分布式控制系统课程设计指导教程(普通高等教育新工科人才培养机械工程系列规划教材)

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作者: 张爱华编 , 雷菊阳编

出版社: 中国铁道出版社

出版时间: 2020-10

版次: 1

ISBN: 9787113272739

定价: 46.00

装帧: 平装

开本: 16开

页数: 240页

分类: 教材教辅考试>教辅>其他教辅>其他

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本书立足于机械工程和电气工程类人才培养目标，在理论教学基础上，阐述利用西门子STEP7、PLCSIM以及WinCC组态软件实现分布式控制系统课程设计的方法，集基础知识、设计、实验于一体，旨在培养学生应用能力、工程设计能力和创新开发能力，是分布式控制系统课程设计的配套指导教程。全书分基础知识、课程设计的要求与备选题目、综合创新实验3篇，共10章。
    本书理论和实践相结合，突出综合创新能力，集分布式控制思维的培养、PLC控制系统的设计和三位一体平台的创新开发能力培养于一体，适合作为普通高等教育工科类相关专业，尤其是机械工程、现代装备与控制工程等专业本科生和研究生的分布式控制系统课程设计教材。第1篇  基础知识
  第1章  引言
    1.1  分布式控制系统概述
    1.2  分布式控制系统课程设计概述
  第2章  硬件基础
    2.1  PLC的工作原理
    2.2  PLC的组成
      2.2.1  硬件组成
      2.2.2  软件组成
    2.3  PLC的编程语言
      2.3.1  PLC编程语言的国际标准
      2.3.2  PLC的编程语言
  第3章  软件安装
    3.1  STEP7的安装与卸载
    3.2  S7-PLCSIM仿真软件安装
    3.3  WinCC的安装
      3.3.1  WinCC组态软件概述
      3.3.2  WinCC的安装
  第4章  分布式系统的组态与仿真
    4.1  项目创建与编辑
      4.1.1  项目结构
      4.1.2  项目创建步骤
      4.1.3  编辑项目
    4.2  硬件组态
      4.2.1  硬件组态的任务与步骤
      4.2.2  CPU的参数设置
      4.2.3  I/O模块的参数设置
    4.3  梯形图程序的实现方法
      4.3.1  梯形图（LAD）布局设置
      4.3.2  梯形图(LAD）程序编写规则
      4.3.3  逻辑块的梯形图程序编写
    4.4  S7-PLCSIM仿真与调试方法
      4.4.1  仿真PLC的启动
      4.4.2  S7-PLCSIM仿真软件的使用
      4.4.3  仿真PLC特有的功能及其与实际PLC的区别
  第5章  STEP7梯形图编程的基本操作指令
    5.1  梯形图指令及其结构
      5.1.1  指令的组成
      5.1.2  操作数
    5.2  位逻辑指令
      5.2.1  位逻辑运算指令
      5.2.2  位操作指令
      5.2.3  跳变沿检测指令
    5.3  定时器与计数器指令
      5.3.1  定时器指令
      5.3.2  时钟存储器
      5.3.3  计数器指令
      5.3.4  定时器与计数器的配合使用
    5.4  数据处理功能指令
      5.4.1  传送指令
      5.4.2  转换指令
    5.5  运算指令
      5.5.1  算术运算指令
      5.5.2  字逻辑运算指令
      5.5.3  数据运算指令应用举例
    5.6  移位指令和数据块指令
      5.6.1  移位指令
      5.6.2  移位指令应用
      5.6.3  数据块指令
    5.7  控制指令
      5.7.1  逻辑控制的梯形图指令
      5.7.2  程序控制指令
      5.7.3  主控继电器指令
  第6章  程序结构和设计方法
    6.1  STEP7 CPU程序结构与堆栈
      6.1.1  CPU程序的块结构
      6.1.2  用户程序使用的堆栈
    6.2  逻辑块
      6.2.1  组织块(OB)
      6.2.2  功能（FC）和功能块（FB）
      6.2.3  对逻辑块的编程
    6.3  数据块
      6.3.1  数据类型
      6.3.2  数据块的创建方法
      6.3.3  访问数据块
    6.4  编程方法与举例
      6.4.1  线性化编程
      6.4.2  分部式编程
      6.4.3  结构化编程
  第7章  使用WinCC开发和组态项目
    7.1  WinCC概述
      7.1.1  WinCC的性能特点
      7.1.2  WinCC系统构成
    7.2  项目的创建与组态
      7.2.1  建立项目
      7.2.2  变量的创建与组态
      7.2.3  过程画面的创建与组态
    7.3  对象的基本操作
      7.3.1  对象的基本静态操作
      7.3.2  对象属性的动态化
      7.3.3  ANSI-C脚本
      7.3.4  使用图形编辑器的练习
    7.4  WinCC项目的运行
      7.4.1  设定WinCC运行系统的属性
      7.4.2  使用变量模拟器
      7.4.3  WinCC与PLC联合仿真
第2篇  课程设计的要求与备选题目
  第8章  分布式控制系统课程设计要求
    8.1  课程设计要求与成绩评定
    8.2  控制系统的设计原则与一般步骤
  第9章  可选题目与设计要求
    9.1  运料小车控制系统设计
    9.2  机械手的PLC控制系统设计
    9.3  水箱水位控制系统程序设计
    9.4  邮件分拣机控制系统设计
    9.5  四层电梯控制系统设计
    9.6  自动送料系统的控制设计
    9.7  多种液体自动混合系统的控制设计
    9.8  十字路口交通指挥信号灯的控制设计
    9.9  喷水池花色喷水系统的控制设计
    9.10  广告牌彩灯的控制设计
    9.11  水温恒温控制系统设计
    9.12  多工步组合机床控制系统设计
    9.13  燃油锅炉控制系统设计
    9.14  车库管理控制系统设计
    9.15  工业洗衣机控制系统设计
    9.16  显像管搬运机械手控制系统设计
    9.17  直流伺服电动机控制系统设计
    9.18  小球分拣控制系统设计
    9.19  精密滚柱直径筛选系统设计
    9.20  发动机组控制系统设计
    9.21  自动洗车控制系统设计
    9.22  自动售货机控制系统设计
第3篇  综合创新实验
  第10章  综合创新实验
    10.1  时滞对象PID位置算法控制实验设计
    10.2  史密斯预估器实验研究设计
    10.3  STEP7、WinCC及MATLAB三位一体的实验平台设计
    10.4  基于OPC的组态设计及虚拟控制实验
    10.5  基于水箱液位控制的OPC的组态设计及虚拟实现
参考文献
内容简介:
本书立足于机械工程和电气工程类人才培养目标，在理论教学基础上，阐述利用西门子STEP7、PLCSIM以及WinCC组态软件实现分布式控制系统课程设计的方法，集基础知识、设计、实验于一体，旨在培养学生应用能力、工程设计能力和创新开发能力，是分布式控制系统课程设计的配套指导教程。全书分基础知识、课程设计的要求与备选题目、综合创新实验3篇，共10章。
本书理论和实践相结合，突出综合创新能力，集分布式控制思维的培养、PLC控制系统的设计和三位一体平台的创新开发能力培养于一体，适合作为普通高等教育工科类相关专业，尤其是机械工程、现代装备与控制工程等专业本科生和研究生的分布式控制系统课程设计教材。
目录:
第1篇  基础知识
  第1章  引言
    1.1  分布式控制系统概述
    1.2  分布式控制系统课程设计概述
  第2章  硬件基础
    2.1  PLC的工作原理
    2.2  PLC的组成
      2.2.1  硬件组成
      2.2.2  软件组成
    2.3  PLC的编程语言
      2.3.1  PLC编程语言的国际标准
      2.3.2  PLC的编程语言
  第3章  软件安装
    3.1  STEP7的安装与卸载
    3.2  S7-PLCSIM仿真软件安装
    3.3  WinCC的安装
      3.3.1  WinCC组态软件概述
      3.3.2  WinCC的安装
  第4章  分布式系统的组态与仿真
    4.1  项目创建与编辑
      4.1.1  项目结构
      4.1.2  项目创建步骤
      4.1.3  编辑项目
    4.2  硬件组态
      4.2.1  硬件组态的任务与步骤
      4.2.2  CPU的参数设置
      4.2.3  I/O模块的参数设置
    4.3  梯形图程序的实现方法
      4.3.1  梯形图（LAD）布局设置
      4.3.2  梯形图(LAD）程序编写规则
      4.3.3  逻辑块的梯形图程序编写
    4.4  S7-PLCSIM仿真与调试方法
      4.4.1  仿真PLC的启动
      4.4.2  S7-PLCSIM仿真软件的使用
      4.4.3  仿真PLC特有的功能及其与实际PLC的区别
  第5章  STEP7梯形图编程的基本操作指令
    5.1  梯形图指令及其结构
      5.1.1  指令的组成
      5.1.2  操作数
    5.2  位逻辑指令
      5.2.1  位逻辑运算指令
      5.2.2  位操作指令
      5.2.3  跳变沿检测指令
    5.3  定时器与计数器指令
      5.3.1  定时器指令
      5.3.2  时钟存储器
      5.3.3  计数器指令
      5.3.4  定时器与计数器的配合使用
    5.4  数据处理功能指令
      5.4.1  传送指令
      5.4.2  转换指令
    5.5  运算指令
      5.5.1  算术运算指令
      5.5.2  字逻辑运算指令
      5.5.3  数据运算指令应用举例
    5.6  移位指令和数据块指令
      5.6.1  移位指令
      5.6.2  移位指令应用
      5.6.3  数据块指令
    5.7  控制指令
      5.7.1  逻辑控制的梯形图指令
      5.7.2  程序控制指令
      5.7.3  主控继电器指令
  第6章  程序结构和设计方法
    6.1  STEP7 CPU程序结构与堆栈
      6.1.1  CPU程序的块结构
      6.1.2  用户程序使用的堆栈
    6.2  逻辑块
      6.2.1  组织块(OB)
      6.2.2  功能（FC）和功能块（FB）
      6.2.3  对逻辑块的编程
    6.3  数据块
      6.3.1  数据类型
      6.3.2  数据块的创建方法
      6.3.3  访问数据块
    6.4  编程方法与举例
      6.4.1  线性化编程
      6.4.2  分部式编程
      6.4.3  结构化编程
  第7章  使用WinCC开发和组态项目
    7.1  WinCC概述
      7.1.1  WinCC的性能特点
      7.1.2  WinCC系统构成
    7.2  项目的创建与组态
      7.2.1  建立项目
      7.2.2  变量的创建与组态
      7.2.3  过程画面的创建与组态
    7.3  对象的基本操作
      7.3.1  对象的基本静态操作
      7.3.2  对象属性的动态化
      7.3.3  ANSI-C脚本
      7.3.4  使用图形编辑器的练习
    7.4  WinCC项目的运行
      7.4.1  设定WinCC运行系统的属性
      7.4.2  使用变量模拟器
      7.4.3  WinCC与PLC联合仿真
第2篇  课程设计的要求与备选题目
  第8章  分布式控制系统课程设计要求
    8.1  课程设计要求与成绩评定
    8.2  控制系统的设计原则与一般步骤
  第9章  可选题目与设计要求
    9.1  运料小车控制系统设计
    9.2  机械手的PLC控制系统设计
    9.3  水箱水位控制系统程序设计
    9.4  邮件分拣机控制系统设计
    9.5  四层电梯控制系统设计
    9.6  自动送料系统的控制设计
    9.7  多种液体自动混合系统的控制设计
    9.8  十字路口交通指挥信号灯的控制设计
    9.9  喷水池花色喷水系统的控制设计
    9.10  广告牌彩灯的控制设计
    9.11  水温恒温控制系统设计
    9.12  多工步组合机床控制系统设计
    9.13  燃油锅炉控制系统设计
    9.14  车库管理控制系统设计
    9.15  工业洗衣机控制系统设计
    9.16  显像管搬运机械手控制系统设计
    9.17  直流伺服电动机控制系统设计
    9.18  小球分拣控制系统设计
    9.19  精密滚柱直径筛选系统设计
    9.20  发动机组控制系统设计
    9.21  自动洗车控制系统设计
    9.22  自动售货机控制系统设计
第3篇  综合创新实验
  第10章  综合创新实验
    10.1  时滞对象PID位置算法控制实验设计
    10.2  史密斯预估器实验研究设计
    10.3  STEP7、WinCC及MATLAB三位一体的实验平台设计
    10.4  基于OPC的组态设计及虚拟控制实验
    10.5  基于水箱液位控制的OPC的组态设计及虚拟实现
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