内容简介

本书围绕PLCnext新一代开放式控制平台的诸多技术优势展开介绍，基于实时开放的Linux系统，可简单快速集成开源代码和APP开发自动化项目。用户可选择IEC 61131-3标准PLC编程语言和高级语言（如C++、C#）或模型语言（如MATLAB Simulink）进行混合开发。在应用案例设置上紧密贴合工业4.0智能控制需求，助力解决行业创新应用。本书软硬结合，理论与创新实践应用相结合，由浅入深，可以帮助读者建立全新的开放式智能PLC控制理念。
   本书参编团队由高校教师和行业专家组成，拥有多年的PLC工程经验和实践教学经验，面向工业应用场景选取了6个真实案例。本书在编写时力求做到通俗易懂，图文并茂，内容安排上深入浅出，突出实践能力培养。本书配有案例视频和高清图片，读者可扫描正文中相应位置二维码或封底二维码查看。另外，与本书配套的PL Cnext相关产品技术资料、电子教案、培训手册等资源，读者可关注微信公众号“菲尼克斯自动化”获取。
   本书可供广大从事智能PLC应用系统开发的工程技术人员参考，同时也可作为普通高等院校自动化、电气工程及其自动化、机械制造及其自动化、智能制造等工科专业教材，也可以作为指导学生参加课外实践训练、自动化类竞赛的技术参考书。

目录

第1章 开放式控制平台发展历程
1.1 PLC的基本概念及系统组成
1.1.1 PLC的构成
1.1.2 PLC的基本工作原理
1.1.3 IEC 61131-3标准
1.1.4 PLC的通信联网
1.2 自动化技术的变革
1.2.1 开放自动化系统的形成
1.2.2 菲尼克斯自动化系统的发展
1.3 工业4.0和智能制造对PLC系统的新要求
1.4 PLCnext技术介绍
1.4.1 PLCnext成为开放控制平台的样板
1.4.2 PLCnext技术生态
1.4.3 PLCnext系统架构
1.4.4 PLCnext的技术特点
总结
第2章 PLCnext硬件配置
2.1 模块化控制器及其左侧扩展模块
2.1.1 模块化控制器
2.1.2 左侧扩展模块
2.2 I/O模块
2.2.1 AxiolineF系列I/O模块和耦合器
2.2.2 AxiolineSmartElement系列I/O模块
2.2.3 AxiolineE系列I/O模块
2.2.4 I/O-Link模块
2.3 安全控制器
2.4 冗余控制器
2.5 面向边缘应用的控制器
第3章 PLCnextEngineer软件平台
3.1 PLCnextEngineer软件介绍
3.1.1 软件安装系统要求
3.1.2 用户界面
3.2 硬件组态与管理
3.2.1 设备硬件组态
3.2.2 PROFINET设备GSDML文件管理
3.3 变量用法与管理
3.3.1 变量声明
3.3.2 自定义数据类型
3.4 程序与PLC资源管理
3.4.1 程序组织单元（POU）
3.4.2 配置、资源、任务
3.4.3 常规编程语言
3.4.4 库文件
3.4.5 其他导入功能
3.5 eHMI
3.6 运行与调试
3.6.1 程序开发步骤
3.6.2 在线调试
3.6.3 仿真调试
3.6.4 WBM中的诊断
第4章 软件应用实例
4.1 工程实例介绍
4.2 工程实例创建
4.2.1 新建工程与硬件组态
4.2.2 功能块与程序设计
4.2.3 程序下载与调试
4.2.4 eHMI画面设计与运行
4.3 基于Web的网页管理
4.3.1 WBM登录
4.3.2 Overview页面
4.3.3 Diagnostics页面
4.3.4 Configuration页面
4.3.5 Security页面
4.3.6 Administration页面
4.4 调试工具
4.4.1 NetNames+
4.4.2 Putty
4.4.3 WinSCP
第5章 高级语言编程
5.1 概述
5.2 C/C++集成介绍
5.2.1 C/C++特点
5.2.2 C/C++集成
5.2.3 C++应用案例
5.3 MATLAB集成介绍
5.3.1 MATLAB特点
5.3.2 MATLAB集成
5.3.3 MATLAB应用案例
5.4 C#集成介绍
5.4.1 C#特点
5.4.2 C#集成
5.4.3 C#应用案例
第6章 通信协议集成
6.1 工业通信网络
6.2 MODBUS通信
6.2.1 MODBUSRTU通信
6.2.2 MODBUSTCP通信
6.3 SOCKET通信
6.3.1 SOCKET概述
6.3.2 SOCKET应用示例
6.4 OPCUA通信
6.4.1 OPCUA概述
6.4.2 OPCUA的特点
6.4.3 OPCUA通信模型
6.4.4 PLCnext控制器作为OPCUA服务端的使用
6.4.5 PLCnext控制器作为OPCUA客户端的使用
6.5 SNMP通信
6.5.1 SNMP概述
6.5.2 PLCnextEngineer中SNMP功能库应用
6.6 MQTT通信
6.6.1 MQTT概述
6.6.2 MQTT特点
6.6.3 MQTT原理
6.6.4 PLCnext&MQTT应用示例
6.7 MySQL通信
6.7.1 MySQL概述
6.7.2 PLCnext控制器结合MySQL使用示例
第7章 PLCnextAPP
7.1 APP概述
7.1.1 APP的发展历史
7.1.2 工业APP的基本特点和类型
7.1.3 PLCnextStoreAPP软件商店
7.2 行业解决方案类APP
7.2.1 行业解决方案类APP特点
7.2.2 行业解决方案类APP在PLCnext中的应用
7.3 库文件类APP
7.3.1 库文件类APP特点
7.3.2 库文件类APP在PLCnext中的应用
7.4 功能扩展类APP
7.4.1 功能扩展类APP特点
7.4.2 内部通信方式
7.4.3 容器化部署方式Podman
7.4.4 MLnext使用示例
7.4.5 ROS使用示例
7.4.6 Node-RED使用示例
7.5 工程项目类APP
7.5.1 工程项目类APP特点
7.5.2 工程项目类APP在PLCnext中的应用
7.6 APP开发与发布
7.6.1 APP开发
7.6.2 APP发布
第8章 工业信息安全
8.1 工业信息安全概述
8.1.1 网络安全与信息安全
8.1.2 IT与OT/ICS的对比
8.2 工业信息安全标准IEC62443概述
8.2.1 工业控制信息安全理念
8.2.2 工业信息安全措施的相关技术与架构
8.3 PLCnext工业信息安全功能
8.3.1 PLCnext的信息安全基于纵深防御
8.3.2 PLCnext信息安全设计
8.3.3

前言/序言

当今快速演进的工业4.0 时代，物联网、大数据、人工智能等技术与各行业深度融合。自动控制技术正以前所未有的速度为制造业乃至更广泛的领域带来革命性的变化。传统的可编程逻辑控制器（PLC）已难以满足日益增长的智能化、集成化需求。面向新形势下工业4.0 以及工业物联网的应用场景，用户期待更自由灵活、符合个性化需求的编程交互方式。菲尼克斯电气全新推出的PLCnext Technology 开放式控制平台，相较于传统的控制器架构具有颠覆性优势。它不仅保留了PLC 的可靠性与实时性，还打破了传统控制系统的封闭性，支持多种编程语言、开源软件和算法集成、云连接等先进特性。由于其兼具开放性、灵活性和高效性等特点，成为了推动智能化、数字化转型的重要力量。

本书介绍了新一代开放式控制平台—PLCnext 的技术原理、系统架构、软硬件组成以及系统开发的基本情况，并从工程实践出发，涵盖了多个典型的行业应用案例。本书作者团队由高校教师和行业资深专家组成，拥有多年的PLC 工程实践经验和创新教学经验。内容不仅涵盖了新一代开放式平台智能PLC 创新理论，还包含了工业4.0 和工业物联网创新应用场景案例的介绍。

本书可面向广大工程技术人员作为智能PLC 系统应用的参考书目，也可用于相关专业本科生开展智能PLC 课程和课内外创新实践的教材。全书涵盖以下核心内容。

（1）PLCnext 技术概述：深入浅出地介绍PLCnext 技术的诞生背景、技术特点及其在现代工业自动化中的应用前景。

（2）硬件平台与系统架构：详细介绍PLCnext Control 硬件的构成、系统配置以及开放平台的架构原理，为读者打下坚实的硬件基础。

（3）编程基础与高级应用：从基础的IEC 61131-3 标准PLC 编程语言到C/C++、Python等现代编程语言的应用，展现PLCnext 灵活多样的编程环境。

（4）系统集成与通信技术：讲解如何利用MODBUS、SNMP 等通信协议实现设备互联，以及如何利用OPC UA、MQTT、MySQL 等实现与ERP、MES 等上层管理系统的集成。

（5）应用开发与案例分析：通过实际案例，展示如何在不同行业应用场景中设计、实施基于PLCnext 的智能控制解决方案。结合工程案例展示了PLCnext 在边缘计算、预测性维护、人工智能融合等前沿领域的应用潜能，激发读者的创新思维。

本书具有以下特色：

（1）内容新颖，体现全新开放式智能PLC 控制理念。本书在内容安排上紧密围绕PLCnext新一代开放式控制平台的诸多技术优势展开介绍，基于实时开放的Linux 系统，可简单快速集成开源代码和APP 开发自动化项目。用户可选择IEC 61131-3 标准PLC 编程语言和高级语言（如C++、C#）或模型语言（如MATLAB Simulink）进行混合开发。理论与应用结合，由浅入深，帮助读者建立全新的开放式智能PLC 控制理念。

（2）深入浅出，便于初学者参考。重点聚焦新兴智能PLC 技术的基础理论与原理。以通俗易懂的语言、由浅入深的项目设计和贴近工厂的实践案例，介绍了智能制造背景下的相关前沿技术，易学易教。为便于读者学习，设置了多个阶段性的案例DEMO。基础性内容包括PLC 发展历史、硬件平台、软件平台、PLC 基础编程等。高阶内容包括PLCnext 高级语言开发、工业物联网、工业操作系统等。各章节内容之间既有系统性，又有相对独立性，方便不同层次的读者找到合适的切入内容开展阅读。

（3）案例丰富，行业特色鲜明。在案例设置上紧密贴合工业4.0 智能控制需求，助力解决行业创新应用。案例内容丰富，融合工业应用，属于目前智能制造、工业智能应用中的经典场景。选用的软硬件模块参考行业标准及工业应用需求，且图片资料丰富。对于读者全面深入地了解智能制造基础理论、从事智能PLC 相关领域工作具有较强的指导意义。

（4）编排新颖，强化工程教育。章节编排遵循工程项目设计开发流程，从需求分析、总体方案设计、软硬件平台搭建、各功能模块软件代码开发，再到系统集成、测试等多个标准流程进行。读者通过本书的学习，不仅可以快速了解新一代开放式控制平台的基本理论知识，而且可通过PLCnext 实例熟悉掌握这些过程中的具体操作方法。同时，全书章节安排上还包括工业物联网、工业APP、工业信息安全等前沿内容。通过本书的学习，可以强化读者的工程思维，拓展对于工程问题的多方面认识，从而提升解决复杂工程问题的能力。

我们期待通过本书的学习，读者不仅能掌握智能PLC—PLCnext 的精髓，还能具备在复杂工业环境中设计高效、灵活、智能的控制系统的能力。本书高度契合工程师、技术经理、系统集成商等专业人士提升技能、探索创新的需求，也适合工业自动化、电气工程、信息技术等专业的在校学生作为教材使用。

本书由冯毅萍、张龙、曹峥、李慧敏、向宇、杨露、李继先、刁丽芳编著，冯毅萍、张龙负责统稿。在本书的编写和出版过程中，我们荣幸地获得了来自多方的大力支持与无私帮助。感谢浙江大学控制科学与工程学院的张光新教授、邵之江教授、侯