本書系統地介紹目前技術最先進的可編程控制器的工作原理、功能特點、編程系統、編程語言、多任務處理、系統設計、功能函數、數據處理等內容，注重對可編程控制器系統共性知識介紹，注重工程概念，引入這一技術領域的新知識、新概念、新方法，如：安全可編程控制器、MATLAB/Simulink 與可編程控制器的無縫聯接、工業以太網、MAPP組件技術、機器智能設計與應用、數字孿生、柔性電驅輸送系統、智能機器典型應用實例等，力求將這一領域的最新技術介紹給讀者。
齊蓉，西北工業大學自動化學院，教授，機械工業教育協會自動化分會委員，稀土雜志編審委員，長期從事可編程控制器領域的教學、科研等工作。主編的教材“可編程計算機控制器技術”2007年獲陜西省高等學校優秀教材二等獎。
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PLC工作過程比較 （9）
1.7 輸入/輸出響應的滯后現象 （10）
1.8 PLC與其他工業控制裝置的比較 （11）
1.8.1 PLC與傳統繼電器控制
系統的比較 （11）
1.8.2 PLC與工業控制計算機的
比較 （12）
1.8.3 PLC與單片機的比較 （14）
1.9 PLC網絡與通信 （14）
1.9.1 現場總線 （15）
1.9.2 工業以太網 （23）
1.9.3 實時工業以太網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 （35）
2.2.1 安全PLC系統 （36）
2.2.2 X20集成安全PLC系統 （38）
2.3 人機界面系統 （39）
2.4 工業PC （41）
2.5 運動控制系統 （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 （44）
2.5.4 運動控制系統設計、服務和
調試 （45）
2.6 柔性制造的電驅系統 （45）
2.6.1 柔性電驅系統SuperTrak （46）
2.6.2 柔性電驅系統ACOPOStrak （46）
2.7 PLC控制系統設計與硬件配置 （48）
2.7.1 PLC控制系統設計的基本原則 （48）
2.7.2 PLC控制系統硬件的配置設計 （49）
2.7.3 PLC控制系統的安裝 （50）
2.7.4 PLC控制系統的抗干擾設計 （51）
2.7.5 PLC控制系統的結構設計 （54）
2.7.6 PLC控制系統的設計流程 （55）
思考題與練習題 （56）
第3章 編程系統及標準功能塊 （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 （61）
3.2.1 編程系統結構 （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與I/O處理 （67）
3.3.1 分時多任務操作系統概述 （67）
3.3.2 存儲器管理 （68）
3.3.3 運行狀態 （78）
3.3.4 多任務處理 （78）
3.3.5 系統容量 （84）
3.3.6 I/O處理 （84）
3.4 標準函數與功能塊 （86）
3.4.1 標準庫概述 （86）
3.4.2 函數、功能塊的調用 （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 梯形圖指令可實現的基本
邏輯功能 （117）
4.2.8 梯形圖中功能塊的調用 （118）
4.2.9 功率流程 （118）
4.2.10 數據類型轉換 （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 功能塊調用 （132）
4.3.4 關鍵字與函數 （132）
4.4 ANSI C編程語言 （134）
4.4.1 簡介 （135）
4.4.2 創建C任務 （135）
4.4.3 頭文件 （136）
4.4.4 變量及函數的定義 （136）
4.4.5 變量聲明 （137）
4.4.6 Line Coverage （139）
4.4.7 函數 （140）
4.4.8 調用庫函數 （145）
4.5 Automation Basic編程語言 （147）
4.5.1 指令 （147）
4.5.2 功能塊調用 （164）
4.5.3 指針與動態變量 （164）
4.5.4 數組Arrays （165）
4.6 PLC應用程序設計 （165）
4.6.1 PLC應用程序設計規范 （166）
4.6.2 PLC應用程序的質量評價
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 目標系統設置 （197）
6.4.4 自動生成代碼 （198）
6.4.5 調試和在線監控 （198）
思考題與練習題 （199）
第7章 數字化智能制造技術 （200）
7.1 數字孿生 （201）
7.1.1 數字孿生的定義 （201）
7.1.2 仿真與數字孿生 （201）
7.1.3 傳統系統仿真制約因素 （202）
7.1.4 數字孿生產線關鍵技術 （203）
7.1.5 數字孿生三維、五維模型 （206）
7.1.6 柔性電驅中的數字孿生技術 （207）
7.1.7 生產過程中的數字孿生 （209）
7.2 邊緣計算 （211）
7.2.1 工業物聯網 （211）
7.2.2 邊緣計算技術背景 （214）
7.2.3 邊緣計算網絡架構 （215）
7.2.4 邊緣計算的本質 （216）
7.2.5 邊緣計算面臨的挑戰 （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 （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 工業應用對機器視覺的要求 （225）
7.3.3 機器視覺的產業鏈 （226）
7.3.4 影響機器視覺發展的因素 （226）
7.3.5 機器視覺技術的發展 （226）
7.3.6 集成機器視覺的分類 （227）
7.3.7 機器視覺系統結構和工作
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 （245）
7.5.5 柔性制造中的精益生產 （245）
7.5.6 柔性生產線應解決的問題 （247）
7.6 柔性電驅輸送系統 （248）
7.6.1 柔性電驅工作原理 （248）
7.6.2 機械結構設計 （249）
7.6.3 基于柔性電驅輸送的生產線
設計優勢 （251）
7.7 基于ACOPOStrak的柔性生產線
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設計 （256）
8.1.1 印刷機簡介 （256）
8.1.2 凹版印刷機系統 （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硬件
配置 （266）
8.1.5 集成套色系統 （268）
8.1.6 收料系統控制 （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 多質量彈性扭轉系統控制 （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柔性制造生產線
優化設計 （339）
9.6.1 ACOPOStrak柔性制造生產線 （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）
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