基于IEC 61131-3标准的控制系统及应用

第1章IEC61131-3标准的产生、应用现状和发展

1.1IEC61131-3标准的产生

1.2IEC61131-3标准的主要特点

1.2.1采用软件模块

1.2.2传统PIE编程语言的缺点

1.2.3IEC61131-3标准编程语言的特点

1.2.4IEC61131-3标准的缺陷

1.3IEC61131-3标准的应用现状

1.4IEC61131-3标准的发展

1.4.1IEC61131-3标准的修订和发展

1.4.2IEC61499标准

第2章IEC61131-3标准的基本内容和工作原理

2.1语言元素

2.1.1分界符

2.1.2关键字

2.1.3直接量

2.1.4标识符

2.2数据类型

2.2.1基本数据类型

2.2.2导出数据类型

2.3变量

2.3.1变量的表示

2.3.2变量的类型

2.3.3变量的附加属性

2.3.4变量的初始化

2.3.5变量的声明

2.4程序组织单元

2.4.1POU的组成

2.4.2功能

2.4.3功能块

2.4.4程序

2.5软件模型和通信模型

2.5.1IEC61131-3标准软件与实际系统的关系

2.5.2IEC软件模型

2.5.3通信模型

2.6基于IEC61131-3标准的控制方案

2.6.1基于传统PiE的控制方案

2.6.2基于嵌入式控制器的控制方案

2.6.3基于工业PC(IPC)的控制方案

2.7基于IEC61131-3标准的开发平台软件

第3章IEG61131-3标准的5种编程语言

3.1指令表语言

3.1.1指令表语言中的指令

3.1.2通用累加器

3.1.3操作符

3.1.4函数和功能块

3.1.5指令表语言应用实例

3.2结构化文本语言

3.2.1结构化文本语言概述

3.2.2语句

3.3梯形图语言

3.3.1梯形图语言的构成元素

3.3.2梯形图的执行

3.3.3梯形图语言应用实例

3.4功能块图语言

3.4.1功能块图语言的构成元素

3.4.2功能块图的执行控制

3.4.3功能块图语言应用实例

3.5顺序功能图语言

3.5.1步

3.5.2转换

3.5.3动作

3.5.4程序结构和步的进展规则

3.5.5顺序功能图语言应用实例

第4章IEG61131-3标准的功能与功能块

4.1功能

4.1.1类型转换功能

4.1.2数字功能

4.1.3位串功能

4.1.4选择和比较功能

4.1.5字符串功能

4.2功能块

4.2.1标准双稳态功能块

4.2.2标准边沿检测功能块

4.2.3标准计数器功能块

4.2.4标准定时器功能块

第5章基于IEC61131-3标准的IPC控制系统

5.1基于PC的软逻辑控制技术概述

5.2系统结构

5.2.1基于PC的控制

5.2.2IPC的组成

5.2.3基于PC的软逻辑控制系统的结构及功能

5.3基于IPC的软逻辑控制实例1电梯模型控制

5.3.1被控对象

5.3.2系统硬件结构

5.4基于IPC的软逻辑控制实例2电加热炉PID控制

5.4.1PID模块的构建

5.4.2系统硬件结构

5.4.3电加热炉PID控制

5.5单神经元自适应控制

5.5.1单神经元自适应PSD智能控制器的设计

5.5.2基于IEC61131-3标准的神经网络控制系统的实现

5.6预测控制

5.6.1单变量动态矩阵控制算法

5.6.2预测控制软件

5.6.3符合IEC61131-3标准的三温区电加热炉预测控制系统

第6章基于IEC61131.3标准的PLC控制系统

6.1概述

6.1.1现代可编程控制器的特点

6.1.2可编程控制器的发展趋势

6.1.3传统PLC到现代可编程控制器

6.2现代可编程控制器的硬件系统

6.2.1硬件组成

6.2.2系统配置

6.3现代可编程控制器的软件系统

6.3.1硬件配置软件

6.3.2编程开发环境(Paradym-31)简介

6.4三温区电加热炉模糊控制系统

6.4.1模糊控制系统开发软件bEDS

6.4.2模糊控制器的设计步骤

6.4.3三温区电加热炉模糊控制系统工作原理

6.4.4控制系统程序编制

6.4.5实时监控

6.5三容水箱专家控制系统

6.5.1专家控制系统开发工具ECSS概述

6.5.2ECSS的关键技术原理

6.5.3ECSS使用初步

6.5.4三容液位装置的特点及其专家控制系统的工作原理

6.5.5专家控制器模块的开发

6.5.6三容液位专家控制系统PLC控制程序的编制

6.5.7实时监控

第7章基于IEC61131-3标准的嵌入式控制系统

7.1概述

7.1.1嵌入式控制系统硬件平台的选择

7.1.2嵌入式控制系统实时操作系统的选择

7.1.3基于IEC61131-3标准的嵌入式控制系统

7.2基于PC/104的控制系统

7.2.1PC/104简介

7.2.2PC/104的优点

7.2.3PC/104软件设计

7.2.4基于PC/104的软逻辑控制系统结构

7.2.5彩灯循环控制实例

7.3基于ARM7S3C4480的城市路灯监控系统

7.3.1城市路灯监控系统的基本结构

7.3.2远程监控终端的硬件组成

7.3.3远程监控终端的软件组成

7.3.4基于IEC61131-3标准的软逻辑系统在μClinux上的实现

7.3.5城市路灯监控系统IEC控制程序的实现

7.4基于AT9155800的糖厂澄清工段pH值控制系统

7.4.1糖厂澄清工段生产工艺及控制要求

7.4.2检测机构和控制阀门

7.4.3pH值控制系统的硬件组成

7.4.4pH值控制系统的软件组成

7.5基于DSP的运动控制系统

7.5.1TMS320F2812的基本结构

7.5.2基于TMS320F2812的运动控制系统的设计

7.5.3基于IEC61131-3标准的运动控制系统的实现

第8章基于IEC61131-3标准的集散控制系统

8.1DCS的发展历史和基本结构

8.2最新的DCS体系结构和技术特征

8.3DCS和IEC61131-3标准的关系

8.3.1DCS系统采用IEC6113l-3标准

8.3.2IEC61131-3标准在DCS中的实际运用

8.4基于IEC61131-3标准的DCS

8.4.1IndustrialIT系统

8.4.2SIMATICPCS7过程控制系统

8.4.3NETWORK6000系统

8.5基于IEC61131-3标准的DCS在水泥生产中的应用

8.5.1水泥生产工艺简介

8.5.2Freelance2000的实现

8.5.3基于IEC61131-3的先进控制程序的实现

第9章IEC61499标准

9.1概述

9.1.1IEC61131.3标准的缺点

9.1.2IEC61499标准简介

9.2IEC61499标准中的模型

9.2.1系统模型

9.2.2设备模型

9.2.3资源模型

9.2.4应用模型

9.2.5功能块模型

9.2.6分布模型

9.2.7管理模型

9.2.8操作状态模型

9.3各种功能块与子应用类型

9.3.1基本功能块

9.3.2复合功能块

9.3.3子应用

9.3.4服务接口功能块

9.4IEC61499标准小结

参考文献

　　本书系统地介绍了IEC61131.3标准的背景知识、基本内容、工作原理，5种编程语言和编程要领。全书共分9章。第1章介绍IEC61131-3标准的产生、发展过程、主要特点和应用现状。第2章介绍IEC61131.3标准的基本内容、工作原理、软件模型和通信模型，以及该标准的开发平台软件。第3章介绍IEC61131-3标准的5种编程语言和编程要领。第4章介绍IEC61131-3标准中常用的基本功能块。第5章介绍由IEC61131-3标准构成的工业PC控制系统，提供了开关量、模拟量和PID、神经网络、预测控制算法的应用实例。第6章介绍符合IEC61131-3标准的PM系统，提供了在P比中实现模糊控制、专家控制的应用实例。第7章介绍基于IEC61131-3标准的嵌入式控制系统。第8章介绍符合IEC61131-3标准的集散控制系统，提供了水泥厂应用实例。第9章介绍国际电工委员会(IEC)推出的拓展IEC61131-3标准功能的IEC61499标准。　　IEC61131.3标准是国际电工委员会(IEC)制定的工业控制编程语言的标准。IEC61131.3标准在工业控制领域中产生了重要影响，并且成为PLC，DCS，IPC，CNC和SCADA的编程系统事实上的标准。应用IEC61131.3标准已经成为工业控制领域的趋势。　　本书从理论和实践两个方面，系统地介绍了IEC61131.3标准的背景知识、基本内容、工作原理，5种编程语言和编程要领；详细地介绍了由IEC61131.3标准构成的PLC，IPC，DCS，ARM7，DSP嵌入式系统，以及在采用该标准的系统中实现模糊控制、专家控制、神经网络控制、预测控制等先进控制的方法，并提供了采用IEC61131-3标准的工程应用实例。　　本书可供科研院所的科技人员、工矿企业的工程技术人员、控制器生产厂家的研发人员、控制系统集成人员学习和参考，也可作为大专院校相关专业的教材或参考书。