《PLC工業(yè)控制》是一本內(nèi)容充實(shí)、實(shí)踐性強(qiáng)的可編程邏輯控制器指導(dǎo)書。全面介紹了西門子公司推出的S7-1200PLC的編程與應(yīng)用，介紹了工業(yè)自動(dòng)化及過程控制的基本概念、繼電器邏輯程序設(shè)計(jì)的基本知識(shí)、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器編程、算術(shù)邏輯等常用控制指令、梯形圖編程、通用設(shè)計(jì)和故障診斷技術(shù)、數(shù)字化的開環(huán)閉環(huán)過程控制等內(nèi)容。本書由淺入深的講解、大量實(shí)驗(yàn)案例、精心挑選的課后習(xí)題都能使讀者更好地掌握可編程邏輯控制器的知識(shí)。本書內(nèi)容豐富、可讀性高、實(shí)用性強(qiáng)，既可作為高等院校自動(dòng)化、電氣工程、計(jì)算機(jī)控制及相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為PLC工程應(yīng)用設(shè)計(jì)人員的參考書。
本書是一本介紹PLC編程的書，其關(guān)注點(diǎn)集中于實(shí)際的工業(yè)過程自動(dòng)控制。全書以西門子S7-1200 PLC的硬件配置和整體式自動(dòng)化集成界面為基礎(chǔ)，利用一套小型、價(jià)格適中的培訓(xùn)套件介紹編程概念和自動(dòng)控制項(xiàng)目，并在每章末尾給出一些課后問題、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題、編程題、調(diào)試題或者項(xiàng)目程序改錯(cuò)題，最后給了一個(gè)綜合性設(shè)計(jì)項(xiàng)目。
本書特色：
●內(nèi)容豐富、體系完備，涉及工業(yè)自動(dòng)化及過程控制的基本概念、繼電器邏輯程序設(shè)計(jì)的基本知識(shí)、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器編程、算術(shù)邏輯等常用控制指令、梯形圖編程、通用設(shè)計(jì)和故障診斷技術(shù)、數(shù)字化的開環(huán)閉環(huán)過程控制等內(nèi)容。
●結(jié)構(gòu)合理、講解細(xì)致，結(jié)構(gòu)由淺入深，對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行了細(xì)致的講解和舉例分析，有利于讀者自學(xué)，容易入門。
●實(shí)踐性強(qiáng)、案例經(jīng)典，作者擁有豐富的過程控制經(jīng)驗(yàn)，對(duì)文中的案例和課后習(xí)題都進(jìn)行了精心的挑選和設(shè)計(jì)，涉及不同工業(yè)應(yīng)用場合，實(shí)踐性很強(qiáng)。
●課后習(xí)題豐富，每章末尾有課后問題、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題、編程題、調(diào)試題或者項(xiàng)目程序改錯(cuò)題，可幫助讀者查漏補(bǔ)缺，鞏固所學(xué)知識(shí)。
●提供多媒體教學(xué)幫助
這是一本介紹PLC編程的書，其關(guān)注點(diǎn)集中于實(shí)際的工業(yè)過程自動(dòng)控制。全書以西門子S7-1200 PLC的硬件配置和整體式自動(dòng)化集成（Totally Integrated Automation,TIA）界面為基礎(chǔ)進(jìn)行介紹。一套小型的、價(jià)格適中的教學(xué)套件將用于介紹本書中所有的編程概念及作者過去15年間實(shí)施的自動(dòng)控制項(xiàng)目程序片段，該套件包括：西門子電源模塊、控制器、分離式輸入/輸出模塊、分離式兩通道模擬輸入模塊、單路模擬輸出板、8路ON/OFF開關(guān)、人機(jī)界面（HMI）、4端口以太網(wǎng)交換模塊以及筆記本電腦。作者對(duì)在本書編寫過程中提供大力支持的西門子公司深表感謝，尤其是他們?cè)趯I(yè)技術(shù)方面提供的專家審校。
本書每章最后有一些課后問題、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題、編程題、調(diào)試題或者項(xiàng)目程序改錯(cuò)題。最后第9章詳細(xì)介紹了一個(gè)綜合性設(shè)計(jì)項(xiàng)目。本書選取的所有程序及系統(tǒng)配置參數(shù)都經(jīng)過了充分的測試驗(yàn)證。本書的網(wǎng)站該網(wǎng)站上有一個(gè)Microsoft PowerPoint格式的多媒體演示文稿，其中包含一些用于示意PLC控制原理的模擬仿真器，可用于交互學(xué)習(xí)。建議讀者結(jié)合這些仿真器學(xué)習(xí)演示文稿并完成練習(xí)，從而充分理解和掌握PLC編程的基礎(chǔ)知識(shí)。
第1章主要介紹了工業(yè)自動(dòng)化及過程控制的概念。第2章詳細(xì)介紹了繼電器邏輯設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，包括PLC的結(jié)構(gòu)和工作原理。PLC定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的配置、操作及編程控制等內(nèi)容構(gòu)成本書的第3章。本書網(wǎng)站上提供了多種PLC定時(shí)器的仿真器：延時(shí)導(dǎo)通（ONDELAY）定時(shí)器、延時(shí)關(guān)斷（OFFDELAY）定時(shí)器以及記憶型定時(shí)器。該網(wǎng)站還提供了用于闡釋本書前3章一些概念的仿真器，比如電機(jī)的啟動(dòng)/停止控制、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)控制。
Khaled Kamel博士現(xiàn)為得克薩斯南方大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系教授，之前曾在路易斯維爾大學(xué)工程學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系當(dāng)了22年的教授兼系主任。他還榮膺阿拉伯聯(lián)合酋長國大學(xué)信息科技學(xué)院及阿布扎比大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息科技學(xué)院的首任院長。Khaled Kamel博士擁有開羅大學(xué)電氣工程系和艾因夏姆斯大學(xué)（埃及）數(shù)學(xué)系的雙學(xué)士學(xué)位、滑鐵盧大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系的碩士學(xué)位以及辛辛那提大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系的博士學(xué)位。
Eman Kamel博士擁有開羅大學(xué)電氣工程學(xué)士學(xué)位、辛辛那提大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系的碩士學(xué)位以及路易斯維爾大學(xué)工業(yè)工程系的博士學(xué)位。她在Dow Chemical、GE Jet Engine、Philip Morris、VITOK Engineers、Evana Tools及PLC Automation公司積累了豐富的過程控制經(jīng)驗(yàn)。她在諸多工業(yè)領(lǐng)域成功設(shè)計(jì)并實(shí)施了基于PLC的自動(dòng)控制項(xiàng)目，例如污水處理、塑膜加工以及水利灌溉等工業(yè)控制領(lǐng)域。她對(duì)Siemens和 Allen Bradley公司PLC產(chǎn)品的編程、儀表、通訊及用戶界面具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。她還在多所大學(xué)教授PLC、計(jì)算機(jī)控制及自動(dòng)化課程
譯者序
作者簡介
前言
第1章自動(dòng)化及PLC控制系統(tǒng)簡介1
1.1控制系統(tǒng)概述2
1.1.1過程概述2
1.1.2人工控制3
1.1.3自動(dòng)化系統(tǒng)的組成5
1.2硬連接系統(tǒng)概述6
1.2.1常規(guī)繼電器6
1.2.2繼電器邏輯系統(tǒng)8
1.2.3控制繼電器應(yīng)用9
1.2.4電機(jī)磁力啟動(dòng)器10
1.2.5保持和去保持控制繼電器12
1.3PLC概述13
1.3.1什么是PLC13
1.3.2PLC的歷史15
1.3.3PLC 的結(jié)構(gòu)19
1.3.4硬連接系統(tǒng)改造20
1.3.5PLC梯形圖21
1.3.6電機(jī)的人工/自動(dòng)控制21
1.3.7S7-1200教學(xué)套件配置23
1.3.8過程控制的選擇25
習(xí)題與實(shí)驗(yàn)27
第2章PLC邏輯編程基礎(chǔ)39
2.1PLC硬件結(jié)構(gòu)40
2.1.1S7-1200處理器40
2.1.2CPU工作狀態(tài)41
2.1.3通信模塊41
2.1.4信號(hào)板41
2.1.5I/O模塊42
2.1.6供電電源43
2.1.7S7-1200 PLC存儲(chǔ)器配置44
2.1.8存儲(chǔ)器地址及程序存儲(chǔ)44
2.2梯形圖47
2.2.1PLC I/O終端連接48
2.2.2PLC布爾指令49
2.2.3移位及循環(huán)移位指令51
2.2.4程序控制指令52
2.3順序邏輯和組合邏輯指令54
2.3.1置位復(fù)位觸發(fā)指令54
2.3.2置位、復(fù)位輸出指令55
2.3.3上升沿與下降沿指令56
2.3.4邏輯門和真值表57
2.3.5組合邏輯指令60
2.3.6梯形圖編程舉例62
習(xí)題與實(shí)驗(yàn)65
第3章定時(shí)器和計(jì)數(shù)器程序設(shè)計(jì)83
3.1定時(shí)器基礎(chǔ)84
3.1.1延時(shí)導(dǎo)通定時(shí)器84
3.1.2延時(shí)關(guān)斷定時(shí)器87
3.1.3時(shí)間累加器（記憶累加定時(shí)器）89
3.1.4定時(shí)器應(yīng)用舉例90
3.2計(jì)數(shù)器基礎(chǔ)95
3.2.1增計(jì)數(shù)器95
3.2.2減計(jì)數(shù)器97
3.2.3增減計(jì)數(shù)器99
3.2.4計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例101
3.3特殊定時(shí)指令102
3.3.1脈沖發(fā)生器/脈沖定時(shí)器102
3.3.2單穩(wěn)態(tài)指令103
3.3.3單穩(wěn)態(tài)指令應(yīng)用舉例104
3.3.4計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例104
習(xí)題與實(shí)驗(yàn)108
第4章數(shù)學(xué)、傳送、比較指令119
4.1數(shù)學(xué)運(yùn)算指令120
4.1.1編號(hào)系統(tǒng)120
4.1.2西門子S7-1200 PLC的數(shù)據(jù)和計(jì)數(shù)表示法121
4.1.3常用數(shù)學(xué)運(yùn)算指令122
4.1.4MOVE指令和TRANSFER指令130
4.2比較指令132
4.2.1相等、大于及小于指令133
4.2.2在范圍指令和超范圍指令134
4.3工業(yè)應(yīng)用舉例139
4.3.1過程控制常見任務(wù)139
4.3.2小型工業(yè)過程控制應(yīng)用143
習(xí)題與實(shí)驗(yàn)147
第5章設(shè)備配置與人機(jī)界面155
5.1設(shè)備及PLC/HMI配置156
5.1.1西門子S7-1200 PLC硬件準(zhǔn)備156
5.1.2PLC/ HMI配置157
5.2HMI161
5.2.1通信基礎(chǔ)161
5.2.2PROFINET與以太網(wǎng)協(xié)議162
5.2.3HMI編程163
5.3監(jiān)視和控制178
5.3.1分布式控制系統(tǒng)過程描述178
5.3.2過程控制系統(tǒng)I/O配置178
5.3.3水泵站控制梯形圖設(shè)計(jì)179
5.3.4HMIPLC應(yīng)用舉例186
習(xí)題與實(shí)驗(yàn)189
第6章過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與故障診斷197
6.1過程控制系統(tǒng)概述(層次1)198
6.1.1過程描述198
6.1.2自動(dòng)化控制系統(tǒng)的層級(jí)199
6.1.3控制系統(tǒng)組件199
6.2過程控制實(shí)施(層次2)200
6.2.1I/O表200
6.2.2數(shù)據(jù)采集和閉環(huán)控制201
6.2.3項(xiàng)目邏輯框圖和梯形圖模塊201
6.2.4控制系統(tǒng)文檔初稿202
6.2.5程序文檔中的交叉引用203
6.3過程控制系統(tǒng)校驗(yàn)和啟動(dòng)(層次3)204
6.3.1強(qiáng)制賦值校驗(yàn)205
6.3.2觀察表校驗(yàn)209
6.3.3交叉引用、程序狀態(tài)和系統(tǒng)診斷校驗(yàn)211
6.4系統(tǒng)校驗(yàn)和故障排除222
6.4.1靜態(tài)校驗(yàn)222
6.4.2安全標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)防措施223
6.5安全措施應(yīng)用舉例225
習(xí)題與實(shí)驗(yàn)227
第7章儀表與過程控制233
7.1儀表基礎(chǔ)234
7.1.1傳感器基礎(chǔ)234
7.1.2模擬傳感器234
7.1.3數(shù)字傳感器235
7.2過程控制單元235
7.2.1測量單元基礎(chǔ)236
7.2.2過程控制變量237
7.2.3信號(hào)調(diào)理238
7.2.4信號(hào)傳輸238
7.3信號(hào)變換238
7.3.1A/ D轉(zhuǎn)換239
7.3.2D/ A轉(zhuǎn)換240
7.3.3分辨率和量化誤差241
7.4過程控制系統(tǒng)242
7.4.1控制過程242
7.4.2被控變量243
7.4.3控制策略與控制類型243
7.4.4過程控制閉環(huán)245
7.4.5控制系統(tǒng)偏差量化246
7.4.6控制系統(tǒng)暫態(tài)過程與性能評(píng)估247
7.5閉環(huán)過程控制的類型248
7.5.1ON/ OFF控制方式249
7.5.2比例控制方式250
7.5.3聯(lián)合控制方式251
7.5.4PLC/分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)視控制251
習(xí)題與實(shí)驗(yàn)252
第8章模擬應(yīng)用和先進(jìn)控制257
8.1模擬I/O配置與編程258
8.1.1模擬I/ O模塊258
8.1.2模擬I/ O模塊配置258
8.1.3模擬I/ O診斷功能配置259
8.1.4模擬信號(hào)調(diào)理262
8.1.5模擬I/ O編程264
8.2PID控制的配置與編程267
8.2.1閉環(huán)控制系統(tǒng)267
8.2.2控制系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)267
8.2.3控制系統(tǒng)分類270
8.2.4控制器的輸出特性271
8.2.5控制器結(jié)構(gòu)選擇272
8.3PID指令273
SIMATIC S7-1200容器液位PID控制275
習(xí)題與實(shí)驗(yàn)291
第9章綜合案例分析297
9.1灌溉渠水位控制298
9.1.1系統(tǒng)I/ O配置298
9.1.2邏輯框圖300
9.1.3控制系統(tǒng)模塊302
9.2灌溉渠控制系統(tǒng)梯形圖編程303
9.3灌溉渠控制系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)314
9.4水泵站控制系統(tǒng)316
9.4.1系統(tǒng)I/O分配表317
9.4.2控制系統(tǒng)模塊317
9.5水泵站控制系統(tǒng)梯形圖編程318
水泵報(bào)警功能318
9.6水泵站控制系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)323
習(xí)題與實(shí)驗(yàn)323
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