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第1章 工业自动化概述 1

1.1 自动化 1

1.2 自动化的分类 3

1.3 工业自动化系统与人 3

1.4 工业自动化系统组成 4

1.4.1 控制器——系统的大脑 5

1.4.2 执行机构——系统的四肢 7

1.4.3 传感器——系统的感觉器官 9

1.4.4 人机界面——系统的表情 9

1.4.5 通信——系统各单元之间的信息交流 10

习题 11

第2章 信号的采集与变送——系统的感觉器官 12

2.1 概述 12

2.2 温度的检测与变送 13

2.2.1 温度的检测方法 13

2.2.2 热电偶 15

2.2.3 热电阻 17

2.2.4 温度变送器 18

2.3 压力检测与变送 19

2.3.1 压力的检测及仪表 19

2.3.2 压力变送器 20

2.4 转速的检测与计算 20

2.4.1 概述 20

2.4.2 转速仪表 21

2.4.3 光电效应式以及霍尔效应式传感器原理 21

2.4.4 常见转速传感器 23

2.4.5 转速测量方法 25

2.5 流量检测与变送 25

2.5.1 概述 25

2.5.2 流量的检测方法 25

2.5.3 流量检测仪表 26

2.6 物位检测与变送 27

2.6.1 物位检测的基本方法 27

2.6.2 常用的物位检测仪表 27

2.7 电压和电流信号的采集与变送 28

2.7.1 电压变送器 28

2.7.2 电流变送器 29

习题 29

第3章 可编程序控制器——系统的大脑 31

3.1 可编程序控制器概述 31

3.1.1 可编程序控制器的产生与历史 31

3.1.2 可编程序控制器的定义 32

3.1.3 可编程序控制器的现状及发展趋势 32

3.1.4 可编程序控制器的特点 33

3.1.5 可编程序控制器的基本功能 34

3.2 可编程序控制器的基本原理 35

3.2.1 PLC的分类 35

3.2.2 可编程序控制器组成及各部分作用 35

3.2.3 PLC的工作原理 38

3.2.4 可编程序控制器基本指令系统和编程方法 40

3.3 常用的可编程序控制器 45

3.3.1 西门子公司的PLC 45

3.3.2 三菱电机PLC 47

3.3.3 罗克韦尔公司PLC 50

习题 52

第4章 执行机构——系统的四肢 53

4.1 概述 53

4.2 电动执行机构概述 53

4.2.1 电动执行机构的工作原理 54

4.2.2 伺服放大器 54

4.2.3 执行机构 54

4.3 气动执行机构 55

4.4 液动执行机构 55

4.5 调节机构 56

4.5.1 调节机构的结构 56

4.5.2 不同的调节阀使用场合 57

4.5.3 调节阀特性 57

4.5.4 阀门的基本性能参数 58

4.5.5 阀门的选择 58

4.6 变频器 59

4.6.1 变频器简介 59

4.6.2 变频器参数的设定 61

4.6.3 PLC控制变频器 61

习题 62

第5章 人机接口（HMI）——系统的表情 63

5.1 人机接口产品常识 63

5.1.1 人机接口的定义 63

5.1.2 人机接口产品的组成及工作原理 63

5.1.3 人机接口的交互方式 64

5.1.4 人机界面产品的基本功能及选型指标 64

5.2 西门子人机界面设备简介 65

5.2.1 SIMATICHMI精智面板 65

5.2.2 SIMATIC HMI精简面板 67

5.2.3 SIMATIC HMI移动面板 67

5.2.4 SIMATIC HMI按键面板 67

5.3 WinCC Flexible介绍 68

5.4 WinCC Flexible使用简介 69

5.4.1 项目组态 69

5.4.2 画面对象组态 75

5.4.3 报警 83

5.4.4 用户管理 86

5.4.5 数据记录与趋势视图 87

5.4.6 配方管理系统 89

5.4.7 报表系统 89

5.4.8 运行脚本 90

习题 90

第6章 可编程序控制系统中的通信——信息交流 91

6.1 概述 91

6.2 通信介质 91

6.2.1 双绞线 92

6.2.2 同轴电缆 93

6.2.3 光纤 93

6.3 串行接口标准 94

6.3.1 RS-232串行接口标准 95

6.3.2 RS-422串行接口标准 96

6.3.3 RS-485串行接口标准 97

6.3.4 串口通信数据格式 97

6.4 工业通信协议 98

6.4.1 工业通信协议基础 98

6.4.2 现场总线 100

6.4.3 以太网 103

6.5 西门子PLC网络 104

6.5.1 PPI通信网络 104

6.5.2 MPI通信网络 105

6.5.3 PROFIBUS现场总线通信技术 107

6.5.4 工业以太网通信技术 108

习题 110

参考文献 111

索引 112