可编程控制器网络及应用 (2010 年度畅销榜NO.76549 )

这是一本专门介绍PLC网络通信及应用的著作。全书共分8章。第1章导论介绍PLC联网通信的基础。第2章论述个人计算机与PLC网络的联网通信。第3章~第7章分别介绍最有代表性的A—B公司、西门子公司、欧姆龙(OMRON)公司及松下电工公司的PLC网络的通信机理、网络配置、系统组态、通信程序编制方法等。第8章通过典型实例介绍了PLC网络的应用。\r\n\r\n PLC及其网络品种繁多，本书注意突出典型性、同一性及实用性。通过对典型PLC网络的剖析，抓住不同公司PLC网络内在的一致性，达到举一反三的效果、并使读者能较快进入自主开发。\r\n\r\n 本书是由院校、工厂、研究所的科技人员联合编写的，是“产学研”结合的产物。本书适用于广大从事PLC及其网络开发应用的技术人员及大、中专自动化专业师生使用。\r\n
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第1章 可编程控制器网络通信导论 \r\n\r\n 1. 1 可编程控制器及其网络概述 \r\n\r\n 1. 2 PLC网络的拓扑结构及其各级子网通信协议配置的原则 \r\n\r\n 1. 3 PLC网络中常用的通信方法 \r\n\r\n 1. 4 OSI 7层模型与LAN—RM局域网参考模型 \r\n\r\n 1. 5 IEEE 802. 4令牌总线协议与MAP规约概述 \r\n\r\n 1. 6 Ethernet协议与TCP／IP技术概述 \r\n\r\n 第2章 个人计算机的通信机制及其与PLC网络的联网通信 \r\n\r\n 2. 1 个人计算机与PLC联网通信的条件 \r\n\r\n 2. 2 个人计算机的异步通信适配器 \r\n\r\n 2. 3 用汇编语言编制通信程序 \r\n\r\n 2. 4 用BASIC语言编制通信程序 \r\n\r\n 2. 5 用Turbo Pascal语言编写通信程序 \r\n\r\n 2. 6 个人计算机与PLC联网通信的C语言通信程序编制举例 \r\n\r\n 2. 7 IBM微型机通过电话网的互联通信 \r\n\r\n 第3章 A—B公司的PLC—5系列可编程控制器网络 \r\n\r\n 3. 1 A—B公司的PLC及其通信系统概况 \r\n\r\n 3. 2 远程I／O链路 \r\n\r\n 3. 3 DH十工业局域网 \r\n\r\n 3. 4 PI系统与信息管理网络 \r\n\r\n 3. 5 DH 485工业局域网与o#通道通信链路 \r\n\r\n 第4章 OMRON公司C系列可编程控制器网络 \r\n\r\n 4. 1 OMRON的C系列可编程控制器及其网络概况 \r\n\r\n 4. 2 下位连接系统 \r\n\r\n 4. 3 同位连接系统 \r\n\r\n 4. 4 上位连接系统 \r\n\r\n 4. 5 OMRON C系列其它PLC网络简介 \r\n\r\n 第5章 松下电工的FP系列可编程控制器网络 \r\n\r\n 5. 1 松下电工的PLC与PLC网络概况 \r\n\r\n 5. 2 远程I／O系统 \r\n\r\n 5. 3 松下电工的专用通信协议MEWTOCOL \r\n\r\n 5. 4 C—NET工业局域网 \r\n\r\n 5. 5 P-Link工业局域网 \r\n\r\n 5. 6 FP系列的以太网 \r\n\r\n 第6章 西门子公司SIMATIC S5系列可编程控制器网络 \r\n\r\n 6. 1 西门子的可编程控制器及PLC网络概况 \r\n\r\n 6. 2 S5-115U与S5-155U的远程I／O系统 \r\n\r\n 6. 3 数据管理功能块 \r\n\r\n 6. 4 SINEC—L1工业局域网 \r\n\r\n 6. 5 SINEC—H1工业局域网 \r\n\r\n 第7章 PROFIBUS现场总线 \r\n\r\n 7. 1 两种现场总线概念 \r\n\r\n 7. 2 SINEC—L2／L2F0工业局域网的结构与组成 \r\n\r\n 7. 3 SINEC—L2工业局域网的通信原理 \r\n\r\n 7. 4 PROFIBUS—DP的数据传输方式 \r\n\r\n 7. 5 CP5430通信模板的初始化组态 \r\n\r\n 第8章 PLC网络的应用 \r\n\r\n 8. 1 点对点式PLC网络在高炉上料控制与酸洗生产线控制中的应用 \r\n\r\n 8. 2 上位连接式PLC网络在立体自动化仓库及群控电梯中的应用 \r\n\r\n 8. 3 带工作站的PLC网络在带钢精轧. 板坯连铸及人造板生产线上的应用 \r\n\r\n 8. 4 多级分布式PLC网络在钢铁工业的CIMS系统中的应用 \r\n\r\n 主要参考文献 \r\n
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当今世界先进工业国家正处于由“工业经济”模式向“信息经济”模式转变的时期, 其中技术进步因素起着极为重要的作用, 它在经济增长中占70％~80％. “以高新技术为核心, 以信息电子化为手段, 提高工业产品附加值”已经成为现代工业企业自动化重要的发展目标. 从我国经济发展史来看, 其工业经济增长主要是依靠投入大量资金和劳动力来实现的, 尚未充分发挥技术进步在工业经济增长中的“二次效益倍增器”的作用. “如何加快发展电子信息技术. 调整产业结构, 适应世界经济发展需求”是当前我国工业企业自动化界研究的重要课题之一.

工业自动化是一门应用学科, 它主要包括单机系统自动化. 工业生产过程自动化和工业系统管理自动化等三个方面. 企业自动化包括企业生产管理信息电子化. 信息处理的自动化以及网络化. 现代工业企业自动化涉及到自动化技术. 计算机技术. 通信技术. 先进制造技术和管理学等诸多学科, 它需要各学科的专家和工程技术人员通力合作, 从而形成“多专业知识与技术集成”的现代工业自动化发展思路. 目前工业企业自动化系统主要呈现开放性. 集散性. 智能性和信息电子化与网络化的特点. 在现代工业企业自动化中, 计算机控制技术充当了极为重要的角色, 它是计算机技术和控制理论有机的结合. 自动控制理论的发展是伴随着被控制对象的复杂性. 不确定性等因素的研究成果而发展的, 它由经典控制理论(频域方法)和现代控制理论(时域方法)发展到第三代控制理论——智能控制理论. 计算机控制系统分为数据采集与处理系统. 计算机在线操作指导控制系统. 直接数字控制系统. 监督控制系统. 分级控制系统和集散控制系统以及分布式智能控制系统. 从当前计算机技术和自动控制技术发展状况来看, 高性能工业控制机系统. 智能控制系统和基于网络系统的虚拟企业自动化系统将是未来工业企业自动化的重要发展方向.

从系统工程的角度来看, 工业自动化技术研究与应用过程分为三个阶段：自动化技术研究阶段. 科研成果向实用转化阶段和产品应用阶段. 经过我国科技工作者半个世纪卓有成效的研究, 在自动化技术研究与应用方面取得可喜的成绩, 并给我国的工业自动化事业带来了深刻影响和变革, 产生了巨大的社会和经济效益, 其中有的技术已经接近或达到世界先进水平, 但从应用以及成果向产品的转化的总体发展角度来看, 仍存在着一些问题, 仍需花大力气进一步探索和研究. 例如, 我国在工控机及其配套设备的生产方面尚需进一步构成规模经济, 建立并发展企业网络及其协议和数据库集成技术, 为全面实现我国“金企工程”提供技 术和手段, 开发系列的工控机软件包. 实时操作系统, 以提高工控机系统的总体水平, 充分运用以工控机为核心的电子信息技术来改造我国各类传统工业的工装设备及产品, 在我国的部分现代企业中大力倡导推行MIS, MRP—II和CIMS／CIPS以及信息网络系统, 以提高企业管理水平和竞争能力等. 在20世纪40年代, 计算机刚问世不久, 它的应用除在军事. 政要部门之外, 主要是在各传统工业领域的应用. 在60年代~70年代, 各国的工业计算机应用极为普遍, 促进了其工业企业自动化高速发展, 而我国的工业企业自动化非但没有大踏步前进, 反而停滞不前. 到了90年代这个问题就显得十分严重了, 因此我们必须“补一这一课”.

我编写了《现代工业企业自动化丛书》(以下简称《丛书》, 目前暂定42册, 并根据实际需要不断增加新的书目), 该《丛书》内容既包括工业生产过程自动化, 又包括现代企业管理自动化技术. 如基于总线工控机系统. 工程数据库. CIMS／CIPS以及企业网络技术等. 其编写原则为：“理论与实践密切结合, 为实现工业企业自动化提供典型示范系统”. 编委会特邀请了国内在该领域有扎实理论基础和富有经验的专家分别承担各分册的编审任务, 以期在向读者展示国内外相关技术的最新成果和发展动态的同时, 提供解决现代企业自动化的思路. 方法. 技术和设备等.

该《丛书》以工程技术人员为主要读者对象. 我们相信该《丛书》的出版必将在推动我国工业企业自动化应用的普及和发展进程中起到积极的作用, 为进一步提高我国工业企业自动化水平做出贡献.

清华大学出版社颇具魄力和眼光, 高瞻远瞩, 及时提出策划组织这套《丛书》的任务, 他们为编好《丛书》做了认真. 细致的准备工作, 并为该丛书的出版提供了许多有利的条件, 在此深表谢意. 同时对于参加各分册编审任务的专家. 学者所付出的艰辛劳动表示衷心感谢.

编审《丛书》的任务十分繁杂而艰巨, 加之时间仓促, 书中出现疏漏. 欠妥之处也是难免的, 希望广大读者不吝赐教, 以使我们逐步完善这个《丛书》系列.

中国科学院院士. 上海交通大学教授

张钟俊

1995年5月

可编程控制器(PLC)及其网络是构成CIMS系统的基础, 是现代工业自动化三大支柱(PLC. 机器人. CAD/CAM)之一. 从世界范围看, PLC及其网络的产量. 销量. 用量高居各种自动化设备的榜首. PLC及其网络在我国也同样受到广泛的重视, 其用量呈直线上升, 几乎在国民经济的所有部门都得到了迅速的普及与推广.

PLC产品五花八门, 不同公司的产品使用起来差异很大, 这给用户开发应用造成许多困难. PLC网络组成比较复杂, 规模较大, 一次性投资大. 如果预先不搞清楚它的工作机理, 没有对多种PLC网络进行分析. 对比就匆忙购置, 将会造成很大的损失. 目前市面上还见不到一本专门介绍PLC网络的著作, 这与迅速推广及普及PLC与PLC网络的形势不相适应, 社会迫切希望有PLC网络方面的著作, 本书正是在这一背景下编写的.

PLC网络品种繁多, 不同公司的产品相差甚远, 就是同一公司的不同PLC网络也有许多不同, 而且每种PLC网络都涉及到浩繁的资料, 为了在这种纷杂的局面中抓住中心, 在编写本书时我们突出了PLC网络的同一性. 典型性及实用性.

尽管各种PLC网络差异很大, 但是从本质上看, 同一性却是主要的. 透过外表的差别, 认识到内在的一致性, 就如同找到了一条红线, 把散乱的珍珠穿在了一起. 不同PLC网络的同一性既表现在网络拓扑结构的同一性. 通信机理的同一性上, 也表现在编写PLC通信程序的同一性. 系统配置与系统组态的同一性上. 抓住了PLC网络的同一性就能从更深层次上认识PLC网络, 达到举一反三的效果. 当读者遇到一种从未见过的PLC网络时, 才会有一种似曾相识的感觉, 这将明显缩短学习新的PLC网络的过程.

全世界制造PLC及其网络的公司有200多家, 生产着400多个系列的产品. 但若按其发展的历史渊源及所受的地域影响来划分, 大体可分为三个流派, 即美国产品. 日本产品及欧洲产品. 本书从三个流派中选出各自的典型代表加以介绍以突出典型性. 在美国产品中选了A—B公司的PLC网络, 在欧洲产品中选了西门子(SIEMENS)公司的PLC网络, 日本产品中以欧姆龙(OMRON)公司的PLC网络为代表, 另外还把近年来世界PLC市场上的一匹黑马—一松下电工的PLC网络——加以介绍. 典型产品不仅占有市场份额大, 使用面广, 而且在技术上具有代表性与先进性. 同一流派的其它许多产品在技术上与它们一脉相承. 突出典型性既是为了通过对典型产品的剖析, 达到对所属流派PLC网络的深入了解, 又是为了通过不同典型产品的比较, 认识到不同流派的PLC网络的差异. 有对比才可能有所发现, 有所创新.

PLC及其网络是用得最多, 应用范围最广的自动化产品, 也可以说是最实用的自动化设备. 本书特别注重了实用性, 论述中避免了单纯的机理分析, 而将工作机理与具钵实现(比如配置PLC网络, 进行系统组态, 编程通信程序)结合起来. 同时还注意了与我国工业企业的实际相结合, 重点介细了把廉价的个人计算机开发成工作站连人PLC网络的技术.

全书分8章. 第1章导论介绍PLC网络通信的基本理论. 第2章介绍了个人计算机与PLC网络的联网通信. 第3章至第7章介绍了A-B公司. 西门子公司. 欧姆龙公司. 松下电工的PLC网络, 最后一章介绍了PLC网络的应用.

本书是院校. 工厂. 研究所的科技人员通力合作编写的, 是“产学研”结合的产物, 并包含了我们从事福建省自然科学基金E96010的主要研究成果. 在本书的编写与出版过程中, 我的得到了《现代工业企业自动化丛书》编委会. 清华大学出版社的悉心指导及多方帮助, 各编者所在单位的领导. 同行给予了全力支持与关心, 在此一并致谢.

由于水平有限, 错误及不妥之处在所难免, 望大家斧正.

编 者

1999年8月