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(diǎn) （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(jié)構(gòu) （8）
1.6 PCC與傳統(tǒng)PLC工作過程比較 （9）
1.7 輸入/輸出響應(yīng)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(jì)算機(jī)的
比較 （12）
1.8.3 PLC與單片機(jī)的比較 （14）
1.9 PLC網(wǎng)絡(luò)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(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)POWERLINK （24）
思考題與練習(xí)題 （27）
第2章 典型硬件模塊及PLC控制
系統(tǒng)設(shè)計(jì) （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(jī)界面系統(tǒng) （39）
2.4 工業(yè)PC （41）
2.5 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) （42）
2.5.1 運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、服務(wù)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(shè)計(jì)與硬件配置 （48）
2.7.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 （48）
2.7.2 PLC控制系統(tǒng)硬件的配置設(shè)計(jì) （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(shè)計(jì) （51）
2.7.5 PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （54）
2.7.6 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程 （55）
思考題與練習(xí)題 （56）
第3章 編程系統(tǒng)及標(biāo)準(zhǔn)功能塊 （58）
3.1 PLC編程語言概述 （58）
3.1.1 IEC61131標(biāo)準(zhǔn) （58）
3.1.2 PLC編程語言的特點(diǎn) （60）
3.1.3 軟件結(jié)構(gòu) （61）
3.2 B＆R PLC編程系統(tǒng) （61）
3.2.1 編程系統(tǒng)結(jié)構(gòu) （61）
3.2.2 編程軟件 （63）
3.2.3 標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)工具 （66）
3.3 分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)與I/O處理 （67）
3.3.1 分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)概述 （67）
3.3.2 存儲(chǔ)器管理 （68）
3.3.3 運(yùn)行狀態(tài) （78）
3.3.4 多任務(wù)處理 （78）
3.3.5 系統(tǒng)容量 （84）
3.3.6 I/O處理 （84）
3.4 標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)與功能塊 （86）
3.4.1 標(biāo)準(zhǔn)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(shí)間功能塊 （99）
思考題與練習(xí)題 （103）
第4章 可編程控制器的程序設(shè)計(jì) （105）
4.1 Automation Studio編程語言基礎(chǔ) （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(xiàng) （111）
4.2.3 梯形圖元件與網(wǎng)絡(luò) （111）
4.2.4 梯形圖指令與觸點(diǎn) （112）
4.2.5 梯形圖指令的功能與時(shí)序 （114）
4.2.6 程序流程的控制 （116）
4.2.7 梯形圖指令可實(shí)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(zhuǎn)換 （121）
4.3 結(jié)構(gòu)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(guān)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(wù) （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(dòng)態(tài)變量 （164）
4.5.4 數(shù)組Arrays （165）
4.6 PLC應(yīng)用程序設(shè)計(jì) （165）
4.6.1 PLC應(yīng)用程序設(shè)計(jì)規(guī)范 （166）
4.6.2 PLC應(yīng)用程序的質(zhì)量評(píng)價(jià)
標(biāo)準(zhǔn) （173）
思考題與練習(xí)題 （173）
第5章 模塊化軟件設(shè)計(jì)技術(shù)
（mapp） （183）
5.1 概述 （183）
5.1.1 mapp技術(shù)簡介 （183）
5.1.2 mapp的典型組件 （183）
5.1.3 mapp的架構(gòu)和開發(fā)思想 （184）
5.1.4 mapp技術(shù)的特點(diǎn) （185）
5.2 模塊化組件技術(shù) （186）
思考題與習(xí)題 （189）
第6章 仿真與Automation Studio
集成 （190）
6.1 仿真層級(jí)與仿真工具 （190）
6.1.1 仿真層級(jí) （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(xiàng)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(dòng)
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(zhǔn)備 （196）
6.4.3 目標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置 （197）
6.4.4 自動(dòng)生成代碼 （198）
6.4.5 調(diào)試和在線監(jiān)控 （198）
思考題與練習(xí)題 （199）
第7章 數(shù)字化智能制造技術(shù) （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(guān)鍵技術(shù) （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(shù) （207）
7.1.7 生產(chǎn)過程中的數(shù)字孿生 （209）
7.2 邊緣計(jì)算 （211）
7.2.1 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) （211）
7.2.2 邊緣計(jì)算技術(shù)背景 （214）
7.2.3 邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) （215）
7.2.4 邊緣計(jì)算的本質(zhì) （216）
7.2.5 邊緣計(jì)算面臨的挑戰(zhàn) （216）
7.2.6 邊緣計(jì)算的維度 （217）
7.2.7 邊緣計(jì)算的應(yīng)用場景 （218）
7.2.8 Orange BOX—面向邊緣
計(jì)算的實(shí)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(jī)器視覺 （225）
7.3.1 機(jī)器視覺的定義 （225）
7.3.2 工業(yè)應(yīng)用對(duì)機(jī)器視覺的要求 （225）
7.3.3 機(jī)器視覺的產(chǎn)業(yè)鏈 （226）
7.3.4 影響機(jī)器視覺發(fā)展的因素 （226）
7.3.5 機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展 （226）
7.3.6 集成機(jī)器視覺的分類 （227）
7.3.7 機(jī)器視覺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作
流程 （228）
7.3.8 機(jī)器視覺圖像采集技術(shù) （228）
7.3.9 機(jī)器視覺中的數(shù)字圖像處理
技術(shù) （229）
7.3.10 集成機(jī)器視覺的同步 （229）
7.3.11 貝加萊集成機(jī)器視覺 （230）
7.4 ACOPOS 6D 平面磁懸浮 （233）
7.4.1 磁懸浮平面電機(jī)控制的關(guān)鍵
問題 （234）
7.4.2 磁懸浮永磁同步平面電機(jī)結(jié)構(gòu)及
工作原理 （235）
7.4.3 同心式繞組磁懸浮PMSPM
結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （236）
7.4.4 六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)結(jié)構(gòu) （237）
7.4.5 自適應(yīng)機(jī)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(gè)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(yīng)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(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （249）
7.6.3 基于柔性電驅(qū)輸送的生產(chǎn)線
設(shè)計(jì)優(yōu)勢 （251）
7.7 基于ACOPOStrak的柔性生產(chǎn)線
設(shè)計(jì) （252）
7.7.1 需求分析 （252）
7.7.2 選型設(shè)計(jì) （253）
第8章 典型工程應(yīng)用案例 （256）
8.1 凹版印刷機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) （256）
8.1.1 印刷機(jī)簡介 （256）
8.1.2 凹版印刷機(jī)系統(tǒng) （259）
8.1.3 凹版印刷機(jī)控制需求分析 （262）
8.1.4 凹版印刷機(jī)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(guān)鍵技術(shù) （273）
8.1.8 凹版印刷機(jī)軟件設(shè)計(jì) （285）
8.2 貼標(biāo)機(jī) （293）
8.2.1 貼標(biāo)機(jī)機(jī)型 （293）
8.2.2 機(jī)械結(jié)構(gòu) （294）
8.2.3 標(biāo)站結(jié)構(gòu) （295）
8.2.4 硬件配置 （296）
8.2.5 全伺服不干膠貼標(biāo)機(jī) （298）
8.2.6 關(guān)鍵技術(shù) （298）
8.2.7 控制算法 （299）
8.2.8 模塊化設(shè)計(jì) （302）
8.3 注塑機(jī) （304）
8.3.1 需求分析 （304）
8.3.2 注塑機(jī)構(gòu)造 （305）
8.3.3 全電動(dòng)注塑機(jī)核心技術(shù) （306）
8.3.4 注塑機(jī)控制算法 （313）
8.3.5 模塊化開發(fā)設(shè)計(jì) （323）
第9章 綜合練習(xí)題 （326）
9.1 Tripod機(jī)器人 （326）
9.1.1 Tripod機(jī)器人操作平臺(tái) （326）
9.1.2 題目描述 （328）
9.1.3 設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)要求 （335）
9.4 多質(zhì)量彈性扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制 （336）
9.4.1 彈性扭轉(zhuǎn)裝置 （336）
9.4.2 題目描述 （336）
9.4.3 設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)要求 （339）
9.6 ACOPOStrak柔性制造生產(chǎn)線
優(yōu)化設(shè)計(jì) （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(shè)計(jì)要求 （343）
附錄A IL編程指令結(jié)構(gòu)與常用指令 （344）
附錄B 工程師講堂 （349）