自動化綜合應用工程（簡體書）

《自動化綜合應用工程》是高職高專自動化技術類專業的一門綜合課程教材，共設4個工程項目，是以任務驅動、項目導入的基于工作過程的綜合性創新課程。本課程重在介紹現代工控產品和自動化系統的集成在具體工程項目中的應用，自動化工程項目包含了可編程控制器（PLC）技術、變頻器技術、人機界面觸摸屏技術、工業網絡與現場總線技術、組態軟件技術、氣動技術、伺服與步進控制技術、工控機與數據采集與監控（SCADA）技術等，通過對本教材的學習，可使讀者對自動化工程有一個全面的認識，同時提高自動化技術的綜合應用能力。
《自動化綜合應用工程》既適用于電氣自動化技術、機電一體化技術等相關專業教材，又適用于有一定自動化技術基礎的讀者了解和掌握新的自動化控制技術。

《自動化綜合應用工程》為高職高專“十二五”規劃教材之一。

高職高專教材建設是高職院校教學改革的重要組成部分，2009年全國化工高職儀電類專業委員會組織會員學校對近百家自動化類企業進行了為期一年的廣泛調研。2010年5月在杭州召開了全國化工高職自動化類規劃教材研討會。參會的高職院校一線教師和企業技術專家緊密圍繞生產過程自動化技術、機電一體化技術、應用電子技術及電氣自動化技術等自動化類專業人才培養方案展開研討，并計劃通過三年時間完成自動化類專業特色教材的編寫工作。主編采用競聘方式，由教育專家和行業專家組成的教材評審委員會于2011年1月在廣西南寧確定出教材的主編及參編，眾多企業技術人員參加了教材的編審工作。
本套教材以《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》及2006年教育部《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》為編寫依據。確定以“培養技能，重在應用”的編寫原則，以實際項目為引領，突出教材的應用性、針對性和專業性，力求內容新穎，緊跟國內外工業自動化技術的最新發展，緊密跟蹤國內外高職院校相關專業的教學改革。
本書共分為四個模塊，第一模塊是恒壓供水控制工程，介紹了可編程序控制器技術、變頻器技術、觸摸屏技術在恒壓供水中的應用。第二模塊是鋼鐵廠鐵水脫硫噴吹系統控制工程，介紹了S7300 PLC與MM440變頻器、ET200M通過PROFIBUSDP現場總線通信網絡在鐵水脫硫噴吹系統工程中的應用。第三模塊是自動化生產線工程，本模塊以PLC控制的自動化生產線為例，介紹氣動技術、傳感器技術、步進電動機控制技術、伺服電動機控制技術在PLC控制系統中的應用。第四模塊是貯液罐溫度控制工程，本模塊以工控機、ADAM模塊為硬件，以組態王為軟件，用PID運算實現貯液罐液體自動恒溫控制。
與當前高職高專同類教材相比，本教材具有以下特色。
(1)教材體現了綜合應用性、實踐性。本教材以面向自動化工程應用為項目，將一個個獨立的知識、技能進行融合、提升，形成一個完整的知識技能體系，將各種自動化技術與應用實踐優化整合為一體，涉及的專業知識面廣，為學生搭建一個面向自動化綜合應用的系統集成平臺，可進一步訓練學生的知識綜合運用能力和實踐操作能力，使專業核心能力得到綜合運用。
(2)教材內容及時吸收了新知識、新技術。隨著現代工業自動化控制的網絡化、信息化快速發展，在PLC中用得也越來越多，教材的編寫內容涵蓋了PLC技術、變頻器技術、現場總線、計算機通信及網絡、人機界面、伺服控制、組態技術、數據采集模塊、氣動等綜合應用新知識、新技術，使教學內容緊跟自動化技術發展的步伐。
(3)教材整體設計體現了任務驅動型編寫思路。教材內容由四個模塊組成，每個模塊由實際的工程應用項目命名，每個工程項目通過工程背景引出工程任務書，然後通過一個個小任務，從應用的角度簡要介紹各分技術，同時進行分任務訓練，最後給出工程項目的綜合解決方案，通過工程拓展進一步訓練學生的創新能力。
本書由陶權、王鳳桐任主編，參加編寫的老師有楊銓、盧永霞。
在本教材的編寫過程中，得到了廣西柳州自動化科學研究所所長劉文峰、廣西柳州鋼鐵廠技工學校的屈遠增、廣西工業職業技術學院的劉昌亮的大力支持和幫助，編寫中參考了有關資料和文獻，在此向相關的人員和作者表示衷心的感謝。
由于編者水平有限，書中不妥之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正。
全國化工高職儀電職業委員會
2011年7月

0自動化工程概述
0.1 自動化控制系統的設計
0.2 自動化控制系統設備安裝調試
0.3 設計安裝調試過程中應重視的幾個問題
0.4 竣工階段

模塊1 恒壓供水控制工程
任務1.1 壓力變送器
任務1.2 PLC的模擬量模塊EM231、EM232
任務1.3 昆侖通態（MCGS）觸摸屏初步認識
任務1.4 變頻器在恒壓供水方面的應用
任務1.5 綜合解決方案

模塊2 鋼鐵廠鐵水脫硫噴吹系統控制工程
任務2.1 西門子S7300 PLC使用入門
任務2.2 PROFIBUS-DP現場總線通信網絡
任務2.3 S7-300 PLC與遠程I/O模塊ET200M的通信
任務2.4 S7-300與MM440變頻器的PROFIBUS-DP通信
任務2.5 綜合解決方案

模塊3 自動化生產線工程
任務3.1 氣動技術
任務3.2 接近開關與PLC接線
任務3.3 S7-300的通信
任務3.4 步進控制技術
任務3.5 伺服控制技術
任務3.6 綜合解決方案

模塊4 儲液罐溫度控制工程
任務4.1 SCADA系統的基本概念
任務4.2 組態王軟件簡介
任務4.3 工控機簡介
任務4.4 數據采集與控制模塊
任務4.5 綜合解決方案
參考文獻

為了支持結構化編程，在操作系統中包含了用戶程序和系統程序，其中用戶程序通常包括組織塊（OB）、功能塊（FB）、功能（FC）及數據塊（DB），在塊的調用中，被調用的可以是各種邏輯塊，而補調用的是除了OB塊外的邏輯塊調用功能塊時，需為其指定背景數據塊。
?組織塊（OB）組織塊OB構成了S7-300CPU和用戶程序的接口，用于控制用戶程序的運行。可以將簡短的用戶程序全部存入BO1中，使程序連續不斷地循環掃描工作，也可以將大型用戶程序分成若干程序塊，存放在不同的塊中，通過OBI及根據控制要求調用這些程序塊。不同的CPU模板具有不同的組織塊。
?功能塊（FB）功能塊（FB）實際上就是用戶子程序，每個功能塊由變量聲明表和邏輯指令程序兩部分組成。變量聲明表用于說明當前功能塊中的局部數據，邏輯指令程序用于完成指定的控制任務，程序運行過程中須用到變量聲明表中的局部數據。
功能塊（FB）調用時需提供執行當前塊所需的數據或變量，即將外部數據傳遞給被調用塊，稱為參數傳遞。通過參數傳遞被調用的功能塊獲得了通用性，可被其他調用塊調用，完成多個類似的控制任務。
功能塊（FB）有一個數據結構與當前功能塊的參數完全相同的數據塊，附屬于該功能塊，并隨功能塊的調用而打開，隨該功能塊的結束而關閉，這個附屬的數據塊稱為背景數據塊（IDB）。存放在背景數據塊中的數據在功能塊（FB）結束後繼續保持。
?功能（FC）功能（FC）類似于功能塊（FB，但功能（FC）不需要背景數據塊（IDB）。完成操作後數據不能保持，因此，調用功能（FC）後必須立即處理所有的初始值。
?數據塊（DB）數據塊（DB）用于存儲用戶程序所需要的數據或變量。在數據塊中只有變量聲明部分，沒有程序段，數據塊使用必須先定義後使用。