工业控制网络与人机界面组态技术

图书标准信息

• 作者 岩淑霞 编
• 出版社 北京理工大学出版社
• 出版时间 2019-04
• 版次 1
• ISBN 9787568267984
• 定价 60.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 页数 207页
• 字数 99999千字

【内容简介】

随着信息化技术向工业控制领域的延伸，工业控制网络的应用越来越广泛。工业控制网络技术的应用与发展，对于现代工业企业实现网络化控制以及网络制造具有重要的促进作用。本书介绍了典型工业控制网络结构，阐述了典型工业控制网络的基本模式，突出了工业控制网络技术的特点与优势。
    随着工业控制网络的普及应用，触摸屏组态技术在工业网络组建中起着越来越重要的作用。本书详细介绍了基于西门子组态软件WinCC flexible的工业控制系统的人机界面组态方案。本书遵循“以就业为导向，以能力为本位”的教育理念，根据专业职业能力培养的要求，采用项目化教学方法进行内容设计，坚持“做中学”的教学方法。在项目的选取过程中力求深入浅出，且涵盖范围广，希望读者能够通过各个项目的学习做到举一反三，触类旁通。
    本书的主要内容包括工业控制网络概述、数据与网络通信基础、人机界面的选型及人机界面与PC的连接、WinCC flexible快速入门、项目与画面的组态、画面对象的组态、用户管理与报警的组态、工业以太网电缆接头制作实验、网络配置实验、单环冗余网络实验、无线通信实验、实时通信实验（通过PROFINET IO系统）、虚拟网络VLAN实验、防火墙实验。

【作者简介】

岩淑霞，女，任职于苏州健雄职业技术学院。在研我校科技处三级联动社科课题基于“做学教合一”的电气自动化专业实践课程模式的研究一项，并出版校本教材一部；在研江苏省教育技术课题基于雨课堂的空中智慧教室创建研究；在研江苏省哲学社会科学课题“”背景下电气自动化技术人才跨界培养的探索与实践一项；发表教研科研十多篇。

精彩内容：

控制网络概述随着计算机网络技术的发展，互联网正在把全世界的汁算机系统和通信系统逐渐集成起来，形成信息高速公路和共用数据网络。随着汁算机网络向工厂的不断渗透，传统的控制领域也正经历着一场有的变革，开始向着数字化网络的方向发展．形成了新的控制网络。控制系统的结构从初的集中控制系统(central control vten.cc)发展到第二代集散控制系统(ditributedcontrol ytem，dc)，再发展到现在流行的现场线控制系统(fieldbu control ytem，fc)，而新一代的以太网控制系统又将引起控制领域的新的变革。1．1控制系统的发展历史1．1．1模拟仪表控制系统随着科学技术的快展，过程控制领域在过去的两个世纪里发生了巨大的变革。150多年前出现的基于5一13i的气动控制系统(pneumaticontrol ytem，pc)，标志着控制理论初步形成，但此时尚未有控制室的概念；20世纪50年代，基于o～5 v或4—20 ma的电流模拟信号的模拟过程控制体系被提出并得到广泛的应用，这标志着电气自动控制时代的到来，三大控制论的确立奠定了现代控制的基础，设立控制室、控制功能分离的模式也一直沿用至今；20世纪70年代，随着数字计算机的介人，产生了集中控制的控制计算机系统，而信号传输系统大部分依然沿用4—20 ma的模拟信号，不久人们发现集中控制系统存在着易失控和可靠低的缺点，并很快将其发展为dc；微处理器的普遍应用和计算机可靠的提高，使dc得到了广泛的应用，由多台计算机和一些智能仪表以及智能部件实现的分布式控制是其主要的特征，而数字传输信号也在逐步取代模拟传输信号。随着微处理器的快展和广泛应用，数字通信网络延伸到过程现场成为可能，产生了以微处理器为核心，使用集成电路代替常规电子线路，实施信息的采集、显示、处理、传输以及优化控制等功能的智能设备。设备之间彼此通信，可以实现设备间的控制功能，在精度、可作、可靠和可维护等方面也有了更高的要求，终促使了现场线的产生。1．1．2直接数字控制直接数字控制(direct digital control，ddc)。系统的组成通常包括控制设备(集中控制电脑、彩监视器、键盘、打印机、不间断电源、通信接等)．现场ddc控制器．通信网络，以及相应的传感器、执行器和调节阀等元器件。它代替了传统控制组件(如温度开关、接收控制器或其他电子机械组件等)，且能优于plc，成为各种建筑环境控制的通用模式。ddc系统利用号处理器来执行各种逻辑控制功能，它主要采用电子驱动．也可用传感器连接气动机构。ddc系统的大特点是从参数的采集、传输到控制等各个环节均采用数字控制功能来实现。一个数字控制器可实现多个常规仪表控制器的功能．可有多个不同对象的控制环路。所有的控制逻辑均由微处理器执行，并以各控制器为基础完成控制功能。这些控制器接收传感器常用触点或其他仪器传送来的输入信号，并根据软件程序处理这些信号，再输出信号到外部设备。这些信号可用于启动或关闭机器，打开或关闭阀门或风门．或按程序执行复杂的动作。这些控制器可实现用户用手作机器系统或终端系统的目的。ddc控制器是整个dd(：系统的核心，是ddc系统实现控制功能的关键部件。它的工作过程是通过模拟量输人通道(ai)和数字量输人通道(di)采集实时数据，并将模拟信号转变成计算机可接受的数字信号(a／d转换)，然后按照的控制规律进行运算．后发出控制信号，并将数字信号转变成模拟信号(d／a转换)，通过模拟量输出通道(ao)和数字量输出通道(do)直接控制设备的运行。1．1．3集散控制系统dc是以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。dc也可称为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。它采用控制分散、作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式。其主要特征是可以实现集中管理和分散控制。目前dc在电力、冶金和石化等各行各业都得到了极其广泛的应用。过程控制级和过程管理级是组成dc的两个基本的环节。过程控制级具体实现信号的输入、变换、运算和输出等分散控制功能。在不同的dc中。过程控制级的控制装置各不相同，如过程控制单元、现场控制站和过程接单元等．但它们的结构形式大致相同．可以统称为现场控制单元(field control unit，fct『)。过程管理级南工程师站、作员站和管理计算机等组成，可以实现对过程控制级的集中监视和管理，通常称为作站。dc的硬件和软件都是按模块化结构设计的，所以dc的开发实际上是将系统提供的各种基本模块按实际的需要组合成为一个系统．这个过程称为系统的组态。

【目录】

模块一  通信基础知识
  第1章  工业控制网络概述
    1.1  工业控制系统的发展历史
    1.2  现代控制网络――工业以太网
    1.3  现场总线
    1.4  OSI与TCP/IP的参考模型
  第2章  数据通信基础
    2.1  数据通信系统的组成
    2.2  数据传输技术
    2.3  传输差错及其检测方法
    2.4  工业控制网络的节点
    2.5  常用传输介质
    2.6  网络拓扑结构
    2.7  网络传输介质访问控制方式
    2.8  单项技能训练：网线（双绞线）的制作与测试
模块二  基于WinCC flexible的人机界面的组态与仿真
  第3章  人机界面的选型及人机界面与PC的连接
    3.1  SIMATIC人机界面简介
    3.2  SIMATIC人机界面的分类
    3.3  人机界面的工作原理
    3.4  触摸屏的工作原理和主要类型
    3.5  SIMATIC操作面板的主要类型和维护
    3.6  人机界面的应用
    3.7  单项技能训练1：SIMATIC人机界面选型
    3.8  单项技能训练2：PC与人机界面的连接
  第4章  WinCC flexible快速入门
    4.1  认识组态软件WinCC flexible
    4.2  WinCC flexible的组件
    4.3  WinCC flexible的安装和启动
    4.4  WinCC flexible用户界面入门
  第5章  项目与画面的组态
    5.1  创建项目
    5.2  画面的创建
    5.3  变量的组态与生成
    5.4  函数列表的使用和常用函数简介
    5.5  连接的建立
    5.6  综合技能训练：电动机点动控制、连续运行以及正反转运行的人机界面组态
  第6章  画面对象的组态
    6.1  IO域的组态
    6.2  按钮的组态
    6.3  开关的组态
    6.4  矢量对象的生成与组态
    6.5  时钟与日期时间域的组态
    6.6  间接寻址与符号IO域的组态
    6.7  图形列表与图形IO域的组态
    6.8  面板的生成与组态
    6.9  库的生成与组态
    6.10  综合技能训练1：银行自动取款机的人机界面组态
    6.11  综合技能训练2：某室内空气质量控制系统的人机界面组态
  第7章  用户管理与报警的组态
    7.1  用户管理
    7.2  报警的基本概念
    7.3  组态报警
    7.4  报警显示的组态
    7.5  综合技能训练：蔬菜大棚温度控制系统的组态
模块三  工业网络通信实验
  第8章  工业以太网线缆接头制作实验
    8.1  技术背景
    8.2  实验目的
    8.3  实验准备
    8.4  实验内容
    8.5  实验步骤
  第9章  网络配置实验
    9.1  实验目的
    9.2  实验准备
    9.3  实验内容
    9.4  实验步骤
    9.5  实验结果核查
  第10章  单环冗余网络实验
    10.1  技术背景
    10.2  实验目的
    10.3  实验准备
    10.4  实验内容
    10.5  实验步骤
  第11章  无线通信实验
    11.1  技术背景
    11.2  实验目的
    11.3  实验准备
    11.4  实验内容
    11.5  实验步骤
  第12章  实时通信实验（通过PROFINET IO系统）
    12.1  技术背景
    12.2  实验目的
    12.3  实验准备
    12.4  实验内容
    12.5  实验步骤
  第13章  虚拟网络VLAN实验
    13.1  技术背景
    13.2  实验目的
    13.3  实验准备
    13.4  实验内容
    13.5  实验步骤
  第14章  防火墙实验
    14.1  技术背景
    14.2  实验目的
    14.3  实验准备
    14.4  实验内容
    14.5  实验步骤
附录1  实验模块介绍
附录2  实验设备展示
参考文献