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
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• 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： 夜语笙箫图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121233197

商品编码：29655813163

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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《工业自动化控制系统设计与实践》 深度解析：从基础原理到复杂系统集成 本书旨在为从事工业自动化控制的工程师、技术人员以及相关专业的学生提供一个全面、深入的学习平台。它不局限于某一特定领域的PLC应用，而是从更宏观的视角出发，系统地阐述了工业自动化控制系统的设计理念、核心技术、关键组件以及实际应用中的考量因素。通过详实的理论讲解和贴合实际的案例分析，帮助读者构建扎实的理论基础，掌握从传感器选型、执行器配置到控制器编程、系统集成和故障诊断的全流程技能。 第一篇：工业自动化控制系统基础理论与核心组件 第一章：工业自动化控制系统概述 本章将带领读者进入工业自动化的世界，详细探讨其发展历程、重要性以及在现代工业生产中的关键作用。我们将剖析自动化系统的基本构成，包括感知层（传感器）、控制层（PLC、DCS、IPC等）和执行层（电机、阀门、执行机构等），以及信息层（HMI、SCADA、MES等）。通过对不同自动化系统架构的比较，读者将理解不同解决方案的适用场景和优劣势。此外，本章还将重点介绍工业通信的意义和基本分类，为后续章节的深入学习奠定基础。 第二章：传感器与变送器技术详解 传感器是自动化系统的“眼睛”，其性能直接关系到整个系统的准确性和可靠性。本章将深入介绍各类常用工业传感器的原理、选型方法和应用注意事项。我们将涵盖温度传感器（热电偶、热电阻、红外）、压力传感器（应变片式、电容式、压阻式）、液位传感器（浮球式、电容式、超声波）、流量传感器（电磁、涡轮、质量流量）、位移传感器（LVDT、编码器）以及接近传感器（电感、电容、光电）等。对于每种传感器，本书将详细阐述其工作原理，分析影响测量精度的关键因素，并提供在不同工业环境下进行合理选型的指导。同时，变送器的作用——将传感器原始信号转换为标准化的电信号（如4-20mA、HART）——也将得到详细阐述，包括其电路设计、校准方法和通信协议。 第三章：执行机构与驱动技术 执行机构是自动化系统的“手脚”，负责将控制器的指令转化为实际的物理动作。本章将聚焦于各种工业执行机构的工作原理、选型与控制方法。我们将详细讲解电机（直流电机、交流电机、步进电机、伺服电机）及其驱动器的选型与控制策略，包括速度控制、位置控制和力矩控制。同时，对各类工业阀门（球阀、蝶阀、调节阀、电磁阀）的结构、工作原理、选型原则以及气动、液压、电动驱动方式进行深入分析。此外，本章还将介绍其他常用执行机构，如电磁铁、继电器、接触器等，并探讨它们在不同自动化场景中的应用。 第四章：工业通信技术与网络协议 工业通信是实现自动化系统各部件之间信息交互的生命线。本章将全面梳理工业通信的各种技术和协议。我们将从串行通信（RS-232, RS-485）入手，讲解其基本原理、传输特性和应用场景。随后，深入探讨工业以太网的兴起，重点介绍Ethernet/IP, Profinet, Modbus TCP等主流协议的特点、网络拓扑结构、数据交换方式和在实际应用中的配置要点。对于现场总线技术，如Profibus, Foundation Fieldbus, CC-Link等，也将进行详细阐述，分析其在实时性、可靠性和集成性方面的优势。此外，无线工业通信技术（如Wi-Fi, LoRa, NB-IoT）在特定场景下的应用前景和挑战也将有所提及。 第二篇：工业自动化控制系统设计与集成 第五章：控制器选型与配置 控制器是自动化系统的“大脑”，负责处理输入信号、执行控制逻辑并输出控制指令。本章将系统性地介绍不同类型的工业控制器，包括可编程逻辑控制器（PLC）、分布式控制系统（DCS）和工业PC（IPC）。我们将详细阐述PLC的硬件架构（CPU模块、I/O模块、通信模块、电源模块），不同系列PLC的特点和适用范围，以及PLC选型时需要考虑的因素，如处理能力、I/O点数、通信能力、功耗和成本。DCS的分布式结构、冗余设计和协同控制能力也将被重点介绍。IPC在高端控制、数据处理和与其他系统集成方面的优势也将得以体现。 第六章：控制系统架构设计 一个优化的控制系统架构是实现高效、稳定运行的关键。本章将引导读者从系统整体出发，学习如何设计合理的控制系统架构。我们将探讨集中式、分布式和混合式控制架构的特点、优缺点及其适用场景。重点讲解如何根据生产工艺的复杂性、实时性要求、可扩展性和维护成本来选择合适的架构。此外，本章还将介绍如何进行功能划分、任务分配以及对系统进行冗余设计，以提高系统的可靠性和可用性。 第七章：人机界面（HMI）与监控系统（SCADA）设计 人机界面（HMI）和监控与数据采集（SCADA）系统是操作员与自动化系统交互的桥梁。本章将深入讲解HMI和SCADA系统的设计理念、功能和开发过程。我们将介绍HMI的硬件类型（触摸屏、操作面板）、软件设计原则（图形化、直观性、易用性）、常用控件的使用以及动画和报警功能的实现。对于SCADA系统，我们将阐述其数据采集、实时监控、趋势显示、报警管理、报表生成和历史数据存储等核心功能，并探讨如何与PLC、DCS等控制器进行高效集成。 第八章：系统集成与调试 系统集成是将分散的硬件和软件组件整合成一个完整、协同工作的自动化系统。本章将详细阐述系统集成的关键步骤和注意事项。我们将讨论如何进行硬件连接、通信配置、软件编程与联调。重点讲解如何在实际项目中进行系统调试，包括单点测试、联机测试、功能测试、性能测试和压力测试。此外，本章还将介绍故障诊断的常用方法和工具，帮助读者快速定位和解决系统运行中出现的各种问题。 第三篇：工业自动化控制系统应用与发展趋势 第九章：典型工业过程控制应用案例分析 本章通过多个实际的工业应用案例，将前几章的理论知识融会贯通。我们将选取不同行业（如食品饮料、石油化工、电力、冶金、汽车制造）的典型生产过程，详细剖析其自动化控制系统的设计思路、关键技术和实现细节。例如，我们将分析一个连续生产线的温度、压力、流量的闭环控制系统，一个批次生产过程的顺序控制与配方管理系统，以及一个机器人协作的生产单元的运动控制系统。每个案例都将包含系统架构图、关键设备选型、控制策略选择、通信方式以及调试要点。 第十章：工业物联网（IIoT）与智能制造 随着信息技术的飞速发展，工业物联网（IIoT）和智能制造已成为工业自动化的新趋势。本章将探讨IIoT的核心概念、关键技术（如传感器网络、云计算、大数据分析、人工智能）及其在工业自动化领域的应用。我们将分析如何通过IIoT实现设备互联互通、数据采集与分析、远程监控与诊断、预测性维护以及生产过程的智能化优化。此外，本章还将展望智能制造的未来发展方向，包括柔性制造、个性化定制、数字孪生等，为读者提供前瞻性的视野。 第十一章：信息安全与系统维护 在日益互联互通的工业环境中，信息安全变得至关重要。本章将重点关注工业自动化系统的网络安全和信息安全问题。我们将介绍常见的网络攻击类型、安全风险以及相应的防护措施，包括防火墙配置、访问控制、数据加密和安全审计。同时，本章还将详细阐述自动化系统的维护策略，包括预防性维护、定期检查、备件管理和升级换代，以确保系统的长期稳定可靠运行，最大程度地降低停机时间，提高生产效率。 结论 《工业自动化控制系统设计与实践》是一本面向工程实践的著作，它以系统化的方法，从基础原理到应用实践，全方位地展现了工业自动化控制的魅力。通过本书的学习，读者不仅能够深入理解自动化系统的设计、集成与运行，更能掌握解决实际工程问题的能力，为在工业自动化领域取得成功奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

说句实在话，市面上关于自动化控制的书籍，十有八九都是把已有的技术手册和官方文档重新包装了一下，读起来味同嚼蜡。但是，这本书显然是凝结了作者多年“趟过雷区”的经验。我最关注的是它在“系统集成和数据交互”部分的处理。现在的工厂越来越强调MES和ERP的打通，现场控制层和管理层的数据交互简直是个灾难，各种老旧协议和新型工业以太网混用。这本书没有回避这个问题，而是深入讲解了如何利用标准功能块实现跨平台的数据映射和校验机制，特别是对于那些常见的OPC UA和Modbus TCP/IP的实际应用陷阱，提供了非常细致的解决方案。我记得书中提到的一段关于时间戳同步的技巧，直接帮我解决了一个长期困扰我们的数据追溯难题——之前我们一直以为是网络延迟，结果是PLC内部时钟源漂移导致的。这种深入到“骨髓里”的细节挖掘，是其他泛泛而谈的书籍无法比拟的，它真正体现了“详解”二字的重量，不是简单的“如何做”，而是“为什么这么做才能不出错”。

评分☆☆☆☆☆

这本号称“应用实例详解”的书，说实话，读完之后我感觉收获颇丰，尤其是在那些实际工程场景的模拟和剖析上。它不像那种干巴巴的理论教科书，而是真正把我们日常工作中遇到的那些棘手问题——比如高速运动控制下的抖动处理、或者复杂多变的生产线上的故障诊断逻辑——都掰开了揉碎了讲。记得有一次我们部门的生产线某个环节总是莫名其妙地停机，查了好几天都没头绪，后来我翻到书中关于“周期性错误排查与软件陷阱分析”那一章，里面详细描述了一个类似的情景，虽然我的设备品牌不同，但那种思维导图式的逻辑推演方法简直就是一把万能钥匙，让我茅塞顿开，最终定位到了一个被忽视的定时器溢出问题。作者对于不同品牌PLC编程风格的比较分析也做得非常到位，这点对于我们这些需要维护异构系统（比如车间里既有西门子又有三菱的设备）的工程师来说，简直是救命稻草。光盘里的那些仿真文件，我得说，比我花大价钱买的某些商业培训资料还要实用，直接拖进我的虚拟环境中跑了一遍，那些复杂的通信协议握手过程，理论上看起来云里雾里，实操一遍后瞬间清晰。这本书的价值在于它成功地架起了一座理论与野蛮生长的工程实践之间的桥梁，让你知道书本上的知识在现实中是如何“变异”和如何被“驯服”的。

评分☆☆☆☆☆

我是一个刚入行不久的自动化新手，面对浩如烟海的PLC资料，真有点无从下手的感觉，市面上的书要么太偏理论，公式推导能把你绕晕，要么就是代码堆砌，看不出所以然。然而，这本书给我的感觉是，它像是我的一个技术导师在手把手教我干活。它的章节组织逻辑非常贴合实际项目开发的流程，从需求分析（虽然是以实例切入）到硬件选型，再到程序逻辑设计和最终的调试优化，每一步都有清晰的图示和注释详尽的程序段。我特别欣赏它对“边界条件”的处理。很多教程只告诉你“这样做是对的”，但这本书会花大量篇幅解释“如果输入信号延迟了50毫秒会发生什么”，或者“当两个关键变量同时达到阈值时，系统如何进行优先级仲裁”。这种对潜在风险的预判能力，是书本上最宝贵的财富。而且，这本书的语言风格非常接地气，没有太多高深的学术术语，即便是初学者也能很快跟上节奏，并且能立刻在自己的练习板上尝试复现书中介绍的那些小功能块，这对建立信心和快速上手至关重要。光盘中的资料是锦上添花，但光是文字和图表部分，已经足够我消化很长一段时间了。

评分☆☆☆☆☆

对于那些追求代码效率和系统稳定性的资深工程师而言，这本书的价值点可能在于其对“优化”的探讨。初学者满足于让程序跑起来，而我们这些老兵则在追求更少的扫描时间、更低的能耗和更高的冗余度。这本书在几处关键的算法实现上，展示了作者对于底层硬件特性的深刻理解。例如，在处理复杂的PID运算时，它不仅给出了标准的公式实现，还对比了固定点运算和浮点运算在特定硬件上的性能差异和精度损失，这在对实时性要求极高的场合至关重要。此外，在网络冗余设计方面，它没有停留在概念层面，而是提供了具体的环网冗余协议（如MRP或RSTP在PLC网络中的实际配置要点和注意事项），这些内容往往需要查阅多份不同厂商的白皮书才能拼凑起来，这本书却把它整合得井井有条，逻辑清晰。这种对性能极限的探索和对最佳实践的总结，使得这本书超越了一本基础教程的范畴，更像是一本进阶的技术参考手册，值得反复研读，每次都能发现新的优化点。

评分☆☆☆☆☆

从一个“跨界者”的角度来看这本书，我发现它最大的优点是其极强的“可迁移性”。我本身的工作重心偏向于软件架构设计，对底层硬件的掌握相对薄弱，过去看这类书籍总觉得隔了一层。但这本书在描述每一个控制案例时，都清晰地划分了“硬件层”、“固件层（PLC内部逻辑）”和“应用层（上位机交互）”的边界。比如，书中关于“运动控制插补”的实例，它不仅展示了如何在PLC程序中调用运动指令，更重要的是，它解释了为什么在特定速度区间内，必须将计算负载转移到特定的数据区域来规避指令周期限制。这种对“软件如何服务于硬件限制”的清晰阐述，极大地帮助我理解了底层系统的运行机制，从而在设计上层应用时，能做出更合理的资源分配和时序规划。光盘中附带的那些可交互的诊断界面截图和数据流图，也极大地增强了我的直观理解，让我这个原本对硬件控制不甚敏感的人，也能快速建立起对物理过程的数字化映射概念。这本书成功地让控制不再是黑盒子，而是可以被清晰理解和优化的系统。