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編輯推薦：
本书以欧姆龙公司NX系列机器自动化控制器为背景机，系统地介绍了机器自动化控制器的工作原理、硬件单元与系统配置、程序组织单元与编程语言、指令系统、控制系统设计、自动化平台软件Sysmac Studio的使用，以及运动控制功能与运动控制指令、EtherCAT网络和EtherNet/IP网络。本书系统性强、内容丰富而新颖、阐述清楚、理论联系实际，可以作为高等院校自动化、电气工程、机电一体化等相关专业高年级本科生和研究生的教材，也可以作为工程技术人员的培训用书。本书资源丰富，提供自动化软件Sysmac Studio V1.56（64位）试用版、电子课件PPT、视频教程和应用例程，可供读者进行实践学习。
內容簡介：
本书以欧姆龙公司NX系列机器自动化控制器为背景机，系统地介绍了机器自动化控制器的工作原理、硬件单元与系统配置、程序组织单元与编程语言、指令系统、控制系统设计、自动化平台软件Sysmac Studio的使用，以及运动控制功能与运动控制指令、EtherCAT网络和EtherNet/IP网络。本书系统性强、内容丰富而新颖、阐述清楚、理论联系实际，可以作为高等院校自动化、电气工程、机电一体化等相关专业高年级本科生和研究生的教材，也可以作为工程技术人员的培训用书。
關於作者：
徐世许：承担PLC课程教学23年，主编PLC教材7本、参编2本。教学效果好，多次被评为校优质课程。获省自动化学会教学成果一等奖，中国自动化学会优秀指导教师二等奖。主持协同育人项目2项。主持省职业技能鉴定中心的PLC职业技能鉴定题库开发，担任省级职业技能大赛总裁判长3次。指导学生参加学科竞赛，获全国特等奖1项、一等奖8项（4项为A类）、二等奖7项。校级课程思政优秀教学设计案例。主持省级控制工程专业研究生联合培养基地，开展PLC技术应用，验收评为省级优秀。获批省专业学位研究生教学案例库立项建设。2024年获批山东省《电气控制技术与PLC》线上线下一流课程。为青岛卷烟厂、山东中烟、青岛啤酒等企业开展38项PLC相关课程培训，积累丰富的工程实践经验。
目錄
目 录 /前言第1章 概述11.1 PLC的产生与发展11.1.1 什么是PLC11.1.2 PLC的产生与发展11.1.3 PLC的发展趋势21.2 PLC的特点与应用领域31.2.1 PLC的特点31.2.2 PLC的应用领域41.3 PLC的基本组成与各部分的作用51.3.1 PLC的基本组成51.3.2 PLC各部分的作用51.4 PLC的工作原理101.5 PLC的编程语言121.5.1 梯形图121.5.2 语句表131.5.3 功能块131.5.4 ST141.6 欧姆龙PLC发展概况151.7 欧姆龙MAC16思考题17第2章 NX的规格与系统配置192.1 NX的各种单元192.1.1 NX的CPU单元192.1.2 NX的基本I/O单元252.1.3 NX的高功能 I/O单元282.1.4 NX的通信单元292.1.5 NX 的其他单元 302.2 NX的系统组成312.2.1 NX的基本组成312.2.2 NX的网络组成312.3 NX的I/O规格322.3.1 NX的输入规格322.3.2 NX的输出规格332.4 Sysmac Studio自动化软件的安装与使用352.4.1 Sysmac Studio的安装环境362.4.2 Sysmac Studio的安装与卸载362.4.3 创建工程372.4.4 操作视窗422.4.5 Sysmac Studio与控制器的连接472.5 NX的配置和设置472.5.1 EtherCAT的配置和设置472.5.2 CPU机架的配置和设置482.5.3 I/O映射522.5.4 控制器设置562.5.5 运动控制设置582.5.6 Cam数据设置592.5.7 事件设置592.5.8 任务设置592.5.9 数据跟踪设置602.5.10 OPC UA设置60思考题60第3章 编程基础623.1 任务633.1.1 任务类型633.1.2 任务的基本操作633.1.3 任务设置653.2 程序组织单元683.2.1 程序683.2.2 功能块693.2.3 功能763.3 变量843.3.1 本地变量843.3.2 全局变量843.3.3 变量属性843.3.4 变量命名853.4 数据类型853.4.1 基本数据类型863.4.2 衍生数据类型913.4.3 数组953.5 编程语言983.5.1 梯形图编程983.5.2 ST编程102思考题115第4章 指令系统1174.1 概述1174.2 梯形图指令1204.3 顺序输入指令1234.4 顺序输出指令1254.5 顺序控制指令1294.6 定时器指令1344.7 计数器指令1394.8 数据传送指令1444.9 移位指令1484.10 比较指令1524.11 BCD转换指令1554.12 数据类型转换指令1574.13 算术指令1594.14 位串逻辑运算指令163思考题166第5章 Sysmac Studio在编程与调试中的应用1685.1 编程与调试步骤1685.2 编程操作1695.2.1 添加梯形图或ST1695.2.2 梯形图编程1705.2.3 ST编程1775.2.4 查找和替换1805.2.5 程序检查1805.2.6 编译和重编译1815.3 调试操作1825.3.1 模拟器与控制器1825.3.2 监视1825.3.3 改变当前值、设置/重置、强制刷新1835.3.4 交叉引用窗口1855.3.5 在线编辑1865.3.6 改变操作模式1865.3.7 监视控制器状态1875.3.8 任务执行状态监视1885.3.9 任务执行时间监测1885.3.10 轴状态监视1895.3.11 数据跟踪1905.4 模拟调试1915.4.1 程序模拟调试1915.4.2 模拟调试顺序控制和运动控制程序1945.5 在线调试1945.5.1 同步1945.5.2 MC试运行1965.5.3 清除所有内存1965.5.4 重置控制器1975.6 故障分析197思考题198第6章 控制系统设计2006.1 概述2006.1.1 系统分析2006.1.2 硬件电路设计2016.1.3 软件程序设计2026.1.4 制作控制柜及现场施工2046.1.5 系统调试2046.1.6 编制技术文件2046.2 梯形图的基本电路2046.2.1 起保停电路2046.2.2 双向控制电路2056.2.3 电动机 -△降压起动控制2066.2.4 单按钮起停控制2076.2.5 优先权程序2076.2.6 分频器2096.2.7 脉冲发生器2096.2.8 双延时定时器2116.3 梯形图的经验设计方法2126.4 梯形图的逻辑设计方法2146.5 梯形图的顺序控制设计方法2186.5.1 顺序控制设计方法2186.5.2 顺序控制程序设计举例2216.6 多种工作方式的程序设计2266.7 抢答器229思考题231第7章 运动控制2337.1 概述2337.2 轴2377.2.1 轴简介2377.2.2 轴参数2377.2.3 轴参数设置举例2437.2.4 轴变量2447.3 从Sysmac Studio设置轴参数2467.3.1 创建EtherCAT网络配置2467.3.2 EtherCAT网络配置比较和合并2487.3.3 设置EtherCAT从站的轴2497.3.4 从Sysmac Studio下载网络配置信息2537.3.5 完成EtherCAT配置和设置后确认通信正常2557.4 轴组2557.4.1 轴组简介2557.4.2 轴组参数2557.4.3 轴组变量2577.5 从Sysmac Studio进行轴组参数设置2587.6 MC试运行2617.6.1 MC试运行功能2617.6.2 启动MC试运行2627.6.3 监视传感器信号2647.6.4 检查伺服电动机ON/OFF2647.6.5 点动2647.6.6 绝对定位2657.6.7 相对定位2657.6.8 原点返回2667.7 运动控制编程基础2667.7.1 运动控制指令分类2667.7.2 运动控制指令的执行时序2677.8 单轴运动控制指令2707.8.1 概述2707.8.2 伺服上电MC_Power指令2717.8.3 点动MC_MoveJog指令2727.8.4 原点返回MC_Home指令2747.8.5 绝对定位MC_MoveAbsolute指令2757.8.6 相对定位MC_MoveRelative指令2777.8.7 速度控制MC_MoveVelocity指令2777.8.8 伺服停止MC_Stop指令2787.9 轴组运动控制指令2797.9.1 概述2797.9.2 轴组使能MC_GroupEnable指令2807.9.3 轴组禁用MC_GroupDisable指令2817.9.4 轴组停止MC_GroupStop指令2827.9.5 轴组直线插补MC_MoveLinear指令2827.9.6 轴组直线插补举例285思考题289第8章 EtherCAT网络2918.1 概述2918.1.1 EtherCAT的特点与通信机制2918.1.2 EtherCAT网络配置2928.1.3 内置EtherCAT端口的规范2948.1.4 EtherCAT主站、从站的通信端口2958.1.5 EtherCAT网络拓扑结构2968.2 EtherCAT通信2978.2.1 EtherCAT通信类型和设置2978.2.2 EtherCAT通信的实现2998.2.3 EtherCAT通信的状态转换3008.3 EtherCAT通信的操作步骤300思考题302第9章 EtherNet/IP网络3039.1 概述3039.1.1 内置EtherNet/IP端口的硬件地址3039.1.2 内置EtherNet/IP端口的指示灯3039.1.3 内置EtherNet/IP端口的设置3059.1.4 内置EtherNet/IP端口的特性3059.2 标签数据链接3079.2.1 标签数据链接规格3079.2.2 标签数据链接的设置3089.2.3 启动和停止标签数据链接3109.3 CIP通信3109.3.1 概述3109.3.2 CIP通信指令3119.3.3 路由路径3129.4 其他通信服务3139.4.1 Socket服务3139.4.2 FTP服务3159.4.3 自动时钟调整3169.4.4 SNMP服务3169.4.5 BOOTP客户端3189.4.6 IP路由表3189.4.7 HOST名指定3199.4.8 FINS通信319思考题320附录 实验指导321实验一 Sysmac Studio的基本操作321实验二 NX的配置和设置322实验三 功能块、功能的创建与调用323实验四 ST编程323实验五 梯形图指令/顺序输入指令/顺序输出指令的应用323实验六 定时器指令的应用324实验七 计数器指令的应用324实验八 数据传送指令的应用324实验九 移位指令的应用325实验十 算术指令的应用325实验十一 十字路口交通灯控制325实验十二 大、小球分拣传送控制326实验十三 运动控制329参考文献330
內容試閱
前 言 /欧姆龙公司是世界上生产可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）的著名厂商之一，生产的大、中、小、微型机各具特色、各有所长。其PLC产品多次更新换代，CP1、CJ1/CJ2、CS1等系列的经典机型在中国市场上的占有率位居前列，在国内用户中享有较高的声誉。随着机器自动化水平的提高，对运动控制、通信与网络的要求越来越高，传统PLC由于自身能力所限，在面对一些精密、高速、复杂的运动控制时，往往难以胜任。2011年，针对PLC存在的技术瓶颈，欧姆龙公司对硬件体系和软件体系进行了全新的架构设计，推出了具有划时代意义的新产品，即NJ系列的机器自动化控制器（MAC）。从外观上看，NJ是一台小巧玲珑的PLC，但从内部的硬件结构上看，其配置相当于一台个人计算机，例如，中央处理单元（Central Processing Unit，CPU）采用先进的微处理器，工作频率可以达到1.66GHz，全新的设计为NJ整体性能跃升打下了坚实的基础。NJ凝聚了机器自动化所需要的各种高端功能，它的主要特点如下：继续保持PLC高可靠性的优良传统；指令系统与国际标准IEC 61131-3完全接轨；除具有PLC常规的功能外，还能够实现高速、复杂、精密的运动控制；具有丰富的通信与网络功能；提供功能强大的自动化平台软件Sysmac Studio。值得一提的是，NJ在运动控制方面具有卓越的能力，因此，NJ被称为MAC。NJ系列MAC推出后，在工业自动化领域得到了广泛应用。2018年，为了更好地应对市场需求，获得更高的性价比，欧姆龙在NJ系列的基础上推出了NX系列MAC，其应用更加广泛，深受用户欢迎。本书作者长期跟踪欧姆龙PLC技术的发展。MAC功能全面覆盖了传统的PLC，还支持更为实用、强大的功能，例如支持结构化文本（Structured Text，ST）语言编程，具有轴、轴组控制功能等，欧姆龙PLC教学内容面临升级换代，即由传统的PLC教学向MAC过渡。根据欧姆龙 PLC技术的最新发展以及教学的现实需求，以NX系列MAC为背景机，编写了本书。作者从自己的工程实践体会到应用PLC或MAC解决工程实际问题时，要具备“会设计”“会选型”“会接线”“会编程”“会调试”“会建档”这六种能力，因此，在编写本书时特别注重应用能力的培养，加强与之相关内容的介绍，例如，详细介绍MAC内部的输入、输出电路，选择典型案例介绍实用价值极大的手动/自动控制程序编写，并介绍编程软件的调试功能等。徐世许编写本书第1 ~ 5章和附录，王伟编写第7章，周忠凯编写第6章，李蕊编写第8、9章。欧姆龙公司的彭涛先生、丁一平先生、陈昶彦先生、张明煜先生对本书的编写给予了极大的支持，提供了大量的技术资料。崔玉兰女士也提供了很大帮助，在此表示诚挚的谢意。特别感谢欧姆龙公司的张现忠先生、荣福凤女士对本书的编写给予的极大帮助。在本书的编写过程中参考了欧姆龙公司培训部编写的培训教材和视频教程。本书的编写得到了青岛大学自动化学院院长于金鹏教授的大力支持，在此表示衷心的感谢。由于作者水平有限，书中难免存在疏漏和不妥之处，恳请广大读者批评指正。本书提供自动化软件Sysmac Studio V1.56（64位）试用版、电子课件PPT、视频教程和应用例程，可关注机械工业出版社“机工电气”公众号，回复“79129”即可下载。作 者2025年1月
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