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CODESYS 基础编程及应用指南.pdf
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CoDeSys 是德国 3S 公司的 PLC 编程软件，本书以这些编程软件所支持的 PLC 作为基础，向读者说明 PLC 的使用环境。在逐步了解了软件后，使读者一步一步的掌握和精通 CoDeSys 系统的项目开发、程序编制、网络通讯及可视化编程界面的制作等。如今，全球有近 350 家知名的自动化产品和方案供应商是 3S 公司的合作伙伴，这其中较著名的有 ABB 的 Control builder、 Schneider Electric 的 SoMachine、 BECKHOFF 的 TwinCAT、 EATON的 XSoft、 Bosch-Rexroth 的 IndraWorks Engineering、 易福门、 德国控创、法国阿尔斯通、路斯特、伦茨，科比 ，科控， SEW，丹佛斯、费斯托、日立、三菱电机自动化、欧姆龙、 和利时、中控集团，步科等业界巨头。
CoDeSys 的相关解决方案已经广泛应用于能源、交通、市政、冶金、化工、制药、食品、纺织、包装、印刷、橡塑、机床和军工等行业，为用户使用基于 IEC 61131-3 国际标准编程语言进行项目开发提供了一种技术先进、功能强大的开放式全集成化的编程开发环境。
本书的主要目的是要帮助广大 CoDeSys 产品使用者正确，快速的使用产品，书中比较详细的介绍的软件的功能，对每个常用参数给予了详细的解释。本书主要读者是针对产品的技术支持人员、项目开发、调试人员、现场设备维护人员，同时也是和大专院校本科生、硕士生项目研发时作为参考资料。 针对初学者的特点，全面细致的讲解了使用 CoDeSys 编程软件进行编程和项目开发的各种技术，是零基础学者必备的图书。主要以CoDeSys V3.x 开发环境为基础进行说明。
本书主要内容分四大部分进行讲解：
第一部分以 CoDeSys 基础介绍为主。针对 IEC 61131-3 标准的概念及背景、 CoDeSys 软件的主体结构（内部实时核及项目开发软件）及针对编程人员所使用的项目开发软件框架说明这三部分进行讲解，让读者了解 CoDeSys 的基本概念、整体结构以及在实际工程项目中， CoDeSys 能实现的具体功能。
第二部分以 CoDeSys 编程语言的语法介绍为主，也是本书的重点。分别对公共元素、数值表示、数据类型及 6 种不同的编程语言的语句语法这四大部分进行详细说明，结合实际工程样例程序让读者能更快，更好的掌握此部分的内容。
第三部分以 CoDeSys 人机界面（HMI） 的制作介绍为主。分别对控件介绍及使用及变量映射两部分进行讲解，让读者通过学习能够独立完成简单的画面制作项目。
第四部分以讲解完整的项目程序为主。由程序调试及常用技巧、仿真功能及项目程序讲解四部分组成。通过这部分的学习，让读者能掌握从项目开发到程序调试及最终的项目完成这整个过程所应具备的知识点，最终使读者具有较强的项目开发能力。
目录
PLC 综合开发利器............................... 1
——CoDeSys 基础编程及应用指南........ 1
第 0 章 前言 ...................................... 5
第 1 章 概述 ...................................... 6
1.1 IEC 61131-3 标准.......................... 6
1.1.1 IEC 61131 简介........................... 6
1.1.2 PLCopen 组织概况 ..................... 7
1.1.3 IEC 61131-3 编程语言................ 7
1.1.4 IEC 61131-3 标准语言的特点.... 8
1.2 软 PLC-CoDeSys................................ 9
1.2.1 软 PLC 控制方案...................... 10
1.2.2 软 PLC 的发展方向.................. 11
1.3 CoDeSys 概述................................... 11
1.3.1 CoDeSys 自动化解决方案 ....... 12
1.3.2 CoDeSys 实时核....................... 14
1.4 软件的安装....................................... 15
1.4.1 安装所需的软硬件要求........... 16
1.4.2 安装........................................... 16
1.4.3 启动编程软件........................... 16
1.4.4 帮助........................................... 16
1.4.5 CoDeSys 开发系统 ................... 17
1.5 获取资料、插件和技术论坛........... 20
第 2 章 软件模型 ............................... 21
2.1 软件模型........................................... 21
2.1.1 软件模型的特点....................... 22
2.2 设备................................................... 22
2.2.1 添加设备................................... 22
2.2.2 设备编辑器............................... 25
2.3 应用................................................... 26
2.3.1 任务........................................... 26
2.3.2 库文件....................................... 35
2.3.3 全局变量和局部变量............... 45
2.3.4 访问路径................................... 46
2.4 程序组织单元................................... 47
2.4.1 程序组织单元结构................... 47
2.4.2 函数........................................... 49
2.4.3 功能块....................................... 52
2.4.4 程序........................................... 56
2.4.5 创建的原则............................... 58
2.5 应用对象........................................... 58
2.5.1 采样跟踪................................... 58
2.5.2 持续变量................................... 65
2.5.3 数据单元类型........................... 67
2.5.4 全局网络变量........................... 67
2.5.5 配方管理器............................... 68
第 3 章 公用元素 ............................... 70
3.1 公用元素........................................... 70
3.1.1 字符集 .......................................70
3.1.2 分界符 .......................................70
3.1.3 关键字 .......................................71
3.1.4 句法颜色 ...................................72
3.1.5 空格和注释 ...............................73
3.2 常数...................................................76
3.2.1 常数的表示方法 .......................76
第 4 章 变量........................................79
4.1 变量的表示和声明...........................79
4.1.1 变量 ...........................................79
4.1.2 标识符 .......................................79
4.1.3 变量声明 ...................................79
4.2 数据类型...........................................81
4.2.1 标准数据类型 ...........................81
4.2.2 标准的扩展数据类型................86
4.2.3 自定义数据类型 .......................92
4.3 变量命名建议.................................104
4.3.1 匈牙利命名法 ......................... 104
4.4 变量的类型和初始化..................... 105
4.4.1 变量的类型 ............................. 105
4.4.2 变量的初始化 ......................... 107
4.5 变量声明编辑器中的 Pragma 指令108
4.5.1 字段 Pragma ............................ 108
第 5 章 编程语言.............................. 110
5.1 指令表（IL） .................................111
5.1.1 指令表语言结构 ..................... 111
5.1.2 连接元素 .................................112
5.2 梯形图（LD） ................................ 115
5.2.1 简介 .........................................115
5.2.2 梯形图程序执行顺序.............. 115
5.2.3 组成元素 .................................117
5.2.4 赋值指令 .................................121
5.3 功能块图（FBD） ......................... 122
5.3.1 简介 .........................................122
5.3.2 连接元素 .................................122
5.3.3 组态 .........................................125
5.4 结构化文本（ST） ........................ 126
5.4.1 简介 .........................................126
5.4.2 结构化文本程序执行顺序......126
5.4.3 语句 .........................................128
5.5 顺序流程图（SFC） ...................... 138
5.5.1 SFC 顺序流程图...................... 138
5.5.2 SFC 的结构.............................. 140
5.5.3 SFC 的编程元素...................... 154
5.5.4 SFC 元素的属性...................... 155
5.6 连续功能图（CFC） ...................... 157
5.6.1 简介 .........................................157
5.6.2 程序执行顺序......................... 157
5.6.3 连接元素................................. 159
5.6.4 CFC 的组态............................. 166
第 6 章 指令系统 ............................. 169
6.1 位逻辑指令..................................... 169
6.1.1 基本逻辑指令......................... 169
6.1.2 置位优先与复位优先触发器指令
173
6.1.3 边沿检测指令......................... 175
6.2 定时器指令..................................... 177
6.2.1 定时器..................................... 177
6.3 计数器指令..................................... 181
6.3.1 计数器简介............................. 181
6.3.2 计数器指令............................. 181
6.4 数据处理指令................................. 185
6.4.1 选择操作指令......................... 185
6.4.2 比较指令................................. 188
6.4.3 移位指令................................. 189
6.5 运算指令......................................... 194
6.5.1 赋值指令................................. 194
6.5.2 算术运算指令......................... 194
6.5.3 数学运算指令......................... 197
6.5.4 地址运算指令......................... 201
6.6 数据转换指令................................. 203
6.6.1 数据类型转换指令................. 203
第 7 章 程序结构 ............................. 211
7.1 系统程序和用户程序..................... 211
7.2 用户程序结构................................. 211
7.2.1 常用的编程方法..................... 211
第 8 章 基础编程 ............................. 215
8.1 基本编程操作................................. 215
8.1.1 启动 CoDeSys ......................... 215
8.1.2 PLC 程序文件的建立............. 216
8.2 定义资源对象................................. 218
8.2.1 启动 Gateway Server 和 PLC . 218
8.3 程序下载......................................... 220
8.3.1 编译......................................... 220
8.3.2 登入下载................................. 221
8.3.3 在线监控................................. 224
8.4 程序调试......................................... 228
8.4.1 复位......................................... 228
8.4.2 程序调试................................. 229
8.5 仿真................................................. 232
8.5.1 离线仿真................................. 232
8.5.2 仿真示例................................. 233
8.6 PLC 脚本功能 ................................ 235
第 9 章 可视化界面建立及应用 ..... 237
9.1 CoDeSys 可视化界面..................... 238
9.2 基本操作......................................... 239
9.2.1 创建可视化界面..................... 239
9.2.2 添加工具................................. 239
9.2.3 对齐工具................................. 240
9.2.4 删除工具 .................................240
9.3 工具................................................. 240
9.3.1 基本工具 .................................240
9.3.2 通用控制工具 ......................... 245
9.3.3 测量控制 .................................257
9.3.4 灯/开关/位图 ........................... 262
9.3.5 特殊控制 .................................264
9.3.6 报警管理 .................................273
9.4 视图的建立及编辑......................... 280
9.4.1 应用举例 .................................280
第 10 章 常用库函数介绍？ .............. 292
第 11 章 控制系统工程实例.............. 293
11.1.1 圆盘 180°正反转控制.............293
11.1.2 火警报警系统 ......................... 294
11.1.3 抢答控制系统 ......................... 297
11.1.4 交通灯信号控制程序.............. 299
11.1.5 停车场管理 ............................. 304
11.1.6 恒压变频供水控制系统.......... 305
第 12 章 CoDeSys 通信网络.............. 310
12.1 通信基础.....................................310
12.1.1 数据传送方式 ......................... 310
12.1.2 串口通讯接口标准.................. 318
12.2 现场工业总线网络基础 .............321
12.2.1 总线数据通讯模式.................. 322
12.2.2 工业控制网络的拓扑结构......322
12.2.3 工业通信协议基础.................. 329
12.2.4 CoDeSys 支持的通信协议......330
12.2.5 工业以太网线缆 ..................... 331
12.3 CANopen 通讯................................ 333
12.3.1 拓扑结构 .................................333
12.3.2 运行原理 .................................333
12.3.3 电缆和接头 ............................. 339
12.3.4 PDO 通讯示例......................... 340
12.3.5 SDO 通信示例......................... 347
12.4 Modbus 网络基础........................... 351
12.4.1 协议描述 .................................351
12.4.2 Modbus 串口协议描述 ...........352
12.4.3 Modbus TCP 协议描述 ...........354
12.4.4 运行原理 .................................355
12.4.5 电缆和接头 ............................. 362
12.4.6 Modbus 串口的通讯组态 .......365
12.4.7 Modbus TCP 的通讯组态 .......368
12.5 EtherCAT 网络基础........................ 373
12.5.1 EtherCAT 拓扑结构及媒介.... 373
12.5.2 EtherCAT 运行原理................374
12.5.3 EtherCAT 硬件设定................378
12.5.4 EtherCAT 网络设计................379
12.5.5 主从站通讯配置示例.............. 380
12.6 PROFINET 网络基础..................... 386
12.6.1 PROFINET 拓扑结构及媒介..386
12.6.2 PROFINET 运行原理 .............388
12.6.3 PROFINET 协议架构.............. 391
12.6.4 PROFINET 主从站通讯配置 . 394
12.7 EtherNet/IP 网络基础..................... 405
12.7.1 EtherNet/IP 拓扑结构及媒介 . 405
12.7.2 EtherNet/IP 运行原理 ............. 408
12.7.3 EtherNet/IP 通讯配置 ............. 412
第 13 章 附加功能 ............................. 418
13.1 程序安全..................................... 418
13.1.1 工程文件加密......................... 418
13.1.2 库文件加密............................. 418
13.1.3 用户管理及访问限制.............. 418
13.2 诊断及常见故障处理 ................. 418
13.2.1 下载出错 .................................418
13.2.2 添加隐含检查功能.................. 419
第 14 章 附录......................................421
14.1 快捷键.........................................421
14.1.1 快捷输入 .................................421
14.1.2 切换窗口 .................................422
第 15 章 参考文献.............................. 423
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