非标智能装备是制造业向智能化、柔性化转型升级的核心支撑，其控制系统的高效开发与稳定可靠运行，是实现生产流程自动化、智能化的关键。本书紧扣非标智能装备控制系统的开发痛点，以PLC为核心控制器，以各种传感器为感知终端，以工业触摸屏为人机交互载体，搭建起“理论-方法-实践”三位一体的知识框架。全书系统梳理了非标智能装备控制系统的设计逻辑，深度拆解了覆盖需求研判、总体方案规划、硬件匹配选型、软件架构设计、仿真测试验证的全流程标准化开发模式，针对性破解非标智能装备开发中普遍存在的交付周期长、软硬件兼容性差的行业难题;通过多个装备制造业的工程案例，详解PLC和HMI硬件选型、编程技巧与调试要点。
本书可供从事非标智能装备研发、集成与运维的工程技术人员使用或参考，也可作为高校自动化、机电一体化、智能制造相关专业的教学参考资料。
第1章 绪论 001
1.1 研究背景及意义 001
1.2 国内外研究现状 001
1.2.1 国内行业发展现状 001
1.2.2 国外行业发展现状 002
1.3 本书的主要工作及内容安排 002
第2章 非标智能装备控制系统技术体系 004
2.1 系统定义 004
2.2 控制系统硬件构成 004
2.2.1 可编程逻辑控制器(PLC) 004
2.2.2 触摸屏 005
2.2.3 传感器 007
2.2.4 电机及驱动器 007
2.3 控制系统软件构成 009
2.3.1 PLC控制设计 009
2.3.2 液压或气动控制设计 010
2.3.3 人机交互界面设计 012
第3章 小圆瓶自动灌装旋盖一体机控制系统设计 013
3.1 引言 013
3.2 系统总体方案设计 013
3.2.1 系统功能需求分析 013
3.2.2 系统工艺流程分析 014
3.2.3 系统总体设计方案 016
3.3 控制系统硬件选型 016
3.3.1 PLC选型 016
3.3.2 传感器选型 017
3.3.3 电机及驱动器选型 018
3.3.4 触摸屏选型 019
3.4 气动控制系统设计 020
3.4.1 气动原理图设计 020
3.4.2 气路分析 020
3.4.3 气缸选型 023
3.4.4 电磁阀选型 023
3.5 控制系统软件设计 024
3.5.1 程序控制流程设计 024
3.5.2 I/O分配 026
3.5.3 PLC外部接线图 027
3.5.4 梯形图设计 027
3.5.5 触摸屏HMI组态设计 033
3.6 本章小结 037
第4章 自动转盘铆压机控制系统设计 038
4.1 引言 038
4.2 系统总体方案设计 038
4.2.1 系统功能需求分析 038
4.2.2 工作流程设计 039
4.2.3 系统总体方案设计 040
4.3 控制系统硬件选型 041
4.3.1 PLC选型 041
4.3.2 三工位转盘步进系统设计 041
4.3.3 铆压装置伺服系统设计 043
4.3.4 触摸屏选型 045
4.4 气动控制系统设计 045
4.4.1 机械手气动系统设计思路 045
4.4.2 气压原理图设计 045
4.4.3 气动系统工作原理 046
4.5 控制系统软件设计 047
4.5.1 控制系统I/O分配 047
4.5.2 PLC外部接线图设计 048
4.5.3 程序流程图设计 048
4.5.4 梯形图设计 049
4.5.5 HMI组态设计 054
4.6 本章小结 055
第5章 物料分拣机械手控制系统设计 056
5.1 引言 056
5.2 系统总体方案设计 056
5.2.1 物料分拣机械手的结构及布局 056
5.2.2 控制系统总体方案设计 057
5.2.3 控制系统工作流程 058
5.2.4 系统通信设计 059
5.3 控制系统硬件选型 061
5.3.1 PLC选型 061
5.3.2 传感器选型 061
5.3.3 传送带及电机选型 063
5.3.4 变频器选型 064
5.4 气动控制系统设计 064
5.4.1 气动原理图设计 064
5.4.2 机械手动作和气动回路分析 065
5.4.3 气动元件选择 067
5.5 控制系统软件设计 068
5.5.1 I/O分配 068
5.5.2 外部接线图 070
5.5.3 PLC程序设计 070
5.6 本章小结 076
第6章 生产线圆柱件递进传输机控制系统设计 077
6.1 引言 077
6.2 系统总体方案设计 077
6.2.1 系统功能需求分析 077
6.2.2 系统总体方案设计 078
6.2.3 工作流程设计 079
6.3 控制系统硬件选型 082
6.3.1 PLC选型 082
6.3.2 传感器选型 082
6.3.3 触摸屏选型 083
6.4 控制系统设计 083
6.4.1 气动原理图设计 083
6.4.2 气动原理分析 084
6.4.3 气动元件选型 085
6.5 控制系统设计 087
6.5.1 I/O地址分配 088
6.5.2 外部接线图 088
6.5.3 梯形图设计 089
6.5.4 HMI组态设计 091
6.6 本章小结 095
第7章 生产线错位分料测试机控制系统设计 096
7.1 引言 096
7.2 控制系统总体方案设计 096
7.2.1 系统功能需求分析 096
7.2.2 系统总体组成 097
7.2.3 系统控制流程设计 098
7.3 气动系统设计 103
7.3.1 气动原理图设计 103
7.3.2 气路分析 104
7.3.3 气动元件选型 107
7.4 控制系统硬件选型 109
7.4.1 PLC选型 109
7.4.2 传感器选型 109
7.4.3 电机选型 109
7.5 控制系统软件设计 110
7.5.1 系统I/O分配 110
7.5.2 外部接线图设计 111
7.5.3 梯形图设计 112
7.6 本章小结 120
第8章 屏蔽手套箱控制系统设计 121
8.1 引言 121
8.2 控制系统总体方案设计 121
8.2.1 系统功能需求分析 121
8.2.2 屏蔽手套箱结构设计 122
8.2.3 控制方案设计 123
8.3 控制系统硬件选型 123
8.3.1 PLC选型 123
8.3.2 触摸屏选型 123
8.3.3 风机选型 124
8.3.4 变频器选型 125
8.3.5 活度计选型 126
8.3.6 升降系统设计及选型 127
8.4 控制系统软件设计 129
8.4.1 系统I/O分配 129
8.4.2 外部接线图设计 130
8.4.3 HMI组态设计 130
8.4.4 程序流程图设计 132
8.4.5 梯形图设计 133
8.5 本章小结 142
第9章 搬运机械手控制系统设计 143
9.1 引言 143
9.2 控制系统总体方案设计 143
9.2.1 系统功能需求分析 143
9.2.2 机械手总体结构设计 144
9.2.3 工作流程设计 145
9.3 控制系统硬件选型 146
9.3.1 PLC选型 146
9.3.2 传感器的选型 146
9.3.3 电机选型 147
9.4 气动控制系统设计 147
9.4.1 气动原理图设计 147
9.4.2 系统动作气动分析 147
9.4.3 气动元件选型 151
9.5 控制系统软件设计 153
9.5.1 I/O地址分配 153
9.5.2 PLC外部接线图设计 153
9.5.3 顺序功能图设计 154
9.5.4 梯形图程序设计 154
9.6 本章小结 159
第10章 总结与展望 160
10.1 研究总结 160
10.2 研究展望 160
参考文献 162
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