可编程序控制器原理及应用技巧

可编程序控制器原理及应用技巧 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:化学工业出版社
作者:何衍庆 编
出品人:
页数:223
译者:
出版时间:2003-1
价格:30.00元
装帧:
isbn号码:9787502544065
丛书系列:
图书标签:
  • 自动化
  • PLC
  • 可编程控制器
  • 工业自动化
  • 电气控制
  • 编程技术
  • 原理分析
  • 应用实例
  • 传感器
  • 执行器
  • 控制系统
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具体描述

《可编程序控制器原理及应用技巧》介绍了可编程序控制器的发展史,发展趋势和对策,讨论了可编程序控制器的结构,工作原理和性能评估,以及可编程序控制器的指令系统等。

现代电子系统设计与实践 一、本书概述 本书旨在为电子工程、自动化、计算机科学等领域的学生、工程师及技术爱好者提供一套全面、深入的现代电子系统设计与实践指南。我们聚焦于当前电子技术领域的前沿趋势与核心应用,内容涵盖了从基础理论到复杂系统集成的全过程。全书内容结构严谨,逻辑清晰,理论与实践紧密结合,旨在培养读者独立分析、设计和实现高可靠性、高性能电子系统的能力。 二、核心内容模块 本书共分为五大部分,共计二十章,详细阐述了现代电子系统不可或缺的几个关键技术领域: 第一部分:先进半导体器件与电路理论基础 本部分为后续高级应用打下坚实的基础。 第一章:新一代半导体材料特性研究: 深入探讨硅基半导体材料的局限性,重点分析碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)在功率电子器件中的独特优势、制造工艺中的挑战,以及它们在高温、高频应用中的前景。内容包括器件物理模型、导通电阻与开关损耗的精确计算方法。 第二章:高速信号完整性分析: 聚焦于现代PCB设计中不可避免的信号完整性(SI)问题。详细讲解传输线理论(如史密斯圆图的实际应用)、阻抗匹配技术、串扰(Crosstalk)的建模与抑制,以及高速串行总线(如PCIe Gen5/6)的眼图测试与优化策略。 第三章:低功耗电路设计方法学: 针对便携式设备和物联网(IoT)应用,本书详细介绍了亚阈值工作区(Sub-threshold)电路设计、动态电压与频率调节(DVFS)策略,以及先进的电源门控(Power Gating)技术在降低静态功耗方面的实际操作指南。 第二部分:嵌入式系统架构与固件开发 本部分侧重于系统的“大脑”——嵌入式处理器的选型、架构理解与高效编程。 第四章:多核异构处理器体系结构: 阐述现代SoC(System-on-Chip)中CPU、GPU、DSP及FPGA加速器之间的互联机制(如AXI总线协议的深度解析)。重点讨论如何利用异构计算架构优化并行算法的执行效率。 第五章:实时操作系统(RTOS)内核机制: 详细剖析主流RTOS(如FreeRTOS, QNX)的任务调度算法(如优先级继承、死锁预防),中断服务程序的优化编写规范,以及内存管理单元(MMU/MPU)在保证系统确定性方面的作用。 第六章:固件安全启动与空中下载(OTA)机制: 深入讲解嵌入式系统固件的安全启动流程(Secure Boot),包括公钥基础设施(PKI)的应用、代码签名验证。同时,系统性阐述实现可靠、安全的固件OTA升级所需的版本控制、差分打包与回滚保护策略。 第三部分:现代传感器融合与数据处理 本部分关注如何从物理世界获取信息并进行有效处理,是实现智能系统的基础。 第七章:MEMS惯性传感器与滤波技术: 详细分析加速度计、陀螺仪和磁力计的工作原理。重点讲解卡尔曼滤波(Kalman Filter)在姿态估计中的数学推导与实际参数调优过程,以及扩展卡尔曼滤波(EKF)在非线性系统中的应用。 第八章:高性能模数转换器(ADC)与信号调理: 探讨高速数据采集中的关键指标(有效位数ENOB、信噪比SNR)。比较Sigma-Delta、流水线和逐次逼近型ADC的优缺点,并详细讲解前端信号调理电路的设计,如抗混叠滤波器和精密基准源的选择。 第九章:边缘计算中的轻量级机器学习推理: 介绍如何在资源受限的嵌入式平台上部署深度学习模型。内容包括模型量化(Quantization)技术、模型剪枝(Pruning)的应用,以及使用TensorFlow Lite for Microcontrollers等工具链进行部署的实战经验。 第四部分:无线通信与网络协议栈 本部分聚焦于系统间的互联互通,特别是工业和物联网场景下的无线技术。 第十章:低功耗广域网(LPWAN)技术深度解析: 专门对比LoRaWAN、NB-IoT和Sigfox在覆盖范围、功耗和数据速率上的差异。本书提供了LoRaWAN网络服务器与终端节点之间MAC层协议交互的详细流程图。 第十一章:工业以太网与时间敏感网络(TSN): 深入讲解TSN技术栈,包括IEEE 802.1Qbv(时间窗口整形)和802.1AS(精确时间同步协议PTP)在确保工业控制确定性通信中的核心作用。 第十二章:射频前端设计与电磁兼容(EMC): 讲解无线通信模块的阻抗匹配网络(Matching Network)设计,以及如何在PCB布局中有效隔离数字噪声和模拟射频信号,确保系统满足FCC/CE等EMC标准。 第五部分:系统级测试、验证与可靠性工程 本部分强调电子系统从原型到量产过程中质量保障的关键环节。 第十三章:硬件在环(HIL)仿真测试平台构建: 详细描述如何使用如dSPACE或Speedgoat等工具,搭建一个高保真度的HIL测试系统,用于验证复杂控制算法的实时性能和系统在极端工况下的响应。 第十四章:自动边界扫描(JTAG/SWD)测试应用: 阐述IEEE 1149.1标准在板级测试中的应用,如何通过自动化测试脚本实现对板上FPGA、CPLD及微控制器的边界扫描测试覆盖率分析。 第十五章:电子产品热管理与可靠性分析: 讲解热阻计算、散热器选型(自然对流与强制风冷),并引入加速寿命测试(HALT)和加速应力测试(HASS)的方法论,以预测和提升产品在实际环境中的使用寿命。 本书的特色在于其高度的实践导向性。每一章节后都附有配套的软件代码示例(基于C/C++和Python)或硬件实验指导,确保读者能够将理论知识直接应用于实际的工程项目中。本书致力于成为电子系统设计人员案头的实用参考手册。

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读后感

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用户评价

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我之所以会选择这本书,是因为我对PLC在现代制造业中的地位非常认可,并且希望能通过学习它,提升自己在自动化领域的专业技能。这本书的“应用技巧”部分,给我留下了非常深刻的印象。它不仅仅是罗列各种应用案例,而是深入剖析了每个案例背后的控制思想和解决方案。例如,在讲解“伺服电机控制”时,书中不仅介绍了伺服电机的基本原理和PLC与其的接口方式,还提供了多种伺服控制策略,如位置控制、速度控制和力矩控制,并结合实际的机械臂运动控制案例,讲解了如何通过PLC精确地控制伺服电机的运行轨迹。此外,书中还探讨了PLC在“故障诊断与安全防护”方面的应用,比如如何利用PLC的报警功能、故障记录功能来及时发现和处理生产过程中的异常情况,以及如何通过PLC实现安全联锁和紧急停止功能,确保生产过程的安全性。这些内容对于保障生产线的稳定运行和人员安全至关重要。书中还介绍了一些PLC的“优化技巧”,比如如何通过改进程序结构、优化指令使用来提高PLC的运行效率和可靠性,这让我受益匪浅。

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我认为这本书的优点在于它能够非常有效地连接“理论”和“实践”。我当时购买这本书,是希望能学习一些关于PLC“高级应用”的技巧,尤其是在处理一些“非线性”或“自适应”控制问题时。书中对“模糊逻辑控制”和“神经网络控制”在PLC中的实现方法进行了介绍,这让我看到了PLC在人工智能时代的更多可能性。它不仅仅局限于传统的逻辑控制,还能通过这些先进的控制算法,实现更智能、更灵活的自动化解决方案。我记得书中有一个关于“机器人轨迹规划”的案例,作者是如何利用PLC结合一些数学算法,实现机器人末端执行器的精确运动控制,这给我留下了非常深刻的印象。此外,书中还涉及了PLC在“能源管理”和“设备状态监测”方面的应用。比如,如何利用PLC采集生产设备的运行数据,分析能耗情况,并提出节能优化建议,或者如何通过PLC对设备的振动、温度等参数进行实时监测,提前预警潜在的故障,从而降低设备的维护成本和停机时间。

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这本书的内容给我最直观的感受就是它的“系统性”和“全面性”。我当时选择这本书,是希望能够系统地学习PLC在不同行业中的应用,并了解一些通用的工程实践方法。书中对PLC在“汽车制造”、“食品饮料”、“水处理”等多个行业的应用案例进行了详细的介绍。每个案例都从实际的生产流程出发,分析了PLC在其中所扮演的角色,以及如何根据具体的行业特点来设计和实现PLC控制系统。例如,在汽车制造行业,书中就介绍了PLC在机器人焊接、自动化装配线、发动机测试等方面的应用;在食品饮料行业,则介绍了PLC在灌装、包装、杀菌等过程的控制;在水处理行业,则介绍了PLC在泵站控制、水质监测、污水处理等方面的应用。这些多行业、多场景的应用案例,极大地开阔了我的视野,让我能够将PLC技术与具体的行业需求相结合,找到更合适的解决方案。此外,书中还强调了PLC系统在“网络化”和“数据化”方面的集成,如何通过PLC实现与其他设备和系统的互联互通,构建一个高效的自动化信息平台。

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这本书,嗯,我当初买来的时候,主要是想找一些关于工业自动化基础知识的入门材料,毕竟现在制造业升级换代,PLC(可编程逻辑控制器)是核心中的核心。我一直觉得,要想真正理解一个系统是如何运作的,就必须从最底层的逻辑和硬件开始。这本书的标题,**《可编程控制器原理及应用技巧》**,听起来就很有分量,既涵盖了理论基础,又提到了实操技巧,这正是我所期望的。我翻了几页,感觉作者在介绍PLC的基本构成、工作原理、指令系统方面,用了大量图示和案例,这对于我这种初学者来说,是非常友好的。它不仅仅是枯燥的理论堆砌,而是通过生动的例子,把复杂的概念变得易于理解。比如,它在讲解指令时,会结合具体的应用场景,比如一个简单的输送带控制,或者一个水泵的启停控制,通过这些实际的例子,我能更直观地感受到PLC是如何一步步实现自动化控制的。而且,书中在介绍编程语言时,并没有局限于单一的语言,而是对几种主流的编程语言都进行了概述,这让我能够对整个PLC编程领域有一个初步的认识,也为我后续深入学习某个特定语言打下了基础。我特别欣赏的是,书中还穿插了一些关于PLC选型、安装调试的实用建议,这部分内容对于即将进入实际工作岗位或者需要处理实际设备的人来说,简直是宝藏。它不像一些纯理论的书籍,读完之后感觉知识很“虚”,这本书给我的感觉是“接地气”,学到的东西可以直接应用到实践中去,这对于我来说,价值是巨大的。

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这本书的内容非常丰富,涵盖了PLC从基础到进阶的方方面面。我当时购买它,是想系统地学习一下PLC的编程逻辑,尤其是那些在实际生产中非常常用的控制策略。书中对“指令系统”的讲解尤为详尽,它不仅仅列出了各种指令,更重要的是解释了每条指令的功能、使用方法以及在不同应用场景下的注意事项。我尤其喜欢它在讲解“跳转指令”和“子程序”时,是如何将这些指令与实际的程序流程控制结合起来,比如如何实现程序的循环、分支判断等。这对于编写结构清晰、易于维护的PLC程序至关重要。书中还穿插了大量的“小贴士”和“注意事项”,这些都是作者在实际工作中积累的宝贵经验,能够帮助读者避免一些常见的编程陷阱。例如,在讲解“位操作指令”时,书中就特别强调了在读写位时要注意数据的同步性,避免出现数据混乱的情况。此外,书中还介绍了PLC与上位机(如SCADA系统)的通信方式,以及如何利用OPC服务器进行数据交换,这让我对PLC在整个工业自动化信息系统中的作用有了更全面的理解。

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这本书带给我最大的惊喜是它对“模拟量处理”和“复杂逻辑组合”的深入讲解。在很多工业场景中,我们需要对温度、压力、流量等模拟量信号进行采集、处理和控制。这本书详细地介绍了ADC(模数转换)和DAC(数模转换)的工作原理,以及在PLC中如何对模拟量进行标定、滤波和运算。我印象特别深刻的是,书中有一个关于“变频器与PLC的通信控制”的章节,它详细讲解了如何通过PLC输出的模拟量信号(如0-10V)或数字信号(如Modbus)来控制变频器的转速和运行模式,并结合实际的恒压供水系统案例,展示了如何利用PLC实现高效节能的供水控制。此外,书中还专门探讨了“ PLC系统的冗余设计”和“热备切换”技术。对于一些关键的自动化系统,需要保证在发生故障时能够不停机,甚至在主PLC故障时,备用PLC能够立即接管,确保生产的连续性。书中就详细介绍了实现这些功能的技术方案和注意事项。这让我对PLC系统的可靠性和可用性有了更高的认识。

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这本书给我最大的感受是,它非常强调“实践出真知”的理念。在讲解PLC指令和编程方法的同时,它始终不忘结合实际的工业应用场景。比如,在介绍步进电机控制时,书中详细讲解了如何通过PLC输出脉冲信号来控制步进电机的步数和方向,并且还给出了一个实际的送料机构的控制案例,这让我学到了如何将抽象的指令转化为具体的机械运动。此外,书中还专门开辟了一个章节,讨论了PLC在过程控制中的应用,特别是PID调节器的原理和在PLC中的实现。对于许多复杂的工业过程,比如温度控制、压力控制等,PID控制是必不可少的。这本书详细地解释了PID控制的三个参数(比例、积分、微分)对系统性能的影响,并提供了在PLC中如何配置和调试PID参数的技巧,这对于我处理一些需要精确控制的场合非常有帮助。书中还涉及了一些PLC的软硬件升级和维护的知识,这对于实际操作人员来说,也是非常重要的。它不仅仅是教你如何使用PLC,更是教你如何更好地维护和管理PLC系统,使其长期稳定运行。

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我当时选择这本书,很大程度上是因为我对工业现场的控制逻辑充满了好奇。我常常在想,那些大型的生产线,几十台甚至上百台机器是如何协同工作的?它们之间是如何沟通的?PLC正是实现这一切的关键。这本书在描述PLC的“原理”部分,深入浅出地讲解了PLC的扫描周期、输入输出处理、定时器、计数器等核心概念。我尤其喜欢它对扫描周期的解释,它用一个形象的比喻,把PLC比作一个不知疲倦的工人,不断地重复着“读取输入->执行程序->更新输出”这个过程。这个比喻让我瞬间理解了PLC为何能够实时响应外部信号。在“应用技巧”方面,书中并没有止步于理论,而是提供了大量实际的工程案例,从简单的开关量控制,到复杂的模拟量处理,再到PID闭环控制,几乎涵盖了工业自动化中常见的控制需求。我记得其中有一个关于多层楼宇电梯控制的例子,作者是如何将多个PLC协同工作,实现精准的楼层调度和安全运行的,这让我对PLC在复杂系统中的应用有了更深刻的认识。书中对于故障诊断和排除的技巧也给了我不少启发,很多时候,我们不仅要会编程,更要懂得如何快速定位和解决现场出现的各种问题,这本书在这方面提供的指导非常实用。它不仅仅是关于PLC本身,更是关于如何利用PLC解决实际的自动化难题,让我觉得非常受用。

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在我看来,这本书的价值在于它不仅提供了扎实的PLC理论知识,更重要的是它将这些理论与丰富的实践经验巧妙地结合起来。我当初购入这本书,是为了解决一个在实际工作中遇到的关于“顺序控制”的问题,希望找到更有效的编程方法。书中对“顺序功能图(SFC)”的讲解,就为我提供了全新的思路。它通过图形化的方式,将复杂的控制流程分解成一系列的有序步骤,大大简化了程序设计过程,并且使得程序的逻辑更加直观易懂。我记得书中有一个关于“多台设备协同运行”的案例,作者是如何利用SFC来实现设备之间的联动和协调,避免了冲突和等待,这对于我理解和设计复杂的生产流程非常有启发。此外,书中还详细介绍了PLC在“配方管理”和“批次生产”方面的应用。在食品、化工等行业,需要根据不同的产品调整生产参数,实现灵活的配方切换。书中就提供了如何利用PLC实现配方存储、调用和在线修改的方法,并且还介绍了如何结合MES(制造执行系统)实现批次生产的可追溯性。这些内容让我看到了PLC在智能化生产中的巨大潜力。

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说实话,我购买这本书的时候,对PLC的了解几乎是零。我只是知道它在工厂里很重要,能让机器自动运转。拿到书后,我被它详实的内容所吸引。书中对PLC硬件结构的讲解非常细致,从CPU模块、存储器模块、输入模块、输出模块到通信模块,都进行了详细的介绍,并且还配有清晰的硬件连接图,这让我对PLC的实体有了初步的认识。更重要的是,它在讲解PLC编程时,并没有直接抛出大量的指令和语法,而是从最基本的逻辑门电路开始,逐步引导读者理解PLC指令的本质,比如常开触点、常闭触点、线圈等等,这些都是最基础的编程元素。然后,它又将这些基本元素组合起来,构建出各种复杂的控制逻辑。我印象最深刻的是,书中有一个关于“延时”和“脉冲”应用的章节,它通过几个实际的例子,比如控制一个风扇的启动和停止,或者一个指示灯的闪烁,让我明白了如何利用PLC的定时器和计数器来实现这些功能。而且,书中还介绍了一些常用的通信协议,比如RS-232、RS-485等,以及如何利用PLC进行远程监控和数据采集,这让我看到了PLC在物联网和工业4.0时代的应用前景。总之,这本书为我打开了PLC世界的大门,让我从一个门外汉变成了一个对PLC有基本认识的“圈内人”。

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