第1篇工业控制装备绪论
第1章工业控制装备概述 2
1.1现代工业控制系统类型 2
1.1.1污水沉淀池排泥控制案例 2
1.1.2反应器液位控制案例 3
1.1.3顺序控制和过程控制 4
1.2控制系统原理概述 5
1.2.1控制系统结构 5
1.2.2控制器的作用 6
1.2.3工业控制装备的作用 6
1.3工业控制装备的类型 7
1.3.1工控机 7
1.3.2继电器控制 8
1.3.3可编程控制器 9
1.3.4调节仪表 10
1.3.5集散控制系统 11
1.3.6安全仪表系统 12
1.4工业控制装备品牌 13
1.4.1工控机 13
1.4.2PLC 14
1.4.3DCS/SIS 14
1.4.4其他工业控制装备 14
1.5工业控制装备网络集成 15
1.5.1综合自动化系统典型结构 15
1.5.2综合自动化系统集成技术 15
1.5.3工业控制装备网络集成技术 17
本章作业 19


第2篇可编程控制器（PLC）
第2章继电器控制技术 21
2.1电气控制基本电路设计 21
2.1.1电气控制电路图标准 21
2.1.2电气控制系统原理图 24
2.1.3电气控制系统器件布置图 27
2.1.4电气安装接线图 27
2.2常用低压电器 30
2.2.1电器定义 30
2.2.2电器种类 30
2.2.3电磁式低压电器原理 31
2.2.4接触器 32
2.2.5继电器 33
2.2.6主令电器 35
2.2.7低压配电电器 36
2.3典型电气基本电路 37
2.3.1启保停控制 38
2.3.2电动机正反转控制 40
2.3.3自动往返循环控制 41
2.3.4两台电动机顺序控制 42
2.3.5多点联锁控制 43
2.3.6三相异步电动机典型控制 43
本章作业 50

第3章可编程控制器控制原理 51
3.1可编程控制器概述 51
3.1.1继电器控制的PLC 实现模式 51
3.1.2PLC 发展历程 52
3.1.3PLC 硬件组成 55
3.1.4PLC 编程元件 60
3.1.5PLC 工作原理 62
3.2西门子S7-1200 系列PLC 65
3.2.1西门子PLC 系列产品 65
3.2.2S7-1200 硬件 66
3.2.3S7-1200 硬件接线 74
3.2.4S7-1200 的编程概念 77
3.2.5S7-1200 的工作模式 80
3.3PLC 系统硬件设计 83
3.3.1污水沉淀池排泥控制硬件设计 84
3.3.2多站点分布式控制系统案例 86
3.3.3某企业PLC 控制系统扩容案例 90
本章作业 93

第4章PLC 系统软件设计 94
4.1S7-1200 基本指令 94
4.1.1位逻辑指令 94
4.1.2定时器与计数器指令 101
4.1.3比较与数学运算指令 109
4.1.4程序跳转指令 117
4.1.5日期和时钟指令 120
4.1.6模块化编程 122
4.2顺序功能图设计法 128
4.2.1顺序功能图应用场景案例 128
4.2.2顺序控制设计法 130
4.3S7-1200 在模拟量闭环控制中的应用 144
4.3.1模拟量信号采集 144
4.3.2模拟量闭环控制系统 147
4.3.3PID_Compact 指令的算法与参数 148
4.3.4PID_Compact 指令的组态与调试 149
4.4S7-1200 通信 151
4.4.1S7-1200 之间的ISO-on-TCP 和TCP 通信 152
4.4.2S7-1200 之间的UDP 通信 156
4.4.3S7-1200 与S7-300/400 之间的开放式用户通信 158
本章作业 161


第3篇集散控制系统（DCS）
第5章过程控制仪表 163
5.1过程控制仪表应用场景案例 163
5.2过程控制仪表的信号制式 164
5.2.1信号标准 164
5.2.2信号连接方式 165
5.3过程控制仪表的防爆 165
5.3.1防爆仪表的标准 166
5.3.2控制仪表的防爆措施 168
5.4控制策略 169
5.4.1位式控制 169
5.4.2离散PID 控制算法 170
5.4.3先进控制策略 172
5.5数字控制器 175
5.5.1数字控制器组成 175
5.5.2厦门宇电A-I 8 系列数字控制器 177
5.5.3过程控制应用案例 180
本章作业 183

第6章集散控制系统硬件 185
6.1DCS 应用场景案例 185
6.2DCS 概述 191
6.2.1DCS 发展 191
6.2.2DCS 基本结构 192
6.2.3DCS 特点 192
6.2.4DCS 典型产品 196
6.3DCS 硬件架构 197
6.3.1ECS-700 系统概述 197
6.3.2ECS-700 系统硬件构成 198
6.3.3ECS-700 网络架构 204
6.4DCS 硬件选型 210
本章作业 214

第7章集散控制系统软件 216
7.1软件组成 216
7.1.1组态软件 216
7.1.2操作软件 217
7.1.3诊断软件 217
7.1.4批量控制软件 218
7.1.5先进控制软件 219
7.1.6智能仪表管理软件 220
7.2集散控制系统控制组态 221
7.2.1组态概述 221
7.2.2集散控制系统组态 223
7.2.3图形化编程 226
7.2.4现场总线控制系统组态（FF） 234
7.3人机界面 235
7.3.1人机界面概念 235
7.3.2人机界面操作 236
7.3.3人机界面组成 237
7.3.4仪表面板和调整画面 239
7.3.5报警管理 240
7.4数据通信 240
7.4.1数据通信基本概念 240
7.4.2集散控制系统的网络协议 241
本章作业 244

第8章安全仪表系统（SIS） 246
8.1安全仪表系统概述 246
8.1.1安全仪表系统应用背景 246
8.1.2安全仪表系统相关术语 246
8.1.3SIS 与DCS 的关系 247
8.1.4典型安全仪表系统 248
8.2安全仪表系统硬件组成 248
8.2.1系统架构概述 248
8.2.2安全控制站 249
8.2.3工程师站 252
8.2.4系统网络 253
8.2.5硬件选型 254
8.3安全仪表系统软件组成 256
8.3.1控制系统软件组态 256
8.3.2HMI 软件应用 263
8.4DCS 与SIS 的集成管理 266
本章作业 268


第4篇工业控制装备应用实践
第9章工业控制装备应用系统设计 270
9.1系统综合设计场景案例 270
9.2工业自动化系统设计流程 273
9.2.1PLC 自动化系统设计流程 273
9.2.2DCS 自动化系统设计流程 276
9.2.3SIS 系统设计流程 278
9.3水处理PLC 控制系统工程案例 279
9.3.1水处理控制系统设计思路 279
9.3.2水处理系统运行要求 279
9.3.3水处理PLC 控制系统控制方式 282
9.3.4水处理PLC 控制系统硬件设计 282
9.3.5水处理PLC 控制系统软件设计 285
9.4DCS 应用案例 289
9.4.1项目案例及要求 289
9.4.2系统结构设计 291
9.4.3控制域设计 293
9.4.4操作域设计 294
本章作业 296

第10章工业控制装备实验 297
10.1博途软件使用及基本指令练习 297
10.2西门子S7-1200 液体混合装置控制 305
10.3西门子S7-1200 温度检测与控制 306
10.4储罐液位DCS 控制系统组态仿真 312
10.5SIS 仿真设计 313

第11章工业控制装备应用实习 316
11.1实习目标 316
11.2实习任务 316
11.3实习流程 322
11.4实习文档 323
11.4.1投标标书 323
11.4.2实习总结报告 325


参考文献 326