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第1章　IEC 61131-3标准的产生、应用现状和发展1

1.1 IEC 61131-3标准的产生1

1.2 IEC 61131-3标准的主要特点3

1.2.1　采用软件模块4

1.2.2　传统PLC编程语言的缺点5

1.2.3 IEC 61131-3标准编程语言的特点6

1.2.4 IEC 61131-3标准的缺陷8

1.3 IEC 61131-3标准的应用现状9

1.4 IEC 61131-3标准的发展10

1.4.1 IEC 61131-3标准的修订和发展10

1.4.2 IEC61499标准11

第2章　IEC 61131-3标准的基本内容和工作原理13

2.1　语言元素13

2.1.1　分界符14

2.1.2　关键字15

2.1.3　直接量17

2.1.4　标识符18

2.2　数据类型19

2.2.1　基本数据类型19

2.2.2　导出数据类型19

2.3　变量24

2.3.1　变量的表示24

2.3.2　变量的类型26

2.3.3　变量的附加属性26

2.3.4　变量的初始化28

2.3.5　变量的声明29

2.4　程序组织单元30

2.4.1 POU的组成31

2.4.2　功能33

2.4.3　功能块34

2.4.4　程序39

2.5　软件模型和通信模型39

2.5.1　IEC 61131-3标准软件与实际系统的关系40

2.5.2　IEC软件模型40

2.5.3　通信模型43

2.6　基于IEC 61131-3标准的控制方案44

2.6.1　基于传统PLC的控制方案44

2.6.2　基于嵌入式控制器的控制方案45

2.6.3　基于工业PC（IPC）的控制方案45

2.7　基于IEC 61131-3标准的开发平台软件46

第3章　IEC 61131-3标准的5种编程语言52

3.1　指令表语言52

3.1.1　指令表语言中的指令52

3.1.2　通用累加器52

3.1.3　操作符53

3.1.4　函数和功能块55

3.1.5　指令表语言应用实例56

3.2　结构化文本语言59

3.2.1　结构化文本语言概述59

3.2.2　语句61

3.3　梯形图语言67

3.3.1　梯形图语言的构成元素68

3.3.2　梯形图的执行70

3.3.3　梯形图语言应用实例73

3.4　功能块图语言73

3.4.1　功能块图语言的构成元素73

3.4.2　功能块图的执行控制76

3.4.3　功能块图语言应用实例76

3.5　顺序功能图语言77

3.5.1　步78

3.5.2　转换79

3.5.3　动作81

3.5.4　程序结构和步的进展规则89

3.5.5　顺序功能图语言应用实例92

第4章　IEC 61131-3标准的功能与功能块96

4.1　功能96

4.1.1　类型转换功能96

4.1.2　数字功能98

4.1.3　位串功能101

4.1.4　选择和比较功能103

4.1.5　字符串功能105

4.2　功能块106

4.2.1　标准双稳态功能块107

4.2.2　标准边沿检测功能块109

4.2.3　标准计数器功能块110

4.2.4　标准定时器功能块111

第5章　基于IEC 61131-3标准的IPC控制系统115

5.1　基于PC的软逻辑控制技术概述115

5.2　系统结构116

5.2.1　基于PC的控制116

5.2.2 IPC的组成116

5.2.3　基于PC的软逻辑控制系统的结构及功能117

5.3　基于IPC的软逻辑控制实例1——电梯模型控制120

5.3.1　被控对象120

5.3.2　系统硬件结构121

5.4　基于IPC的软逻辑控制实例2——电加热炉PID控制123

5.4.1　PID模块的构建123

5.4.2　系统硬件结构126

5.4.3　电加热炉PID控制126

5.5　单神经元自适应控制127

5.5.1　单神经元自适应PSD智能控制器的设计127

5.5.2　基于IEC 61131-3标准的神经网络控制系统的实现129

5.6　预测控制132

5.6.1　单变量动态矩阵控制算法132

5.6.2　预测控制软件136

5.6.3　符合IEC 61131-3标准的三温区电加热炉预测控制系统138

第6章　基于IEC 61131-3标准的PLC控制系统144

6.1　概述144

6.1.1　现代可编程控制器的特点144

6.1.2　可编程控制器的发展趋势145

6.1.3　传统PLC到现代可编程控制器147

6.2　现代可编程控制器的硬件系统148

6.2.1　硬件组成148

6.2.2　系统配置150

6.3　现代可编程控制器的软件系统152

6.3.1　硬件配置软件152

6.3.2　编程开发环境（Paradym-31）简介157

6.4　三温区电加热炉模糊控制系统162

6.4.1　模糊控制系统开发软件FCDS163

6.4.2　模糊控制器的设计步骤163

6.4.3　三温区电加热炉模糊控制系统工作原理170

6.4.4　控制系统程序编制172

6.4.5　实时监控173

6.5　三容水箱专家控制系统175

6.5.1　专家控制系统开发工具ECSS概述175

6.5.2 ECSS的关键技术原理176

6.5.3 ECSS使用初步180

6.5.4　三容液位装置的特点及其专家控制系统的工作原理182

6.5.5　专家控制器模块的开发183

6.5.6　三容液位专家控制系统PLC控制程序的编制187

6.5.7　实时监控188

第7章　基于IEC 61131-3标准的嵌入式控制系统190

7.1　概述190

7.1.1　嵌入式控制系统硬件平台的选择190

7.1.2　嵌入式控制系统实时操作系统的选择192

7.1.3　基于IEC 61131-3标准的嵌入式控制系统193

7.2　基于PC/104的控制系统193

7.2.1 PC/104简介193

7.2.2 PC/104的优点194

7.2.3 PC/104软件设计195

7.2.4　基于PC/104的软逻辑控制系统结构197

7.2.5　彩灯循环控制实例201

7.3　基于ABM7 S3C44B0的城市路灯监控系统202

7.3.1　城市路灯监控系统的基本结构202

7.3.2　远程监控终端的硬件组成203

7.3.3　远程监控终端的软件组成205

7.3.4　基于IEC 61131-3标准的软逻辑系统在μClinux上的实现206

7.3.5　城市路灯监控系统IEC控制程序的实现214

7.4　基于AT91 55800的糖厂澄清工段pH值控制系统218

7.4.1　糖厂澄清工段生产工艺及控制要求218

7.4.2　检测机构和控制阀门220

7.4.3 pH值控制系统的硬件组成221

7.4.4 pH值控制系统的软件组成224

7.5　基于DSP的运动控制系统239

7.5.1　TMS320F2812的基本结构239

7.5.2　基于TMS320F2812的运动控制系统的设计240

7.5.3　基于IEC 61131-3标准的运动控制系统的实现243

第8章　基于IEC 61131-3标准的集散控制系统252

8.1 DCS的发展历史和基本结构252

8.2　最新的DCS体系结构和技术特征253

8.3 DCS和IEC 61131-3标准的关系254

8.3.1 DCS系统采用IEC 61131-3标准255

8.3.2 IEC 61131-3标准在DCS中的实际运用255

8.4　基于IEC 61131-3标准的DCS256

8.4.1 Industrial IT系统256

8.4.2 SIMATIC PCS7过程控制系统258

8.4.3 NETWORK 6000系统259

8.5　基于IEC 61131-3标准的DCS在水泥生产中的应用261

8.5.1　水泥生产工艺简介261

8.5.2 Freelance 2000的实现262

8.5.3　基于IEC 61131-3的先进控制程序的实现266

第9章　IEC 61499标准273

9.1　概述273

9.1.1 IEC 61131-3标准的缺点273

9.1.2 IEC 61499标准简介275

9.2 IEC 61499标准中的模型280

9.2.1　系统模型281

9.2.2　设备模型281

9.2.3　资源模型282

9.2.4　应用模型282

9.2.5　功能块模型284

9.2.6　分布模型287

9.2.7　管理模型287

9.2.8　操作状态模型289

9.3　各种功能块与子应用类型290

9.3.1　基本功能块291

9.3.2　复合功能块296

9.3.3　子应用300

9.3.4　服务接口功能块303

9.4 IEC 61499标准小结305

参考文献307