开放式控制系统编程技术

图书目录:

目　录

第 1章　概述　1

1.1　IEC 61131-3标准　1

1.1.1　IEC 61131简介　1

1.1.2　PLCopen组织概况　2

1.1.3　IEC 61131-3编程语言　3

1.1.4　IEC 61131-3的特点　4

1.2　软PLC　5

1.2.1　软PLC控制方案　6

1.2.2　软PLC的发展方向　8

1.3　CODESYS概述　9

1.3.1　CODESYS自动化解决方案　9

1.3.2　CODESYS实时核　12

1.4　软件的安装　14

1.4.1　安装所需的软硬件要求　15

1.4.2　安装及版本管理　15

1.4.3　启动编程软件　16

1.4.4　帮助　17

1.4.5　CODESYS开发系统　17

1.5　获取资料、插件和技术论坛　20

第 2章　CODESYS结构　22

2.1　软件模型　22

2.1.1　软件模型简介　22

2.1.2　软件模型的特点　24

2.2　设备　24

2.2.1　设备管理　24

2.2.2　设备编辑器　27

2.3　应用　28

2.3.1　任务　29

2.3.2　库文件　40

2.3.3　全局变量和局部变量　50

2.3.4　访问路径　52

2.4　程序组织单元　53

2.4.1　程序组织单元结构　54

2.4.2　函数　56

2.4.3　功能块　60

2.4.4　程序　66

2.5　应用对象　69

2.5.1　采样跟踪　69

2.5.2　持续变量　75

2.5.3　数据单元类型　77

2.5.4　全局网络变量　78

2.5.5　配方管理器　79

第3章　公共元素及变量　81

3.1　公共元素　81

3.1.1　字符集　81

3.1.2　分界符　82

3.1.3　关键字　84

3.1.4　常数　85

3.1.5　句法颜色　89

3.1.6　空格和注释　89

3.2　变量的表示和声明　93

3.2.1　变量　93

3.2.2　标识符　93

3.2.3　变量声明　94

3.3　数据类型　96

3.3.1　标准数据类型　96

3.3.2　标准的扩展数据类型　104

3.3.3　自定义数据类型　113

3.4　变量的类型和初始化　126

3.4.1　变量的类型　126

3.4.2　变量的初始化　128

3.5　变量声明及字段指令　129

3.5.1　变量匈牙利命名法　129

3.5.2　PRAGMA指令　131

第4章　编程语言　134

4.1　指令表（IL）　135

4.1.1　指令表编程语言简介　135

4.1.2　连接元素　137

4.1.3　操作指令　140

4.1.4　函数及功能块　148

4.1.5　应用举例　150

4.2　梯形图（LD）/功能块图（FBD）　152

4.2.1　梯形图/功能块图编程语言简介　152

4.2.2　连接元素　155

4.2.3　应用举例　166

4.3　结构化文本（ST）　169

4.3.1　结构化文本编程语言简介　169

4.3.2　指令语句　171

4.3.3　应用举例　186

4.4　顺序功能图（SFC）　191

4.4.1　顺序功能图编程语言简介　192

4.4.2　SFC的结构　194

4.4.3　应用举例　206

4.5　连续功能图（CFC）　208

4.5.1　连续功能图编程语言结构　208

4.5.2　连接元素　211

4.5.3　CFC的组态　219

4.5.4　应用举例　220

第5章　指令系统　222

5.1　位逻辑指令　222

5.1.1　基本位逻辑指令　223

5.1.2　置位优先与复位优先触发器指令　229

5.1.3　边沿检测指令　233

5.2　定时器指令　235

5.3　计数器指令　240

5.4　数据处理指令　245

5.4.1　选择操作指令　245

5.4.2　比较指令　250

5.4.3　移位指令　254

5.5　运算指令　261

5.5.1　赋值指令　261

5.5.2　算术运算指令　261

5.5.3　数学运算指令　266

5.5.4　地址运算指令　272

5.6　数据转换指令　275

第6章　基础编程　284

6.1　基本编程操作　284

6.1.1　启动CODESYS　284

6.1.2　PLC程序文件的建立　286

6.2　通信参数设置　290

6.3　程序下载/读取　292

6.3.1　编译　292

6.3.2　登录及下载　293

6.3.3　在线监视　296

6.4　程序调试　299

6.4.1　复位功能　299

6.4.2　调试工具　301

6.5　仿真　304

6.6　PLC脚本功能　306

6.7　程序隐含检查功能　308

第7章　可视化界面创建及应用　312

7.1　可视化界面　313

7.2　基本操作　314

7.2.1　创建可视化界面　314

7.2.2　添加工具　315

7.2.3　对齐工具　315

7.2.4　删除工具　315

7.3　工具　316

7.3.1　基本工具　316

7.3.2　通用控制工具　320

7.3.3　测量控制　331

7.3.4　灯/开关/位图　336

7.3.5　特殊控制　338

7.3.6　报警管理　344

7.4　完整视图的建立及编辑　349

第8章　控制系统工程实例　356

8.1　实用工程实例　356

8.1.1　电机正、反转运行　356

8.1.2　电机Y-D起动控制　363

8.1.3　旋转分度台正、反转控制　370

8.1.4　交通灯信号控制程序　378

8.1.5　停车场管理　382

8.2　模拟量闭环控制　385

8.2.1　模拟量闭环控制系统　385

8.2.2　闭环控制的主要性能指标　387

8.2.3　CODESYS的闭环控制功能　387

8.2.4　使用CODESYS实现闭环控制　388

8.2.5　模拟量输入数据整定　390

8.2.6　模拟量输出数据整定　393

8.2.7　输入数据滤波　394

8.3　数字PID控制器　401

8.3.1　PID控制原理　402

8.3.2　标准PID控制器　404

8.3.3　固定采样频率的PID控制器　406

8.3.4　PD控制器　407

8.3.5　积分分离控制器　409

8.3.6　带死区的PID控制器　410

8.3.7　PID参数整定　412

8.3.8　简易压紧机的控制实例　413

第9章　工业现场总线技术　422

9.1　通信技术基础　423

9.1.1　通信系统的结构　423

9.1.2　数据传输方式　424

9.1.3　数据传送介质　429

9.2　串行通信基础及协议标准　436

9.2.1　基本概述　436

9.2.2　串口通信接口标准　439

9.3　工业现场总线　442

9.3.1　现场总线技术　443

9.3.2　现场总线的特点　444

9.3.3　IEC 61158标准　448

9.3.4　FCS与DCS的基本要点和区别　452

9.3.5　现场总线的发展历程和发展现状　454

9.4　工业以太网　457

9.4.1　TCP/IP　458

9.4.2　TCP/IP的工作方式　460

9.4.3　IEEE 802通信标准　463

9.4.4　工业控制网络的拓扑结构　466

9.5　CANopen通信　472

9.5.1　运行原理　472

9.5.2　CANopen物理层　485

9.5.3　PDO通信示例　488

9.5.4　SDO通信示例　496

9.6　EtherCAT网络基础　500

9.6.1　EtherCAT物理层　500

9.6.2　EtherCAT硬件组成　505

9.6.3　EtherCAT运行原理　506

9.6.4　EtherCAT通信模式　516

9.6.5　EtherCAT状态机　521

9.6.6　EtherCAT伺服驱动器控制应用协议　523

9.6.7　EtherCAT主从站通信配置示例　534

9.7　PROFINET网络基础　540

9.7.1　PROFINET物理层　541

9.7.2　PROFINET　546

9.7.3　PROFINET协议架构　549

9.7.4　同步实时通信　554

9.7.5　PROFINET主从站通信配置　559

9.8　EtherNet/IP网络基础　566

9.8.1　EtherNet/IP物理层　567

9.8.2　EtherNet/IP运行原理　573

9.8.3　EtherNet/IP网络性能指标　580

9.8.4　EtherNet/IP通信配置　581

附录A　指令与快捷键　588

附录B　CODESYS V3新特性　596

参考文献　607