開放式控制系統編程技術 -- 基於 IEC 61131-3 國際標準

馬立新，山東大學和北京工業大學碩士生導師，德國3S軟件有限公司大中華區總裁。
他還擔任中國人工智能學會理事、中國機器人產業聯盟副理事長、中國人工智能學會智能產品與產業工委會副主任等社會職務。
已出版著作2部，發表論文20多篇。

目錄
第1章概述1
1．1 IEC 61131-3標準1
1．1．1 IEC 61131簡介1
1．1．2 PLCopen組織概況2
1．1．3 IEC 61131-3編程語言3
1．1．4 IEC 61131-3的特點4
1．2軟PLC 5
1．2．1軟PLC控制方案6
1．2．2軟PLC的發展方向8
1．3 CODESYS概述9
1．3．1 CODESYS自動化解決方案9
1．3．2 CODESYS實時核12
1．4軟件的安裝14
1．4．1安裝所需的軟硬件要求15
1．4．2安裝及版本管理15
1．4．3啟動編程軟件16
1． 4．4幫助17
1．4．5 CODESYS開發系統17
1．5獲取資料、插件和技術論壇20

第2章CODESYS結構22
2．1軟件模型22
2．1．1軟件模型簡介22
2．1． 2軟件模型的特點24
2．2設備24
2．2．1設備管理24
2．2．2設備編輯器27
2．3應用28
2．3．1任務29
2．3．2庫文件40
2．3．3全局變量和局部變量50
2．3．4訪問路徑52
2．4程序組織單元53
2．4．1程序組織單元結構54
2．4．2函數56
2．4．3功能塊60
2．4．4程序66
2．5應用對象69
2．5．1採樣跟踪69
2．5．2持續變量75
2．5．3數據單元類型77
2．5．4全局網絡變量78
2． 5．5配方管理器79

第3章公共元素及變量81
3．1公共元素81
3．1．1字符集81
3．1．2分界符82
3．1．3關鍵字84
3．1．4常數85
3．1．5句法顏色89
3．1．6空格和註釋89
3．2變量的表示和聲明93
3．2．1變量93
3．2．2標識符93
3．2．3變量聲明94
3．3數據類型96
3．3．1標準數據類型96
3．3．2標準的擴展數據類型104
3．3．3自定義數據類型113
3．4變量的類型和初始化126
3．4． 1變量的類型126
3．4．2變量的初始化128
3．5變量聲明及字段指令129
3．5．1變量匈牙利命名法129
3．5．2 PRAGMA指令131

第4章編程語言134
4．1指令表（IL） 135
4．1．1指令表編程語言簡介135
4．1．2連接元素137
4．1．3操作指令140
4．1．4函數及功能塊148
4．1．5應用舉例150
4．2梯形圖（LD）/功能塊圖（ FBD） 152
4．2．1梯形圖/功能塊圖編程語言簡介152
4．2．2連接元素155
4．2．3應用舉例166
4．3結構化文本（ST） 169
4．3．1結構化文本編程語言簡介169
4．3．2指令語句171
4．3．3應用舉例186
4．4順序功能圖（SFC） 191
4．4．1順序功能圖編程語言簡介192
4．4．2 SFC的結構194
4．4．3應用舉例206
4．5連續功能圖（CFC） 208
4．5．1連續功能圖編程語言結構208
4．5．2連接元素211
4．5．3 CFC的組態219
4．5．4應用舉例220

第5章指令系統222
5．1位邏輯指令222
5．1．1基本位邏輯指令223
5．1．2置位優先與復位優先觸發器指令229
5．1．3邊沿檢測指令233
5．2定時器指令235
5．3計數器指令240
5．4數據處理指令245
5．4．1選擇操作指令245
5．4．2比較指令250
5．4．3移位指令254
5．5運算指令261
5．5．1賦值指令261
5．5．2算術運算指令261
5．5．3數學運算指令266
5．5．4地址運算指令272
5．6數據轉換指令275

第6章基礎編程284
6．1基本編程操作284
6．1．1啟動CODESYS 284
6 ．1．2 PLC程序文件的建立286
6．2通信參數設置290
6．3程序下載/讀取292
6．3．1編譯292
6．3．2登錄及下載293
6．3．3在線監視296
6．4程序調試299
6．4．1復位功能299
6．4．2調試工具301
6．5仿真304
6．6 PLC腳本功能306
6．7程序隱含檢查功能308

第7章可視化界面創建及應用312
7．1可視化界面313
7．2基本操作314
7．2．1創建可視化界面314
7．2．2添加工具315
7．2．3對齊工具315
7．2． 4刪除工具315
7．3工具316
7．3．1基本工具316
7．3．2通用控制工具320
7．3．3測量控制331
7．3．4燈/開關/位圖336
7．3． 5特殊控制338
7．3．6報警管理344
7．4完整視圖的建立及編輯349

第8章控制系統工程實例356
8．1實用工程實例356
8．1．1電機正、反轉運行356
8 ．1．2電機YD起動控制363
8．1．3旋轉分度台正、反轉控制370
8．1．4交通燈信號控製程序378
8．1．5停車場管理382
8．2模擬量閉環控制385
8．2．1模擬量閉環控制系統385
8．2．2閉環控制的主要性能指標387
8．2．3 CODESYS的閉環控制功能387
8．2．4使用CODESYS實現閉環控制388
8．2 ．5模擬量輸入數據整定390
8．2．6模擬量輸出數據整定393
8．2．7輸入數據濾波394
8．3數字PID控制器401
8．3．1 PID控制原理402
8．3．2標準PID控制器404
8．3．3固定採樣頻率的PID控制器406
8 ．3．4 PD控制器407
8．3．5積分分離控制器409
8．3．6帶死區的PID控制器410
8．3．7 PID參數整定412
8．3．8簡易壓緊機的控制實例413

第9章工業現場總線技術422
9．1通信技術基礎423
9．1．1通信系統的結構423
9．1．2數據傳輸方式424
9．1．3數據傳送介質429
9．2串行通信基礎及協議標準436
9．2．1基本概述436
9．2．2串口通信接口標準439
9．3工業現場總線442
9．3．1現場總線技術443
9．3．2現場總線的特點444
9．3．3 IEC 61158標準448
9．3．4 FCS與DCS的基本要點和區別452
9．3．5現場總線的發展歷程和發展現狀454
9．4工業以太網457
9．4．1 TCP/IP 458
9．4．2 TCP/IP的工作方式460
9．4．3 IEEE 802通信標準463
9．4．4工業控製網絡的拓撲結構466
9．5 CANopen通信472
9．5．1運行原理472
9．5．2 CANopen物理層485
9．5．3 PDO通信示例488
9．5．4 SDO通信示例496
9．6 EtherCAT網絡基礎500
9．6．1 EtherCAT物理層500
9．6．2 EtherCAT硬件組成505
9．6．3 EtherCAT運行原理506
9．6 ．4 EtherCAT通信模式516
9．6．5 EtherCAT狀態機521
9．6．6 EtherCAT伺服驅動器控制應用協議523
9．6．7 EtherCAT主從站通信配置示例534
9．7 PROFINET網絡基礎540
9．7 ．1 PROFINET物理層541
9．7．2 PROFINET 546
9．7．3 PROFINET協議架構549
9．7．4同步實時通信554
9．7．5 PROFINET主從站通信配置559
9．8 EtherNet/IP網絡基礎566
9．8．1 EtherNet/IP物理層567
9．8．2 EtherNet/IP運行原理573
9．8．3 EtherNet/IP網絡性能指標580
9．8．4 EtherNet/IP通信配置581

附錄A指令與快捷鍵588
附錄B CODESYS V3新特性596
參考文獻607