机界面，进行系统的监控和管理，进行程序编制、参数设定和修改、数据采集等，既能保证系统性能，又能使系统作简便，便于生产过程的有效监督。因此，要求PLC与计算机之间具有稳定、可靠的数据通信。 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系列PLC模拟量输入/输出及其与PC的数据通信技术。其内容包括计数制与编码、PLC模拟量控制概念、PLC模拟量扩展模块、PLC数据通信基础、PC串行通信概述、PLC与PC数据通信协议、PLC模拟量输入与PC通信控制、PLC模拟量输出与PC通信控制、PLC温度检测与PC通信控制，其中PC与PLC通信程序同时采用VB、VC++、LabVIEW和组态软件实现。 本书内容丰富，可供各类自动化、计算机应用、机电一体化等专业的大学生、研究生学习PLC数据通信技术，也可供计算机控制系统研发的工程技术人员参考。 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。 本书由石河子大学鲁敏编写第1、2章，李亚萍编写第3、4章，张荣华编写第5、6章，李树峰编写第7、8章，李江全编写第9、10章，西安航空职业技术学院媚编写第11、12章，全书由李江全担任主编并统稿，张荣华、鲁敏、李亚萍担任副主编。参与编写工作的人员还有田敏、朱东芹、郑瑶、刘恩博、邓红涛、李宏伟、郑重、汤智辉、胡蓉等老师。 由于编者水平有限，书中难免存在不妥或错误之处，恳请广大读者批评指正。 编 者 2014年4月

现代工业自动化控制的基石：PLC模拟量与通信控制核心技术深度解析 引言 在日新月异的工业自动化浪潮中，可编程逻辑控制器（PLC）已然成为现代工业生产的神经中枢，支撑着从基础制造到高端智能化的各个环节。而PLC模拟量输入/输出（I/O）以及各类通信技术的掌握，更是实现精细化、智能化控制的关键所在。本书旨在深入剖析PLC在处理模拟量信号以及实现不同通信协议下的集成控制的应用原理与实践技巧，为广大工程技术人员、院校师生及相关领域的研究者提供一套系统、详实、极具参考价值的技术指南。 第一部分：PLC模拟量信号处理的奥秘 在现代工业生产过程中，大量物理量的测量与控制，如温度、压力、流量、液位、速度、位移等，都以模拟信号的形式存在。PLC作为自动化控制的核心，必须能够准确、高效地采集和输出这些模拟信号，才能实现对生产过程的精确调控。本部分将围绕PLC模拟量信号的处理展开深入的讲解。 第一章：模拟量信号的基础理论与特性 模拟信号的本质： 详细阐述模拟信号的定义、特点，以及其与数字信号的区别与联系。我们将从物理学的角度出发，解释连续变化的电压或电流如何代表实际的物理量。 常见的模拟传感器： 介绍各类常用的模拟量传感器，包括热电偶、热电阻（RTD）、压力传感器、液位传感器、流量计、编码器等。重点讲解它们的测量原理、输出信号类型（如4-20mA、0-10V等）及其在不同工业场景下的应用。 模拟信号的干扰与噪声： 分析模拟信号在传输过程中易受到的电磁干扰、接地回路、信号衰减等问题。讲解如何识别噪声源，以及采取相应的抗干扰措施，如屏蔽线、差分信号传输、滤波电路等，以确保信号的稳定性和准确性。 信号调理与隔离： 介绍信号调理电路的作用，包括放大、衰减、滤波、阻抗匹配等，以使传感器输出的原始信号能够被PLC准确识别。深入讲解光耦隔离、变压器隔离等隔离技术，阐述其在提高系统安全性和抗干扰能力方面的重要性。 第二章：PLC模拟量输入模块详解 模拟量输入模块的结构与原理： 剖析PLC模拟量输入模块的内部构成，包括输入缓冲电路、采样保持电路、模数转换器（ADC）等。重点讲解ADC的工作原理，包括分辨率、采样率、量化误差等参数的含义及其对测量精度的影响。 模拟量输入模块的选型与配置： 指导读者如何根据实际需求选择合适的模拟量输入模块，包括通道数、输入信号范围（电压、电流）、分辨率、隔离性能等。讲解在PLC编程软件中如何进行模拟量输入通道的组态与参数设置。 模拟量输入信号的读取与处理： 演示如何在PLC程序中读取模拟量输入值，并将其转换为实际的物理量。介绍比例运算、零点校准、斜率校准等常见的数据处理方法，以及如何根据传感器特性进行精确的标定。 异常信号的检测与处理： 讨论模拟量输入信号可能出现的异常情况，如断线、短路、超出量程等。讲解如何通过程序设计实现对这些异常的检测，并采取相应的报警、降级处理或安全停机措施，以保障生产安全。 第三章：PLC模拟量输出模块详解 模拟量输出模块的结构与原理： 详细介绍PLC模拟量输出模块的内部工作原理，包括数模转换器（DAC）、输出放大电路、电流/电压输出驱动电路等。讲解DAC的工作过程及其影响输出信号精度的关键参数。 模拟量输出模块的选型与配置： 提供模拟量输出模块选型指南，考虑输出信号类型（电压、电流）、输出范围、通道数、响应速度等因素。讲解在PLC编程软件中如何配置模拟量输出通道，并设置输出参数。 模拟量输出信号的生成与控制： 演示如何在PLC程序中生成模拟量输出信号，并将其转换为实际的控制指令。讲解如何利用模拟量输出控制变频器、伺服驱动器、比例阀等执行机构，实现对电机转速、阀门开度、液位高度等的精确调节。 输出信号的动态响应与稳定性： 分析模拟量输出信号的动态响应特性，以及如何通过程序优化和参数调整来提高控制的平稳性和响应速度。探讨PID控制在模拟量输出中的应用，以实现更加鲁棒的闭环控制。 第二部分：PLC通信控制的广泛应用 在现代工业自动化系统中，单个PLC往往需要与其他设备、上位机、甚至其他PLC进行信息交互，以实现更高层次的协同控制与数据共享。PLC通信功能的重要性不言而喻。本部分将深入探讨PLC的各种通信协议及其应用。 第四章：PLC通信的基础理论与网络拓扑 通信协议概述： 介绍工业通信的通用概念，包括串行通信、并行通信、网络通信等。讲解通信协议在实现设备间数据交换中的核心作用。 常见的通信接口： 详解RS-232、RS-485、Ethernet等工业领域常用的通信接口，阐述它们的电气特性、传输介质、最大传输速率和通信距离。 工业通信网络拓扑结构： 介绍星型、总线型、环型、树型等常见的工业网络拓扑结构，分析它们的优缺点以及在不同应用场景下的适用性。 通信错误检测与纠错： 讲解校验位（奇偶校验、CRC校验）等通信差错检测机制，以及纠错码在提高通信可靠性方面的作用。 第五章：PLC串行通信应用 RS-485通信在PLC中的应用： 详细介绍RS-485通信协议，包括其多点通信能力、抗干扰性等特点。演示如何在PLC中使用RS-485接口与变频器、温控器、传感器等设备进行通信。 Modbus RTU/ASCII协议详解： 深入解析Modbus RTU和ASCII协议的报文结构、功能码、寄存器地址等关键概念。通过实例讲解如何使用Modbus协议在PLC之间进行数据交换，或实现PLC与第三方设备（如人机界面HMI）的通信。 PLC之间的串行通信实例： 通过具体的PLC编程实例，展示如何配置PLC的串行通信端口，如何编写读写指令，以及如何实现简单的数据共享与控制。 第六章：PLC以太网通信应用 以太网在工业自动化中的优势： 分析以太网在高带宽、易扩展性、标准化等方面的优势，以及其在构建现代化工业网络中的重要地位。 TCP/IP协议族基础： 简要介绍TCP/IP协议族的基本概念，包括IP地址、子网掩码、网关、端口号等，以及TCP和UDP协议的区别与选择。 Ethernet/IP与Modbus TCP协议： 详细介绍Ethernet/IP和Modbus TCP这两种主流的基于以太网的工业通信协议。阐述它们的报文结构、通信模式、以及在PLC与各种智能设备（如机器人、视觉系统、SCADA系统）通信中的应用。 PLC与上位机/SCADA系统的通信： 演示如何通过以太网实现PLC与上位机软件（如组态王、WinCC）或SCADA系统的数据交互，实现远程监控、数据采集、故障诊断和生产调度。 OPC UA通信技术： 介绍OPC UA（Unified Architecture）作为一种跨平台、安全、面向服务的工业通信标准。讲解OPC UA在实现异构系统之间互联互通、构建工业4.0信息模型中的作用。 第七章：PLC的工业现场总线应用 工业现场总线概述： 介绍工业现场总线（Fieldbus）的概念，及其相对于传统点对点连接的优势。 Profibus/Profinet协议详解： 详细讲解Profibus（DP/PA）和Profinet这两种广泛应用于工业自动化领域的西门子公司开发的现场总线技术。分析它们的通信机制、网络结构、以及在实现PLC与分布式I/O、驱动器、传感器等设备之间高效通信中的应用。 CC-Link/CC-Link IE协议详解： 介绍三菱公司开发的CC-Link和CC-Link IE系列现场总线技术。分析其在亚洲市场的普及度，以及在实现高速、高精度控制方面的优势。 其他主流工业总线简介： 简要介绍CANopen, DeviceNet等其他在特定领域具有影响力的工业现场总线。 第八章：PLC通信控制的高级应用与集成 分布式控制系统（DCS）与PLC集成： 探讨PLC在大型DCS系统中的角色，以及如何通过通信技术实现PLC与DCS的协同工作。 PLC网络安全： 随着工业网络化的深入，网络安全问题日益突出。本章将探讨PLC通信中常见的安全威胁，以及防火墙、VPN、访问控制等安全防护措施。 工业物联网（IIoT）与PLC通信： 讲解PLC如何作为IIoT中的一个重要节点，通过各种通信技术与云平台、边缘计算设备进行数据交互，实现设备互联、数据分析和智能化决策。 故障诊断与远程维护： 利用PLC通信功能，实现对远程设备进行故障诊断、程序更新和参数调整，从而降低维护成本，提高设备可用性。 PLC通信控制的优化与设计考虑： 总结PLC通信系统设计中的关键因素，包括通信协议的选择、网络带宽的评估、数据一致性的保证、以及系统冗余与容错设计。 结论 本书通过对PLC模拟量信号处理和各类通信控制技术的全面深入讲解，旨在帮助读者掌握在现代工业自动化环境中进行高效、可靠的系统设计、开发与维护所需的核心知识与技能。从基础的模拟量采集与输出，到复杂的工业网络通信协议，本书力求提供清晰的原理阐述、丰富的实例演示和实用的技术技巧，以期能够真正赋能广大工程技术人员，应对工业自动化领域不断涌现的新挑战。

评分☆☆☆☆☆

这部书的封面设计，坦白说，有点让人摸不着头脑。它采用了一种深蓝与灰色的搭配，中间是程式化的电路图线条，给人一种严肃、技术性很强的感觉。我原本期待看到一些更直观的、与“应用实例”相关的视觉元素，比如实际的工业现场照片，或者至少是一些清晰的控制面板示意图。然而，它给我的第一印象更像是大学里一本厚重的教材的封面，而不是一本面向实践应用的书籍。虽然内容才是王道，但作为一名希望快速找到解决实际问题的工程师，这种略显过时的封面设计，确实让我花了更长时间去确认它是否真的包含我需要的那些“实例详解”。希望内页的排版和图例能弥补这种视觉上的不足，否则，在书店里它可能很容易被淹没在那些设计更现代化的竞争者中间。我希望这本书能用实际的干货来证明它的价值，而不是仅凭一个略显沉闷的包装。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的实体书时，首先注意到的是它的装帧质量。纸张的克重似乎并不算太高，内页的印刷清晰度尚可，但在处理那些包含大量代码片段和系统截图的页面时，细节的表现力稍显不足。尤其是那些涉及到波特率、寄存器地址等需要精确辨识的字符，在某些光照条件下，看起来会有些吃力。对于一本强调“详解”的专业技术书籍来说，图文的质量是至关重要的。我非常看重那些系统配置界面的截图，它们直接决定了读者能否快速模仿和操作。如果截图模糊或者排版混乱，那么读者就不得不频繁地在电脑屏幕和书本之间来回切换，这极大地削弱了阅读的流畅性。我希望作者在内容组织上，能够更注重插图的清晰度和有效性，让每一个截图都成为帮助理解复杂流程的有力工具，而不是仅仅作为一种装饰性的补充。

评分☆☆☆☆☆

这本书的定价定位，我得说，对于一个初学者来说，可能略微有些偏高。我购买它主要是冲着“PLC模拟量与通信控制”这个非常实用的主题去的，因为这两个领域在现代自动化系统中几乎是无处不在的瓶颈。在翻阅了目录之后，我发现它涵盖了从基础的4-20mA信号采集、PID算法在PLC中的实现，到工业以太网协议如EtherNet/IP和Profinet的配置和故障排查。这些内容本身价值不菲，但如果书中对这些复杂概念的讲解，不能做到像某些顶级外文原著那样逻辑严密、层层递进，那么这个价格就显得有些“硬气”了。我希望它不仅仅是罗列了各种技术文档的摘要，而是真正通过精心设计的案例，将这些理论知识消化成可以立即转化为生产力的操作步骤。如果只是在软件手册的层面上进行复述，那读者购买一本厚厚的参考手册可能更划算，而不是专门为了这本书的“实例详解”买单。

评分☆☆☆☆☆

从目录结构上看，这本书似乎更偏向于西门子或三菱等主流品牌的一些通用实践，这对于广大的自动化工程师来说是一个好消息，因为它保证了基础知识的适用性。但是，我特别留意了它在“通信控制”部分的处理方式。如今的现场总线技术发展得异常迅速，很多新兴的、或者特定行业内流行的物联网（IIoT）协议，例如MQTT在边缘计算中的应用，往往是当前项目中最头疼的部分。我非常好奇，这本书是否能在保证传统控制系统讲解深度的同时，也触及到这些更现代化的、跨平台的数据交换标准。如果它仅仅停留在传统的串行通信或早期的以太网协议，那么这本书的“前沿性”就会大打折扣，对于那些正处于技术升级换代十字路口的工程师来说，价值会打个折扣。我期待它能提供一些关于如何将传统PLC数据高效、安全地上传到云端或MES系统的真实例证，而不仅仅是PLC之间的点对点通信。

评分☆☆☆☆☆

最让我感到一丝犹豫的是，这本书的出版年份相对来说，在技术书籍领域不算“新鲜”了。自动化技术迭代的速度非常快，尤其是在软件版本和操作系统兼容性方面。我担心书中使用的软件界面截图，例如某个特定版本的STEP 7或GX Works，可能与当前市场上主流使用的最新版本存在较大的差异。这意味着，即使讲解的逻辑是正确的，读者在实际操作时，也需要花费额外的时间去适应界面上的按钮位置变化或者功能模块的重新命名。如果书中能够对这种版本兼容性做出明确的标注，或者在关键步骤提供针对新旧版本的对比说明，那就太棒了。否则，这种“时效性”的缺失，会使得那些急需最新解决方案的工程师在使用时，不得不自行进行大量的“翻译”和“适配”工作，这无疑会增加学习的摩擦成本。