工業(yè)控制計算機典型應(yīng)用系統(tǒng)編程實踐

目 錄

第1章 基于三菱PLC的控制系統(tǒng) 1

1.1 三菱PLC特殊功能模塊與通信協(xié)議 1

1.1.1 FX2N系列PLC的特殊功能模塊 1

1.1.2 三菱PLC編程口通信協(xié)議 8

1.2 PC與三菱FX2N PLC組成的控制系統(tǒng) 16

1.2.1 設(shè)計任務(wù) 16

1.2.2 線路連接 16

1.2.3 三菱PLC端測控程序設(shè)計 17

1.2.4 PC端Visual Basic測控程序設(shè)計 21

1.2.5 PC端Delphi測控程序設(shè)計 24

1.2.6 PC端KingView測控程序設(shè)計 28

第2章 基于西門子PLC的控制系統(tǒng) 37

2.1 西門子PLC模擬量擴展模塊與通信協(xié)議 37

2.1.1 西門子PLC模擬量輸入模塊 37

2.1.2 西門子PLC PPI通信協(xié)議 41

2.2 PC與西門子S7-200 PLC組成的控制系統(tǒng) 45

2.2.1 設(shè)計任務(wù) 45

2.2.2 線路連接 45

2.2.3 西門子PLC端測控程序設(shè)計 46

2.2.4 PC端Visual Basic測控程序設(shè)計 50

2.2.5 PC端Delphi測控程序設(shè)計 53

2.2.6 PC端KingView測控程序設(shè)計 58

第3章 基于PCI數(shù)據(jù)采集卡的控制系統(tǒng) 64

3.1 典型數(shù)據(jù)采集卡簡介 64

3.1.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述 64

3.1.2 基于PC的DAQ系統(tǒng)組成 67

3.1.3 用PCI-1710HG數(shù)據(jù)采集卡組成的測控系統(tǒng) 70

3.1.4 PCI-1710HG數(shù)據(jù)采集卡的安裝與測試 72

3.2 PC與PCI-1710HG數(shù)據(jù)采集卡 組成的控制系統(tǒng) 80

3.2.1 設(shè)計任務(wù) 80

3.2.2 線路連接 80

3.2.3 Visual Basic測控程序設(shè)計 81

3.2.4 Delphi測控程序設(shè)計 88

3.2.5 KingView測控程序設(shè)計 100

第4章 基于單片機的控制系統(tǒng) 108

4.1 典型單片機開發(fā)板簡介 108

4.1.1 單片機控制系統(tǒng)的組成 108

4.1.2 單片機開發(fā)板B的功能 111

4.1.3 單片機開發(fā)板B的主要電路 112

4.2 PC與單片機開發(fā)板B組成的控制系統(tǒng) 114

4.2.1 設(shè)計任務(wù) 114

4.2.2 線路連接 115

4.2.3 單片機端C51測控程序設(shè)計 116

4.2.4 單片機端匯編測控程序設(shè)計 123

4.2.5 PC端Visual Basic測控程序設(shè)計 131

4.2.6 PC端Delphi測控程序設(shè)計 135

第5章 基于分布式I/O模塊的控制系統(tǒng) 141

5.1 典型分布式I/O模塊簡介 141

5.1.1 集散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與特點 141

5.1.2 ADAM4000遠程數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng) 143

5.1.3 ADAM4000系列模塊簡介 145

5.1.4 ADAM4000系列模塊的軟件安裝 152

5.2 PC與ADAM4000系列模塊 組成的測控系統(tǒng)程序設(shè)計 155

5.2.1 設(shè)計任務(wù) 155

5.2.2 線路連接 156

5.2.3 Visual Basic測控程序設(shè)計 156

5.2.4 Delphi測控程序設(shè)計 159

5.2.5 KingView測控程序設(shè)計 163

第6章 基于CAN總線模塊的控制系統(tǒng) 170

6.1 典型CAN總線功能模塊簡介 170

6.1.1 現(xiàn)場總線控制技術(shù)概述 170

6.1.2 CAN總線控制技術(shù)概述 172

6.1.3 CAN接口卡與iCAN系列功能模塊簡介 176

6.2 PC與iCAN-4000系列模塊 組成的控制系統(tǒng) 179

6.2.1 設(shè)計任務(wù) 179

6.2.2 線路連接 179

6.2.3 Visual Basic測控程序設(shè)計 180

6.2.4 Delphi測控程序設(shè)計 185

第7章 基于USB數(shù)據(jù)采集模塊的控制系統(tǒng) 192

7.1 USB總線在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用 192

7.1.1 USB總線及其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點 192

7.1.2 采用USB傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采集系統(tǒng) 194

7.1.3 典型USB數(shù)據(jù)采集模塊簡介 196

7.2 PC與USB-4711A數(shù)據(jù)采集模塊 組成的控制系統(tǒng) 198

7.2.1 設(shè)計任務(wù) 198

7.2.2 線路連接 199

7.2.3 Visual Basic測控程序設(shè)計 199

7.2.4 Delphi測控程序設(shè)計 206

7.2.5 KingView測控程序設(shè)計 215

第8章 基于無線數(shù)傳模塊的控制系統(tǒng) 223

8.1 典型無線數(shù)傳模塊簡介 223

8.1.1 無線數(shù)傳技術(shù)概述 223

8.1.2 DTD46X系列無線數(shù)傳模塊 225

8.2 PC與DTD462無線數(shù)傳模塊 組成的控制系統(tǒng) 231

8.2.1 設(shè)計任務(wù) 231

8.2.2 線路連接 231

8.2.3 利用C51語言實現(xiàn)基于DS18B20的單片機溫度測控 232

8.2.4 利用匯編語言實現(xiàn)基于DS18B20的單片機溫度測控 239

8.2.5 利用Visual Basic實現(xiàn)PC與無線數(shù)傳模塊溫度測控 247

8.2.6 利用Delphi實現(xiàn)PC與無線數(shù)傳模塊溫度測控 253

第9章 基于GSM短信模塊的控制系統(tǒng) 259

9.1 GSM網(wǎng)絡(luò)短信測控技術(shù) 259

9.1.1 GSM短信測控系統(tǒng)的特點與組成 259

9.1.2 AT指令介紹 263

9.1.3 超級終端的使用 268

9.2 PC與TC35短信模塊組成 的控制系統(tǒng) 272

9.2.1 設(shè)計任務(wù) 272

9.2.2 線路連接 273

9.2.3 利用C51語言實現(xiàn)單片機溫度檢測及短信發(fā)送 274

9.2.4 利用C51語言實現(xiàn)單片機短信接收及繼電器控制 281

9.2.5 利用Visual Basic實現(xiàn)PC短信接收與發(fā)送 287

9.2.6 利用Delphi實現(xiàn)PC短信接收與發(fā)送 292

9.2.7 利用KingView實現(xiàn)PC短信接收與發(fā)送 305

第10章 基于智能儀器的控制系統(tǒng) 313

10.1 典型智能儀器簡介 313

10.1.1 智能儀器的結(jié)構(gòu)與特點 313

10.1.2 XMT-3000A型智能儀器的通信協(xié)議 314

10.1.3 PC與XMT-3000A型智能儀器串口通信調(diào)試 317

10.2 PC與XMT-3000A智能儀器 組成的控制系統(tǒng) 319

10.2.1 設(shè)計任務(wù) 319

10.2.2 線路連接 319

10.2.3 利用Visual Basic實現(xiàn)PC與單臺智能儀器溫度測控 322

10.2.4 利用Delphi實現(xiàn)PC與單臺智能儀器溫度測控 325

10.2.5 利用KingView實現(xiàn)PC與單臺智能儀器溫度測控 330

10.2.6 利用Visual Basic實現(xiàn)PC與多臺智能儀器溫度測控 336

10.2.7 利用Delphi實現(xiàn)PC與多臺智能儀器溫度測控 341

10.2.8 利用KingView 實現(xiàn)PC與多臺智能儀器溫度測控 346

第11章 基于Internet網(wǎng)絡(luò)的測控系統(tǒng) 354

11.1 網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)概述 354

11.1.1 工業(yè)測控網(wǎng)絡(luò) 354

11.1.2 工業(yè)以太網(wǎng) 357

11.2 基于組態(tài)王的網(wǎng)絡(luò)化溫度測控 361

11.2.1 組態(tài)王的網(wǎng)絡(luò)功能 361

11.2.2 組態(tài)王中Web的配置 363

11.2.3 在IE瀏覽器端瀏覽 367

11.3 基于VB與ASP的網(wǎng)絡(luò)化 溫度測控 369

11.3.1 設(shè)計任務(wù) 369

11.3.2 線路連接 369

11.3.3 任務(wù)實現(xiàn) 370

附錄A 串行通信控件MSComm 380

A.1 MSComm控件處理通信的方式 380

A.2 MSComm控件的使用 381

A.3 MSComm 控件的常用屬性 383

A.4 MSComm 控件的OnComm事件 387

A.5 MSComm控件的通信步驟 387

參考文獻 389

前 言

計算機控制技術(shù)(包括測試與控制)是一門新興的綜合性技術(shù)。它是計算機技術(shù)(包括軟件技術(shù)、接口技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、顯示技術(shù))、自動控制技術(shù)、微電子技術(shù)、自動檢測和傳感技術(shù)等多學(xué)科相互融合和滲透而形成的一門高新技術(shù)密集型綜合學(xué)科。它主要研究如何將檢測與傳感技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制理論應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程并設(shè)計出所需要的計算機控制系統(tǒng)。

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，計算機控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛，在冶金、化工、電力、自動化機床、工業(yè)機器人控制、柔性制造系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)等工業(yè)控制方面已取得了令人矚目的研究與應(yīng)用成果，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著越來越大的作用。

計算機控制技術(shù)已成為21世紀(jì)關(guān)鍵的信息技術(shù)之一。了解和掌握計算機控制技術(shù)的基本理論和基本設(shè)計方法，已成為科學(xué)研究人員適應(yīng)新形勢、新技術(shù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

為彌補現(xiàn)有計算機控制技術(shù)類書籍在應(yīng)用實踐和程序設(shè)計方面的不足，提高廣大學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和設(shè)計控制系統(tǒng)的能力，我們編寫了本書。

本書硬件系統(tǒng)采用"搭積木"的設(shè)計思想，即選用符合要求的不同模塊或器件，通過簡單的線路連接，快速搭建各種類型的計算機控制系統(tǒng)，讀者不需要自行設(shè)計電路和制作任何硬件。

在硬件系統(tǒng)搭建完成后，設(shè)計者的主要任務(wù)是開發(fā)控制程序。本書選取了當(dāng)前控制領(lǐng)域流行的面向?qū)ο笳Z言Visual Basic、Delphi和組態(tài)軟件KingView作為開發(fā)工具。

Visual Basic(以下簡稱VB)是微軟公司推出的一種可視化的、面向?qū)ο蠛筒捎檬录?qū)動方式的結(jié)構(gòu)化高級程序設(shè)計語言，是當(dāng)今世界上應(yīng)用最廣泛的編程語言之一，它也被公認(rèn)為是編程效率最高的一種編程方法。無論是開發(fā)功能強大、性能可靠的商務(wù)軟件，還是編寫能處理實際問題的實用小程序，VB都是最快速、最簡便的語言。

Delphi是Borland公司推出的可視化、面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言。Delphi可以勝任從最簡單的用戶界面程序到高級、復(fù)雜的Windows應(yīng)用程序的編程工作;使用Delphi編制的程序具有代碼尺寸小、運行速度高和移植能力強的特點。

KingView(組態(tài)王)是北京亞控科技發(fā)展有限公司開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)、市場占有率相對較高的組態(tài)軟件。它提供了資源管理器式的操作主界面，并且提供了以漢字作為關(guān)鍵字的腳本語言支持。界面操作靈活方便，易學(xué)易用，有較強的通信功能，支持的硬件也非常豐富。KingView的應(yīng)用領(lǐng)域幾乎囊括了大多數(shù)行業(yè)的工業(yè)控制。

本書從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，較全面和系統(tǒng)地介紹了工業(yè)控制計算機典型應(yīng)用系統(tǒng)，內(nèi)容包括:利用PC與PLC、PC與PCI數(shù)據(jù)采集卡，PC與USB數(shù)據(jù)采集模塊，PC與CAN總線模塊，PC與單片機、PC與無線數(shù)傳模塊，PC與GSM短信模塊，PC與智能儀器及PC與遠程I/O模塊等組成的控制系統(tǒng)設(shè)計。每個實例首先介紹了相關(guān)的硬件技術(shù)，然后給出具體的測控線路和完整的VB、Delphi和KingView程序。

書中提供的程序代碼完整且全部在WindowsXP環(huán)境下編譯通過，并經(jīng)過實際的測試，其中很多代碼具有非常高的實用價值，讀者可以直接拿來使用或者稍加修改便可用于自己的項目設(shè)計中去。需要說明的是，本書僅提供了關(guān)鍵的核心程序，即在程序運行畫面中實時顯示傳感器檢測的信號值，超限時輸出開關(guān)控制信號等，其他如線性化、數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)處理、誤差分析、數(shù)字PID控制等與控制有關(guān)的算法程序讀者可以根據(jù)自己的系統(tǒng)需求自行設(shè)計。

淡化理論，建立控制系統(tǒng)整體概念，以工程實踐為主，硬件系統(tǒng)設(shè)計采用"搭積木"方式，突出程序設(shè)計，重在功能實現(xiàn)，這是本書的特色，也是與已有控制系統(tǒng)類書籍不同的地方，相信對讀者學(xué)習(xí)計算機控制系統(tǒng)會有很大幫助。

本書內(nèi)容豐富，幾乎涵蓋了所有的計算機控制應(yīng)用系統(tǒng)，有較強的先進性、實用性和可操作性，可供各類自動化、計算機應(yīng)用、機電一體化、測控儀器等專業(yè)的大學(xué)生、研究生學(xué)習(xí)計算機控制技術(shù)，也可供計算機控制系統(tǒng)研發(fā)的工程技術(shù)人員參考。

為方便讀者學(xué)習(xí)，本書提供配套光盤，內(nèi)容包括所有實例的源程序、程序運行錄屏、系統(tǒng)測試錄像、軟硬件資源等。

本書由塔里木大學(xué)王麗編寫第1、4章，張有強編寫第3章，萬暢編寫第2、5章，石河子大學(xué)葛云編寫第6、7、8章，王玉巍編寫第9章，嚴(yán)海娟編寫第10章，李江全編寫第11章和附錄，全書由葛云、王麗、萬暢擔(dān)任副主編，由李江全教授擔(dān)任主編并統(tǒng)稿。參與編寫、程序調(diào)試、資料收集、插圖繪制和文字校核工作的人員還有田敏、胡蓉、任玲、鄭重、李宏偉、張茜、王洪坤、鄭瑤、鄧紅濤等老師，電子開發(fā)網(wǎng)、北京研華科技、西安達泰電子、石河子大學(xué)電氣工程實驗中心等在硬件和軟件方面提供了關(guān)鍵技術(shù)支持;電子工業(yè)出版社陳韋凱編輯在全書的策劃、加工中做了大量工作，編者借此機會對他們致以深深的謝意。

由于編者水平有限，書中難免存在不妥或錯誤之處，懇請廣大讀者批評指正。

編 著 者

2011年11月

?叢書名 :電子/電氣工程師應(yīng)用技術(shù)叢書

作 譯 者:李江全

出版時間:2012-01

開 本:16(185*260)

I S B N :9787121155819

出版社:電子工業(yè)出版社

所屬分類:科技 >> 機械/儀器儀表 >> 自動化技術(shù)

本書從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，較全面和系統(tǒng)地介紹了工業(yè)控制計算機典型應(yīng)用系統(tǒng)，內(nèi)容包括:利用PC與PLC、PC與PCI數(shù)據(jù)采集卡、PC與USB數(shù)據(jù)采集模塊、PC與CAN總線模塊、PC與單片機、PC與無線數(shù)傳模塊、PC與GSM短信模塊、PC與智能儀器及PC與遠程I/O模塊等組成的控制系統(tǒng)設(shè)計。每個實例首先介紹了相關(guān)的硬件技術(shù)，然后給出具體的測控線路和完整的Visual Basic、Delphi和KingView程序。為方便讀者學(xué)習(xí)，本書提供超值配套光盤，內(nèi)容包括所有實例的源程序、程序運行錄屏、系統(tǒng)測試錄像、軟/硬件資源等。

黑板系統(tǒng)的典型應(yīng)用是信號處理領(lǐng)域，如網(wǎng)絡(luò)信息檢索、電子商務(wù)、自動控制、辦公自動化、商業(yè)管理智能決策、語音和模式識別、智能控制領(lǐng)域等。