PLC开关量与通信控制应用实例详解(含CD光盘1张) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李江全 著

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• PLC
• 开关量
• 通信
• 控制
• 应用实例
• 自动化
• 工业控制
• 编程
• 实战
• 电气工程

店铺： 炫丽之舞图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121233197

商品编码：29646969593

包装：平装

出版时间：2014-06-01

基本信息

书名：PLC开关量与通信控制应用实例详解(含CD光盘1张)

定价：58.00元

作者：李江全

出版社：电子工业出版社

出版日期：2014-06-01

ISBN：9787121233197

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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1、针对三菱、西门子PLC的开关量输入/输出及其与PC的数据通信，贴近工程实践。
　　2、应用实例丰富，指导性强。
　　3、光盘中包括实例源程序、程序运行录屏、系统测试录像，容易上手。

内容提要

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本书从应用的角度系统地介绍了三菱FX系列PLC、西门子S7-200 PLC开关量输入/输出及其 与PC的数据通信技术。内容包括 PLC的硬件、软件结构，三菱/西门子PLC的组成与特点，PLC开关量控制基础，计数制与编码，PC串行通信概述，PLC数据通信基础，PLC与PC数据通信协议，三菱/西门子PLC开关量输入、输出及PC通信控制。其中，PC与PLC通信同时采用VB、VC 、LabVIEW和组态软件实现。
　　为方便读者学习，本书提供配套光盘，内容包括实例源程序、程序运行录屏、系统测试录像等。

目录

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章 PLC概述
1.1 PLC的硬件结构
1.1.1 PLC的硬件组成
1.1.2 PLC的工作原理
1.1.3 PLC的常用外设
1.2 PLC的软件结构
1.2.1 PLC的软件组成
1.2.2 PLC的编程语言
1.2.3 PLC的程序结构
1.3 三菱FX系列PLC的组成与特点
1.3.1 FX系列PLC的组成
1.3.2 FX系列PLC的特点
1.3.3 FX2N系列PLC简介
1.4 S7-200系列PLC的组成与特点
1.4.1 S7-200系列PLC的组成
1.4.2 S7-200 PLC的特点
1.4.3 S7-200系列PLC的CPU模块
1.4.4 S7-200系列PLC的数字量扩展模块

第2章 PLC开关量控制概述
2.1 控制系统的信号类型
2.1.1 模拟量信号
2.1.2 开关量信号
2.1.3 脉冲量信号
2.2 控制系统的过程通道
2.2.1 开关量输入通道
2.2.2 开关量输出通道
2.3 PLC开关量输入/输出连接
2.3.1 开关量输入连接
2.3.2 开关量输出连接
2.4 PLC控制系统设计概述
2.4.1 PLC控制系统的设计原则与步骤
2.4.2 PLC控制系统的总体设计
2.4.3 PLC控制系统主回路与控制回路设计
2.4.4 PLC控制系统的安全电路设计
2.4.5 PLC控制系统的可靠性设计
2.4.6 PLC控制系统的安装与连接设计

第3章 PLC数据通信基础
3.1 PLC数据通信概述
3.1.1 数据通信系统组成
3.1.2 PLC数据通信的目的
3.1.3 PLC数据通信的类型
3.1.4 PLC数据通信的连接方式
3.1.5 数据在PLC存储器中存取的方式
3.1.6 PLC数据通信介质
3.2 个人计算机与PLC的通信
3.2.1 计算机与PLC通信的方法与条件
3.2.2 计算机与PLC的通信内容
3.2.3 计算机与PLC通信程序的设计要点与方法
3.2.4 PLC串口通信调试软件及其应用

第4章 PC串行通信概述
4.1 串行通信技术简介
4.1.1 串行通信的基本概念
4.1.2 串行通信协议
4.1.3 串行通信的接口标准
4.1.4 计算机中的串行端口
4.1.5 串行通信线路连接
4.1.6 串口调试工具
4.2 串行通信控件MSComm
4.2.1 MSComm控件处理通信的方式
4.2.2 MSComm控件的使用
4.2.3 MSComm 控件的常用属性
4.2.4 MSComm 控件的OnComm事件
4.2.5 MSComm控件通信步骤
4.3 PLC组态王串口通信设置
4.3.1 三菱FX系列PLC组态王通信设置
4.3.2 西门子S7-200PLC组态王通信设置
4.4 LabVIEW与串口通信
4.4.1 LabVIEW中的串口通信功能模块
4.4.2 LabVIEW串口通信步骤

第5章 计数制与编码
5.1 计数制
5.1.1 计数制概述
5.1.2 十进制与二进制
5.1.3 八进制与十六进制
5.2 计数制转换及其程序设计
5.2.1 二进制与十进制的转换
5.2.2 二进制与八进制的转换
5.2.3 二进制与十六进制的转换
5.2.4 八进制与十进制的转换
5.2.5 十六进制与十进制的转换
5.2.6 八进制与十六进制的转换
5.3 字符编码
5.3.1 BCD码
5.3.2 格雷码
5.3.3 ASCII编码

第6章 PLC与PC数据通信协议
6.1 通信协议的基本知识
6.1.1 通信网络开放系统互连模型OSI
6.1.2 通信协议基本概念
6.2 三菱FX系列PLC与PC的通信协议简介
6.2.1 FX系列PLC的通信协议类型
6.2.2 计算机链接通信协议
6.2.3 无协议通信
6.3 西门子S7-200系列PLC与PC的通信协议简介
6.3.1 PPI通信及应用
6.3.2 自由口通信及应用
6.4 三菱FX2N系列PLC与PC通信编程口协议
6.4.1 命令帧格式
6.4.2 响应帧格式
6.4.3 地址计算
6.4.4 强制置位与复位
6.4.5 读写指令示例
6.5 西门子S7-200系列PLC与计算机通信PPI协议
6.5.1 通信过程
6.5.2 命令格式
6.5.3 命令类型

第7章 三菱PLC与PC通信之开关量输入
7.1 系统设计说明
7.1.1 设计任务
7.1.2 线路连接
7.1.3 指令获取与串口通信调试
7.2 PC端程序设计
7.2.1 VB程序设计详解
7.2.2 VC 程序设计详解
7.2.3 LabVIEW程序设计
7.2.4 监控组态程序设计

第8章 西门子PLC与PC通信之开关量输入
8.1 系统设计说明
8.1.1 设计任务
8.1.2 线路连接
8.1.3 串口通信调试
8.2 PC端程序设计
8.2.1 VB程序设计详解
8.2.2 VC 程序设计详解
8.2.3 LabVIEW程序设计
8.2.4 监控组态程序设计

第9章 三菱PLC与PC通信之开关量输出
9.1 系统设计说明
9.1.1 设计任务
9.1.2 线路连接
9.1.3 指令获取与串口通信调试
9.2 PC端程序设计
9.2.1 VB程序设计详解
9.2.2 VC 程序设计详解
9.2.3 LabVIEW程序设计
9.2.4 监控组态程序设计

0章 西门子PLC与PC通信之开关量输出
10.1 系统设计说明
10.1.1 设计任务
10.1.2 线路连接
10.1.3 串口通信调试
10.2 PC端程序设计
10.2.1 VB程序设计详解
10.2.2 VC 程序设计详解
10.2.3 LabVIEW程序设计
10.2.4 监控组态程序设计

参考文献

作者介绍

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李江全，石河子大学教授，任电气工程实验中心主任。测试技术学会西北分会、机械工程学会会员。参与过多项国家自然科学基金、国家科技支撑计划项目。编著有多本贴近实战的科技图书，深受刚进入工作岗位的年轻人及一线技术人员欢迎。

文摘

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序言

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智慧工业的脉搏：PLC开关量与通信控制的核心实践 本书并非一本涵盖所有PLC应用场景的百科全书，而是聚焦于工业自动化中最基础、也最关键的两个核心领域——开关量控制和通信控制，并通过大量详实的实际应用案例，带领读者深入理解PLC（可编程逻辑控制器）在这两个方面的强大能力与灵活运用。 工业自动化的浪潮汹涌而至，从生产线的精准切换到设备间的无缝协作，再到整个工厂数据的互联互通，PLC始终扮演着“智慧大脑”的角色， orchestrating着这一切的精密运作。而在这复杂的乐章中，开关量控制和通信控制无疑是最基础也是最重要的旋律，它们如同工业系统的神经末梢和信息通道，决定着指令的执行和数据的流动。 开关量控制：工业指令的基石 在工业生产中，大量的设备都需要通过简单的“开”与“关”来执行指令，例如启动一台电机、关闭一个阀门、激活一个指示灯，甚至是检测一个到位信号。这些离散的、二值的信号，我们称之为开关量。开关量控制看似简单，但在实际应用中却蕴含着丰富的逻辑和精妙的设计。 本书将带您穿越开关量控制的层层迷雾，从最基础的输入输出点（I/O点）原理入手，深入剖析不同类型开关量输入（如按钮、行程开关、接近开关、光电开关等）和输出（如继电器、接触器、指示灯、电磁阀等）的特点及选型。您将了解到如何根据具体的工艺需求，将物理世界的“开/关”状态准确地转化为PLC能够理解的数字信号，并通过PLC内部的逻辑运算，实现复杂的控制逻辑。 我们将通过一系列真实而经典的案例，揭示开关量控制的强大应用： 基础生产线控制： 如何利用PLC控制多台输送带的启动、停止与顺序联动，实现物料的自动化输送？如何通过行程开关和接近开关监测工件的位置，确保生产过程的精准到位？ 泵站与液位控制： 如何设计一套自动化的液位监测与控制系统，利用浮球开关或压力传感器，自动启停水泵，维持储罐液位的稳定？ 电机启停与联锁保护： 如何实现单相电机、三相电机的正反转控制？如何通过互锁逻辑，防止设备在危险状态下运行，保障人员和设备安全？例如，在注塑机中，如何确保模具夹紧到位后才能进行注射？ 灯光与报警系统： 如何根据生产状态或故障信息，自动控制车间的照明灯或声光报警器，提高生产效率和安全性？ 简单机械设备自动化： 如何将一些传统的手动操作设备，通过PLC和开关量信号，改造成半自动或全自动的运行模式，例如简单的包装机、送料机等。 在这些案例中，您将不仅仅是学习PLC编程指令，更重要的是理解背后的逻辑设计思路。我们将详细讲解梯形图（Ladder Diagram）、指令表（Instruction List）、功能块图（Function Block Diagram）等不同编程语言在开关量控制中的应用，并强调如何选择最适合的编程方式来表达复杂的控制意图。此外，本书还将深入探讨抗干扰、接线规范、诊断与故障排除等开关量控制实践中的重要环节，确保您的设计稳健可靠。 通信控制：互联互通的工业脉搏 随着工业4.0和物联网时代的到来，单个设备孤立运行的时代已经过去。现代工业系统需要实现设备之间、设备与上位机之间、甚至与云端的数据交互和协同工作。而这一切的实现，都离不开强大的通信控制能力。 本书将为您打开PLC通信控制的宝藏之门，从工业通信的基础概念讲起，逐一解析各种主流的通信协议及其在PLC中的应用。您将了解到： RS-232/RS-485串行通信： 这是最基础、最普遍的工业串行通信方式。我们将详细讲解其通信原理、接口特性、帧格式，并通过实际案例演示如何使用PLC的串行通信模块与变频器、仪表、扫描枪等外设进行数据交换。例如，如何通过RS-485读取变频器的运行参数，或者将PLC的控制指令发送给远程仪表。 Modbus协议的深度解析： Modbus是工业领域最广泛使用的通信协议之一。本书将对其RTU（Remote Terminal Unit）和TCP（Transmission Control Protocol）两种模式进行深入剖析，讲解其功能码、数据地址、读写指令等核心要素。您将学会如何利用Modbus协议，实现PLC之间的数据采集与共享，或者将PLC的数据上传到SCADA系统、HMI（人机界面）或MES（制造执行系统）。 以太网通信与工业以太网： 随着网络技术的发展，以太网已成为工业通信的主流。我们将介绍Ethernet/IP, Profinet, Modbus TCP等主流的工业以太网协议，重点讲解其工作原理、通信方式以及在PLC中的配置和编程。您将了解到如何构建一个基于以太网的分布式控制系统，实现更高速、更可靠的数据传输。 无线通信在工业中的应用： 对于一些特殊场景，如移动设备、无法布线的区域，无线通信（如Wi-Fi, LoRa, NB-IoT等）提供了灵活的解决方案。我们将探讨PLC如何与这些无线通信模块集成，实现远程监控和控制。 OPC UA（Open Platform Communications Unified Architecture）： 了解OPC UA在实现不同厂商、不同平台设备之间互联互通中的关键作用，以及PLC如何通过OPC UA实现与更高级别系统的信息集成。 通过大量实操案例，您将亲身体验通信控制的魅力： 多PLC协同控制： 如何通过Modbus TCP或Profinet，将多台PLC连接起来，实现生产线的整体协调控制？例如，一台PLC负责检测，另一台PLC负责执行，通过通信获取对方的状态信息。 PLC与HMI/SCADA系统集成： 如何将PLC采集的生产数据实时显示在HMI触摸屏上，或上传到SCADA系统进行集中监控和数据分析？ 远程监控与诊断： 如何通过以太网或无线通信，实现对远端生产设备的远程监控、参数调整和故障诊断？ 与MES/ERP系统的数据对接： 探讨PLC如何为企业资源计划（ERP）和制造执行系统（MES）提供实时的生产数据，实现生产计划的精准执行和生产过程的可追溯性。 工业物联网（IIoT）的初步实践： 结合通信控制，探讨PLC在构建工业物联网节点中的作用，实现设备的数据采集、边缘计算和云端互联。 贯穿全书的实践精神 本书的核心在于“应用实例详解”。我们深知理论知识的掌握需要与实践相结合才能转化为真正的能力。因此，本书的每个章节都围绕着具体的、可操作的工业应用场景展开，力求让读者在阅读的过程中，如同置身于真实的工业现场，亲手解决一个个实际问题。 我们不仅仅是罗列指令，更重要的是讲解“为什么”这样做、“如何”做得更好。您将学会如何根据实际需求，进行PLC型号的选择、硬件的接线、PLC程序的设计、通信参数的配置，以及最终的调试与优化。 本书的目标读者： 电气工程师、自动化工程师： 正在从事或即将从事工业自动化系统设计、开发、维护工作的专业人士，希望系统性地提升PLC开关量和通信控制的应用能力。 技术院校学生： 学习自动化、电气工程、机电一体化等专业的学生，希望通过大量实践案例，深入理解PLC在工业自动化中的实际应用。 PLC初学者： 希望从基础的开关量控制入手，逐步掌握PLC编程和通信控制的核心技能。 对工业自动化感兴趣的爱好者： 希望了解现代工业如何通过PLC实现自动化控制和智能化生产。 本书的价值： 海量真实案例： 涵盖多种行业、多种场景的经典应用，提供丰富的参考和借鉴。 深入浅出的讲解： 将复杂的概念转化为易于理解的语言，辅以清晰的图示和流程图。 强调逻辑思维： 教授解决实际问题的分析方法和设计思路，而非死记硬背指令。 实操导向： 强调动手能力和解决实际问题的能力培养。 紧跟技术前沿： 涵盖主流的PLC硬件平台和通信协议。 掌握PLC的开关量与通信控制，您就掌握了驾驭现代工业自动化的关键钥匙。本书将成为您通往智慧工业殿堂的得力助手，助您在日新月异的工业自动化领域，实现技术与应用的完美融合。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，最好的技术书籍，是那种能引发读者思考，而不是仅仅提供答案的书。我希望这本书在讲解具体的控制逻辑时，能够穿插一些关于“为什么这么做比那样做更好”的分析。比如，在设计一个复杂的顺序控制程序时，是使用步进梯形图（SFC）更清晰，还是使用传统的梯形图（LD）更高效？书中对于不同编程范式在特定应用场景下的优劣势对比，会非常具有参考价值。此外，鉴于现在对系统安全性的日益重视，如果能对PLC程序进行基础的安全加固（比如防止未经授权的修改、程序备份策略等）有所提及，那就更符合当前行业的发展趋势了。我希望这本书的视角能够更开阔一些，不仅仅局限于“点亮一个灯泡”的初级例子，而是能展现出工业控制系统的整体架构思维。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名听起来就很有吸引力，我是一个刚接触PLC编程不久的工程师，正好在寻找能够将理论知识与实际工程应用紧密结合的参考资料。我尤其关注那些能够提供具体、可操作案例的书籍，因为书本上的概念总是抽象的，只有在实际项目中应用过，才能真正理解其精髓。我希望这本书能像一个经验丰富的前辈手把手地教我，不仅是讲解开关量输入输出的逻辑处理，更重要的是在实际的工业控制场景中，如何有效地进行数据采集、状态监控以及与其他设备（比如变频器、触摸屏）的通信。一个好的实例教程，应该能够清晰地展示出从需求分析到程序设计、再到现场调试的全过程，包括可能遇到的坑和解决方法。如果书里能涵盖一些常见的工业现场问题，比如噪声干扰、电磁兼容性处理等，那将是极大的加分项，因为这些是教科书上很少提及但实际工作中又无处不在的难题。我期待的不仅仅是代码的堆砌，而是背后设计思想的阐述。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在自动化领域摸爬滚打多年的老兵，我深知“应用实例”这个词背后的价值。理论知识固然重要，但如果不能转化为生产力，那就是空谈。我希望这本书能提供一些贴近实际生产线的复杂案例，比如一个连续生产线上不同工序的协同控制，或者是涉及安全联锁机制的复杂逻辑实现。尤其是在通信方面，现代工业系统越来越依赖于网络化控制，比如Profibus、Profinet或者Modbus等协议的应用。我非常希望能看到书中详细剖析如何通过PLC实现这些通信，包括报文的构建、错误的排查以及数据映射的策略。如果书中还能涉及一些高级主题，比如数据存储和历史记录功能，那对于工厂的质量追溯和效率分析都会有很大的帮助。我更看重的是那些能够体现出作者深厚行业积累的“独门秘籍”和经验总结，而不是泛泛而谈的通用介绍。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚刚完成大学学业，准备进入工厂实习的新人，我对任何能帮助我快速适应工业现场环境的材料都求之若渴。我最怕的就是理论知识学得不错，一到现场就两眼一抹黑，搞不清那些复杂的现场仪表和执行器到底是干什么用的。因此，我希望这本书中关于开关量信号的定义、如何区分 PNP 和 NPN 信号、以及在实际接线中如何处理三线制和四线制传感器的区别，能有非常直观且详细的图示说明。对于通信部分，我更需要的是对工业总线协议中的基础概念（如站地址、波特率设置、校验和的含义）的白话式解释，而不是晦涩难懂的标准术语。一本好的入门读物，应该能够将复杂的工业术语“翻译”成容易理解的语言，让我能带着自信踏入车间。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我最近在做一个老旧设备的升级改造项目，其中一个关键难点就是如何用现代PLC平滑地替换掉那些已经停产的控制器，并且要确保新旧系统的数据能够无缝对接。我急需一本能提供具体通信方案和数据迁移策略的指南。我对那种只停留在理论层面的书已经有些审美疲劳了，现在最需要的就是那种可以直接“复制粘贴”到我项目框架中并进行微调的实用代码和配置截图。我特别关注书中对不同品牌PLC之间通信兼容性的讨论，以及在处理实时性要求高的控制任务时，如何优化程序扫描周期和中断处理。如果书中能对硬件选型和接线规范给出详尽的指导，那对于我们这些需要在有限空间内进行紧凑集成的工程师来说，无疑是雪中送炭。毕竟，现场的布线质量直接决定了系统的长期稳定运行。