目 錄

第1章 可編程控制器概述 （1）
1.1 可編程控制器的定義 （1）
1.2 PLC的主要功能 （1）
1.3 PLC的特點 （3）
1.4 PLC的分類 （6）
1.5 可編程控制器的原理框圖及組成
結構 （8）
1.6 PCC與傳統(tǒng)PLC工作過程比較 （9）
1.7 輸入/輸出響應的滯后現(xiàn)象 （10）
1.8 PLC與其他工業(yè)控制裝置的比較 （11）
1.8.1 PLC與傳統(tǒng)繼電器控制
系統(tǒng)的比較 （11）
1.8.2 PLC與工業(yè)控制計算機的
比較 （12）
1.8.3 PLC與單片機的比較 （14）
1.9 PLC網(wǎng)絡與通信 （14）
1.9.1 現(xiàn)場總線 （15）
1.9.2 工業(yè)以太網(wǎng) （23）
1.9.3 實時工業(yè)以太網(wǎng)POWERLINK （24）
思考題與練習題 （27）
第2章 典型硬件模塊及PLC控制
系統(tǒng)設計 （28）
2.1 B＆R PLC典型控制器硬件模塊 （28）
2.1.1 概述 （28）
2.1.2 X20系列PLC （28）
2.1.3 X67系列PLC （31）
2.1.4 X90系列PLC （32）
2.2 安全PLC系統(tǒng) （35）
2.2.1 安全PLC系統(tǒng) （36）
2.2.2 X20集成安全PLC系統(tǒng) （38）
2.3 人機界面系統(tǒng) （39）
2.4 工業(yè)PC （41）
2.5 運動控制系統(tǒng) （42）
2.5.1 運動控制方案 （43）
2.5.2 典型ACOPOS模塊 （43）
2.5.3 POWERLINK Safety系統(tǒng) （44）
2.5.4 運動控制系統(tǒng)設計、服務和
調(diào)試 （45）
2.6 柔性制造的電驅(qū)系統(tǒng) （45）
2.6.1 柔性電驅(qū)系統(tǒng)SuperTrak （46）
2.6.2 柔性電驅(qū)系統(tǒng)ACOPOStrak （46）
2.7 PLC控制系統(tǒng)設計與硬件配置 （48）
2.7.1 PLC控制系統(tǒng)設計的基本原則 （48）
2.7.2 PLC控制系統(tǒng)硬件的配置設計 （49）
2.7.3 PLC控制系統(tǒng)的安裝 （50）
2.7.4 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設計 （51）
2.7.5 PLC控制系統(tǒng)的結構設計 （54）
2.7.6 PLC控制系統(tǒng)的設計流程 （55）
思考題與練習題 （56）
第3章 編程系統(tǒng)及標準功能塊 （58）
3.1 PLC編程語言概述 （58）
3.1.1 IEC61131標準 （58）
3.1.2 PLC編程語言的特點 （60）
3.1.3 軟件結構 （61）
3.2 B＆R PLC編程系統(tǒng) （61）
3.2.1 編程系統(tǒng)結構 （61）
3.2.2 編程軟件 （63）
3.2.3 標準化與模塊化軟件 （65）
3.2.4 軟件降低硬件成本 （65）
3.2.5 HMI設計工具 （66）
3.3 分時多任務操作系統(tǒng)與I/O處理 （67）
3.3.1 分時多任務操作系統(tǒng)概述 （67）
3.3.2 存儲器管理 （68）
3.3.3 運行狀態(tài) （78）
3.3.4 多任務處理 （78）
3.3.5 系統(tǒng)容量 （84）
3.3.6 I/O處理 （84）
3.4 標準函數(shù)與功能塊 （86）
3.4.1 標準庫概述 （86）
3.4.2 函數(shù)、功能塊的調(diào)用 （88）
3.4.3 用戶庫 （96）
3.4.4 時間功能塊 （99）
思考題與練習題 （103）
第4章 可編程控制器的程序設計 （105）
4.1 Automation Studio編程語言基礎 （105）
4.1.1 編程語言綜述 （105）
4.1.2 變量的基本概念 （106）
4.2 梯形圖編程語言 （109）
4.2.1 概述 （109）
4.2.2 梯形圖編程注意事項 （111）
4.2.3 梯形圖元件與網(wǎng)絡 （111）
4.2.4 梯形圖指令與觸點 （112）
4.2.5 梯形圖指令的功能與時序 （114）
4.2.6 程序流程的控制 （116）
4.2.7 梯形圖指令可實現(xiàn)的基本
邏輯功能 （117）
4.2.8 梯形圖中功能塊的調(diào)用 （118）
4.2.9 功率流程 （118）
4.2.10 數(shù)據(jù)類型轉換 （121）
4.3 結構文本編程語言 （124）
4.3.1 概述 （124）
4.3.2 指令 （126）
4.3.3 功能塊調(diào)用 （132）
4.3.4 關鍵字與函數(shù) （132）
4.4 ANSI C編程語言 （134）
4.4.1 簡介 （135）
4.4.2 創(chuàng)建C任務 （135）
4.4.3 頭文件 （136）
4.4.4 變量及函數(shù)的定義 （136）
4.4.5 變量聲明 （137）
4.4.6 Line Coverage （139）
4.4.7 函數(shù) （140）
4.4.8 調(diào)用庫函數(shù) （145）
4.5 Automation Basic編程語言 （147）
4.5.1 指令 （147）
4.5.2 功能塊調(diào)用 （164）
4.5.3 指針與動態(tài)變量 （164）
4.5.4 數(shù)組Arrays （165）
4.6 PLC應用程序設計 （165）
4.6.1 PLC應用程序設計規(guī)范 （166）
4.6.2 PLC應用程序的質(zhì)量評價
標準 （173）
思考題與練習題 （173）
第5章 模塊化軟件設計技術
（mapp） （183）
5.1 概述 （183）
5.1.1 mapp技術簡介 （183）
5.1.2 mapp的典型組件 （183）
5.1.3 mapp的架構和開發(fā)思想 （184）
5.1.4 mapp技術的特點 （185）
5.2 模塊化組件技術 （186）
思考題與習題 （189）
第6章 仿真與Automation Studio
集成 （190）
6.1 仿真層級與仿真工具 （190）
6.1.1 仿真層級 （190）
6.1.2 常用仿真工具 （191）
6.2 MATLAB/Simulink仿真 （192）
6.3 基本原理與項目管理 （193）
6.3.1 “快速模型化”與“硬件在
回路” （193）
6.3.2 Automation Studio 3簡介 （194）
6.4 AR4MATLAB/SIMULINK自動
生成C代碼 （195）
6.4.1 Simulink中的仿真模型 （195）
6.4.2 Automation Studio工程準備 （196）
6.4.3 目標系統(tǒng)設置 （197）
6.4.4 自動生成代碼 （198）
6.4.5 調(diào)試和在線監(jiān)控 （198）
思考題與練習題 （199）
第7章 數(shù)字化智能制造技術 （200）
7.1 數(shù)字孿生 （201）
7.1.1 數(shù)字孿生的定義 （201）
7.1.2 仿真與數(shù)字孿生 （201）
7.1.3 傳統(tǒng)系統(tǒng)仿真制約因素 （202）
7.1.4 數(shù)字孿生產(chǎn)線關鍵技術 （203）
7.1.5 數(shù)字孿生三維、五維模型 （206）
7.1.6 柔性電驅(qū)中的數(shù)字孿生技術 （207）
7.1.7 生產(chǎn)過程中的數(shù)字孿生 （209）
7.2 邊緣計算 （211）
7.2.1 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) （211）
7.2.2 邊緣計算技術背景 （214）
7.2.3 邊緣計算網(wǎng)絡架構 （215）
7.2.4 邊緣計算的本質(zhì) （216）
7.2.5 邊緣計算面臨的挑戰(zhàn) （216）
7.2.6 邊緣計算的維度 （217）
7.2.7 邊緣計算的應用場景 （218）
7.2.8 Orange BOX—面向邊緣
計算的實現(xiàn) （219）
7.2.9 邊緣控制器 （222）
7.2.10 OICT融合 （224）
7.3 集成一體化機器視覺 （225）
7.3.1 機器視覺的定義 （225）
7.3.2 工業(yè)應用對機器視覺的要求 （225）
7.3.3 機器視覺的產(chǎn)業(yè)鏈 （226）
7.3.4 影響機器視覺發(fā)展的因素 （226）
7.3.5 機器視覺技術的發(fā)展 （226）
7.3.6 集成機器視覺的分類 （227）
7.3.7 機器視覺系統(tǒng)結構和工作
流程 （228）
7.3.8 機器視覺圖像采集技術 （228）
7.3.9 機器視覺中的數(shù)字圖像處理
技術 （229）
7.3.10 集成機器視覺的同步 （229）
7.3.11 貝加萊集成機器視覺 （230）
7.4 ACOPOS 6D 平面磁懸浮 （233）
7.4.1 磁懸浮平面電機控制的關鍵
問題 （234）
7.4.2 磁懸浮永磁同步平面電機結構及
工作原理 （235）
7.4.3 同心式繞組磁懸浮PMSPM
結構特點 （236）
7.4.4 六自由度運動控制平臺結構 （237）
7.4.5 自適應機電一體化制造方案 （237）
7.4.6 ACOPOS 6D （238）
7.5 柔性制造 （242）
7.5.1 個性化需求 （243）
7.5.2 制造柔性及分類 （244）
7.5.3 柔性制造種類 （244）
7.5.4 柔性制造系統(tǒng) （245）
7.5.5 柔性制造中的精益生產(chǎn) （245）
7.5.6 柔性生產(chǎn)線應解決的問題 （247）
7.6 柔性電驅(qū)輸送系統(tǒng) （248）
7.6.1 柔性電驅(qū)工作原理 （248）
7.6.2 機械結構設計 （249）
7.6.3 基于柔性電驅(qū)輸送的生產(chǎn)線
設計優(yōu)勢 （251）
7.7 基于ACOPOStrak的柔性生產(chǎn)線
設計 （252）
7.7.1 需求分析 （252）
7.7.2 選型設計 （253）
第8章 典型工程應用案例 （256）
8.1 凹版印刷機控制系統(tǒng)設計 （256）
8.1.1 印刷機簡介 （256）
8.1.2 凹版印刷機系統(tǒng) （259）
8.1.3 凹版印刷機控制需求分析 （262）
8.1.4 凹版印刷機控制系統(tǒng)硬件
配置 （266）
8.1.5 集成套色系統(tǒng) （268）
8.1.6 收料系統(tǒng)控制 （269）
8.1.7 關鍵技術 （273）
8.1.8 凹版印刷機軟件設計 （285）
8.2 貼標機 （293）
8.2.1 貼標機機型 （293）
8.2.2 機械結構 （294）
8.2.3 標站結構 （295）
8.2.4 硬件配置 （296）
8.2.5 全伺服不干膠貼標機 （298）
8.2.6 關鍵技術 （298）
8.2.7 控制算法 （299）
8.2.8 模塊化設計 （302）
8.3 注塑機 （304）
8.3.1 需求分析 （304）
8.3.2 注塑機構造 （305）
8.3.3 全電動注塑機核心技術 （306）
8.3.4 注塑機控制算法 （313）
8.3.5 模塊化開發(fā)設計 （323）
第9章 綜合練習題 （326）
9.1 Tripod機器人 （326）
9.1.1 Tripod機器人操作平臺 （326）
9.1.2 題目描述 （328）
9.1.3 設計要求 （330）
9.2 多溫區(qū)溫度控制 （330）
9.2.1 溫控裝置 （330）
9.2.2 題目描述 （331）
9.2.3 設計要求 （332）
9.3 懸浮球控制 （333）
9.3.1 懸浮球控制裝置 （333）
9.3.2 題目描述 （335）
9.3.3 設計要求 （335）
9.4 多質(zhì)量彈性扭轉系統(tǒng)控制 （336）
9.4.1 彈性扭轉裝置 （336）
9.4.2 題目描述 （336）
9.4.3 設計要求 （337）
9.5 防搖控制 （337）
9.5.1 防搖裝置 （337）

9.5.2 題目描述 （339）
9.5.3 設計要求 （339）
9.6 ACOPOStrak柔性制造生產(chǎn)線
優(yōu)化設計 （339）
9.6.1 ACOPOStrak柔性制造生產(chǎn)線 （340）
9.6.2 題目描述 （340）
9.6.3 設計要求 （343）
附錄A IL編程指令結構與常用指令 （344）
附錄B 工程師講堂 （349）