可编程自动化控制器原理与实践——基于国产HPAC系统
本书的特点是理论实际结合度高,作者自研了国产可编程自动化控制系统HPAC,对其涉及的嵌入式实时控制、现场总线、模型驱动开发、工业4.0标准体系架构等认识深刻,按照先进理念实践经验丰富,首次完整讲解现代安全集成工控软件设计模式。

作者:王晓宇

丛书名:中国机械工程学科教程配套系列教材 教育部高等学校机械类专业教学指导委员会规划教材

定价:59.8元

印次:1-1

ISBN:9787302651291

出版日期:2024.11.01

印刷日期:2024.11.15

图书责编:苗庆波

图书分类:教材

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"本书教材主要内容有IEC61131-3编程语言和现场总线原理、PLCopen规范、国产HPAC编程系统介绍、安全集成工控软件设计模式等。 本书包含三部分内容,共11章。其中第一部分为1-5章,讲述IEC 61131-3编程语言知识,重点是该语言的语法规则讲解;第二部分为6-10章,对PAC技术原理介绍,总结了状态机开发方法和现场总线的基本原理,提出了HPAC系统的总体架构、运动和安全库介绍;第三部分为第11章,介绍了逻辑、运动、安全集成设计模式。"

王晓宇,华中科技大学机械学院国家数控系统工程技术研究中心讲师,主持开发了国产IEC61131-3编程系统HPAC(Huazhong Programmable AutomationController),华中PAC具有强大的数控系统、现场总线和人机界面组态功能,具有改变制造业创新方式的重大意义,是“数控系统软件开发工具的飞跃”,以此为基础构建的国产PAC产品体系已获得多种批量化工业应用。

前 言 德国于2015年4月发布的“工业4.0”参考架构模型(Reference Architecture Model Industrie 4.0,RAMI4.0)在国内已被反复解读,国际标准IEC 61131-3 作为工业3.0时代的分水岭、RAMI4.0中的基石,被很多专家津津乐道。 然而,大学教材里还是以美日德系不同品牌的硬可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)为主,教学和实验内容还是分水岭事件之前的指令表、梯形图等,学生不会喜欢在因厂家而异的非标环境中编写功能单一的控制逻辑,IEC 61131-3 也随之被忽视了。 实际上现代PLC早已脱胎换骨,并全面渗透到了工业自动化的各个领域,除传统逻辑控制外,还可胜任运动、安全、人机交互、信息化、大数据、边缘计算等新的应用需求。2001年,ARC咨询集团提出用可编程自动化控制器(Programmable Automation Controller,PAC)对其重新命名,并总结出PAC应该具备的主要特征和性能: (1)一套符合IEC 61131-3 的集成开发环境。 (2)支持工业控制系统的现场总线标准IEC 61158,实现基于现场总线的分布式自动化控制。 (3)采用通用的硬件架构以实现不同功能的自由组合与搭配,减少硬件升级成本。 (4)运行时具有系统资源分配、实时任务调度、信息化组网等工业操作系统功能。 (5)标准化可重用基础库,可以实现多领域的功能,包括逻辑控制、过程控制、运动控制和人机界面(Humar Machine interaction, HMI)...

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目   录

第 1 章 公有元素  1

1.1 控制器模型  1

1.1.1 软件模型  1

1.1.2 通信模型  3

1.1.3 功能模型  5

1.2 标准符号  6

1.2.1 字符集  6

1.2.2 标识符  6

1.2.3 分界符  7

1.2.4 关键字  8

1.2.5 空格和注释  9

1.3 数据标称  9

1.3.1 数值标称  10

1.3.2 字符串标称  10

1.3.3 时间标称  11

1.4 数据类型  12

1.4.1 基本数据类型  12

1.4.2 一般数据类型  13

1.4.3 衍生数据类型  14

1.4.4 取值范围和初始化  18

1.4.5 衍生类型  19

1.5 变量  21

1.5.1 变量的表示  21

1.5.2 变量的属性  23

习题 1  24

第 2 章 程序组织单元  25

2.1 函数  25

2.1.1 函数的表示  25

2.1.2 函数的附加属性  26

2.1.3 用户自定义函数  28

2.2 标准函数  29

2.2.1 类型转换类函数  29

2.2.2 数值类函数  30

2.2.3 算术类函数  31

2.2.4 位串类函数  32

2.2.5 选择和比较类函数  34

2.2.6 字符串类函数  36

2.2.7 时间数据类型函数  38

2.2.8 枚举数据类型函数  39

2.3 功能块  40

2.3.1 功能块的表示  40

2.3.2 功能块的特性  43

2.4 标准功能块  4...

"    可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)是自动化相关专业的必修专业课,现代PLC已被重新命名为“可编程自动化控制器(programmable automation controller,PAC)”,广泛应用于工业自动化的各个领域。
    本书全面讲解了IEC 61131-3语言及其模型驱动开发方法、现场总线基本原理、PLCopen运动和安全规范、安全集成设计方法等内容,其中总线、安全、模型化方法等是首次在PLC课程中系统性讲解,可帮助读者全面理解PAC控制系统的构成和编程原理,对PAC的工程应用提供指导。
    本书可以用作为工科本科生或研究生的PLC或开放式数控系统课程教材,也可以作为自动化应用工程师的技术参考书。本书基于国产HPAC系统提供的例程和方法,也完全适用于CoDeSys等其他PAC平台。"