開放式控制系統(tǒng)編程技術(shù)：基于IEC 61131-3國際標(biāo)準(zhǔn)

目　錄
第1章　概述　1
1．1　IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)　1
1．1．1　IEC 61131簡介　1
1．1．2　PLCopen組織概況　2
1．1．3　IEC 61131-3編程語言　3
1．1．4　IEC 61131-3的特點(diǎn)　4
1．2　軟PLC　5
1．2．1　軟PLC控制方案　6
1．2．2　軟PLC的發(fā)展方向　8
1．3　CODESYS概述　9
1．3．1　CODESYS自動(dòng)化解決方案　9
1．3．2　CODESYS實(shí)時(shí)核　12
1．4　軟件的安裝　14
1．4．1　安裝所需的軟硬件要求　15
1．4．2　安裝及版本管理　15
1．4．3　啟動(dòng)編程軟件　16
1．4．4　幫助　17
1．4．5　CODESYS開發(fā)系統(tǒng)　17
1．5　獲取資料、插件和技術(shù)論壇　20
第2章　CODESYS結(jié)構(gòu)　22
2．1　軟件模型　22
2．1．1　軟件模型簡介　22
2．1．2　軟件模型的特點(diǎn)　24
2．2　設(shè)備　24
2．2．1　設(shè)備管理　24
2．2．2　設(shè)備編輯器　27
2．3　應(yīng)用　28
2．3．1　任務(wù)　29
2．3．2　庫文件　40
2．3．3　全局變量和局部變量　50
2．3．4　訪問路徑　52
2．4　程序組織單元　53
2．4．1　程序組織單元結(jié)構(gòu)　54
2．4．2　函數(shù)　56
2．4．3　功能塊　60
2．4．4　程序　66
2．5　應(yīng)用對(duì)象　69
2．5．1　采樣跟蹤　69
2．5．2　持續(xù)變量　75
2．5．3　數(shù)據(jù)單元類型　77
2．5．4　全局網(wǎng)絡(luò)變量　78
2．5．5　配方管理器　79
第3章　公共元素及變量　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　關(guān)鍵字　84
3．1．4　常數(shù)　85
3．1．5　句法顏色　89
3．1．6　空格和注釋　89
3．2　變量的表示和聲明　93
3．2．1　變量　93
3．2．2　標(biāo)識(shí)符　93
3．2．3　變量聲明　94
3．3　數(shù)據(jù)類型　96
3．3．1　標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型　96
3．3．2　標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展數(shù)據(jù)類型　104
3．3．3　自定義數(shù)據(jù)類型　113
3．4　變量的類型和初始化　126
3．4．1　變量的類型　126
3．4．2　變量的初始化　128
3．5　變量聲明及字段指令　129
3．5．1　變量匈牙利命名法　129
3．5．2　PRAGMA指令　131
第4章　編程語言　134
4．1　指令表（IL）　135
4．1．1　指令表編程語言簡介　135
4．1．2　連接元素　137
4．1．3　操作指令　140
4．1．4　函數(shù)及功能塊　148
4．1．5　應(yīng)用舉例　150
4．2　梯形圖（LD）/功能塊圖（FBD）　152
4．2．1　梯形圖/功能塊圖編程語言簡介　152
4．2．2　連接元素　155
4．2．3　應(yīng)用舉例　166
4．3　結(jié)構(gòu)化文本（ST）　169
4．3．1　結(jié)構(gòu)化文本編程語言簡介　169
4．3．2　指令語句　171
4．3．3　應(yīng)用舉例　186
4．4　順序功能圖（SFC）　191
4．4．1　順序功能圖編程語言簡介　192
4．4．2　SFC的結(jié)構(gòu)　194
4．4．3　應(yīng)用舉例　206
4．5　連續(xù)功能圖（CFC）　208
4．5．1　連續(xù)功能圖編程語言結(jié)構(gòu)　208
4．5．2　連接元素　211
4．5．3　CFC的組態(tài)　219
4．5．4　應(yīng)用舉例　220
第5章　指令系統(tǒng)　222
5．1　位邏輯指令　222
5．1．1　基本位邏輯指令　223
5．1．2　置位優(yōu)先與復(fù)位優(yōu)先觸發(fā)器指令　229
5．1．3　邊沿檢測指令　233
5．2　定時(shí)器指令　235
5．3　計(jì)數(shù)器指令　240
5．4　數(shù)據(jù)處理指令　245
5．4．1　選擇操作指令　245
5．4．2　比較指令　250
5．4．3　移位指令　254
5．5　運(yùn)算指令　261
5．5．1　賦值指令　261
5．5．2　算術(shù)運(yùn)算指令　261
5．5．3　數(shù)學(xué)運(yùn)算指令　266
5．5．4　地址運(yùn)算指令　272
5．6　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令　275
第6章　基礎(chǔ)編程　284
6．1　基本編程操作　284
6．1．1　啟動(dòng)CODESYS　284
6．1．2　PLC程序文件的建立　286
6．2　通信參數(shù)設(shè)置　290
6．3　程序下載/讀取　292
6．3．1　編譯　292
6．3．2　登錄及下載　293
6．3．3　在線監(jiān)視　296
6．4　程序調(diào)試　299
6．4．1　復(fù)位功能　299
6．4．2　調(diào)試工具　301
6．5　仿真　304
6．6　PLC腳本功能　306
6．7　程序隱含檢查功能　308
第7章　可視化界面創(chuàng)建及應(yīng)用　312
7．1　可視化界面　313
7．2　基本操作　314
7．2．1　創(chuàng)建可視化界面　314
7．2．2　添加工具　315
7．2．3　對(duì)齊工具　315
7．2．4　刪除工具　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　測量控制　331
7．3．4　燈/開關(guān)/位圖　336
7．3．5　特殊控制　338
7．3．6　報(bào)警管理　344
7．4　完整視圖的建立及編輯　349
第8章　控制系統(tǒng)工程實(shí)例　356
8．1　實(shí)用工程實(shí)例　356
8．1．1　電機(jī)正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行　356
8．1．2　電機(jī)Y-D起動(dòng)控制　363
8．1．3　旋轉(zhuǎn)分度臺(tái)正、反轉(zhuǎn)控制　370
8．1．4　交通燈信號(hào)控制程序　378
8．1．5　停車場管理　382
8．2　模擬量閉環(huán)控制　385
8．2．1　模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)　385
8．2．2　閉環(huán)控制的主要性能指標(biāo)　387
8．2．3　CODESYS的閉環(huán)控制功能　387
8．2．4　使用CODESYS實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制　388
8．2．5　模擬量輸入數(shù)據(jù)整定　390
8．2．6　模擬量輸出數(shù)據(jù)整定　393
8．2．7　輸入數(shù)據(jù)濾波　394
8．3　數(shù)字PID控制器　401
8．3．1　PID控制原理　402
8．3．2　標(biāo)準(zhǔn)PID控制器　404
8．3．3　固定采樣頻率的PID控制器　406
8．3．4　PD控制器　407
8．3．5　積分分離控制器　409
8．3．6　帶死區(qū)的PID控制器　410
8．3．7　PID參數(shù)整定　412
8．3．8　簡易壓緊機(jī)的控制實(shí)例　413
第9章　工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)　422
9．1　通信技術(shù)基礎(chǔ)　423
9．1．1　通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)　423
9．1．2　數(shù)據(jù)傳輸方式　424
9．1．3　數(shù)據(jù)傳送介質(zhì)　429
9．2　串行通信基礎(chǔ)及協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)　436
9．2．1　基本概述　436
9．2．2　串口通信接口標(biāo)準(zhǔn)　439
9．3　工業(yè)現(xiàn)場總線　442
9．3．1　現(xiàn)場總線技術(shù)　443
9．3．2　現(xiàn)場總線的特點(diǎn)　444
9．3．3　IEC 61158標(biāo)準(zhǔn)　448
9．3．4　FCS與DCS的基本要點(diǎn)和區(qū)別　452
9．3．5　現(xiàn)場總線的發(fā)展歷程和發(fā)展現(xiàn)狀　454
9．4　工業(yè)以太網(wǎng)　457
9．4．1　TCP/IP　458
9．4．2　TCP/IP的工作方式　460
9．4．3　IEEE 802通信標(biāo)準(zhǔn)　463
9．4．4　工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)　466
9．5　CANopen通信　472
9．5．1　運(yùn)行原理　472
9．5．2　CANopen物理層　485
9．5．3　PDO通信示例　488
9．5．4　SDO通信示例　496
9．6　EtherCAT網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)　500
9．6．1　EtherCAT物理層　500
9．6．2　EtherCAT硬件組成　505
9．6．3　EtherCAT運(yùn)行原理　506
9．6．4　EtherCAT通信模式　516
9．6．5　EtherCAT狀態(tài)機(jī)　521
9．6．6　EtherCAT伺服驅(qū)動(dòng)器控制應(yīng)用協(xié)議　523
9．6．7　EtherCAT主從站通信配置示例　534
9．7　PROFINET網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)　540
9．7．1　PROFINET物理層　541
9．7．2　PROFINET　546
9．7．3　PROFINET協(xié)議架構(gòu)　549
9．7．4　同步實(shí)時(shí)通信　554
9．7．5　PROFINET主從站通信配置　559
9．8　EtherNet/IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)　566
9．8．1　EtherNet/IP物理層　567
9．8．2　EtherNet/IP運(yùn)行原理　573
9．8．3　EtherNet/IP網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)　580
9．8．4　EtherNet/IP通信配置　581
附錄A　指令與快捷鍵　588
附錄B　CODESYS V3新特性　596
參考文獻(xiàn)　607