可编程控制器应用技术/教育部高职高专规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业

作者:张万忠 编

出品人:

页数:235

译者:

出版时间:2002-1

价格:24

装帧:

isbn号码:9787502533304

丛书系列:

图书标签:

• PLC
• 可编程控制器
• 工业自动化
• 高职高专
• 教材
• 电气工程
• 技术应用
• 自动化控制
• 单片机
• 嵌入式系统

现代工业控制系统原理与实践 内容提要 本书旨在系统阐述现代工业控制系统的基本原理、核心技术以及在实际工程中的应用。作为一本面向工程技术人员和高职高专学生的教材，本书力求理论与实践紧密结合，内容涵盖了从基础的电气控制到复杂的分布式控制系统（DCS）和人机界面（HMI）技术的全面知识体系。全书结构严谨，图文并茂，深入浅出地介绍了信号采集、执行机构、传感器技术、继电器逻辑、现代控制理论基础，以及工业网络通信协议等关键领域。 第一章 工业控制系统的基础概念与发展历程 本章首先界定了工业控制系统的内涵与外延，阐述了其在现代制造业、能源、交通等关键行业中的核心地位。通过追溯工业控制技术的发展脉络，从早期的继电器控制系统到机电一体化，再到当前基于信息物理系统（CPS）的智能制造范畴，使读者对控制技术的发展趋势有一个宏观的认识。详细解析了工业控制系统的基本组成要素，包括现场设备层、控制层和管理信息层，并探讨了不同控制系统架构的优缺点及适用场景。重点突出了数字化、网络化和智能化是当代工业控制系统演进的主要驱动力。 第二章 传感器与执行机构：工业控制的“五官”与“四肢” 控制系统的准确性与可靠性，直接取决于对现场物理量的精确测量和有效的输出执行。本章深入讲解了各类工业传感器的工作原理、选型原则与安装注意事项。内容覆盖了温度、压力、流量、液位、位置、速度等关键参数的测量技术，包括电阻式、电容式、光电式、超声波式等主流传感器的工作原理。同时，详细分析了执行机构的驱动与控制技术，重点介绍了伺服电机、步进电机、变频调速驱动器以及各类调节阀（如气动、电动调节阀）的控制特性和选型标准。本章强调了信号的调理、线性化处理以及抗干扰措施的重要性，为后续的信号处理奠定了基础。 第三章 传统继电器控制与逻辑电路基础 尽管现代控制系统已大量采用微处理器，但理解和掌握传统的继电器控制逻辑仍是工业电气控制的基石。本章系统回顾了电磁式继电器、时间继电器、计数继电器的工作特性和电路符号。通过大量的实际电路案例，详细讲解了接触器控制回路、星三角降压启动、正反转控制、自锁与互锁逻辑的实现方法。此外，本章还引入了布尔代数和逻辑运算在电路设计中的应用，为过渡到数字逻辑控制做好理论准备。 第四章 现代控制理论导论 为了实现更精确、更动态的控制，本章引入了现代控制理论的基础知识。讲解了系统的时域分析方法，包括阶跃响应、瞬态响应和稳态误差的分析。重点阐述了系统的开环与闭环控制结构，以及反馈机制在提高系统稳定性和减小误差中的作用。引入了传递函数和频率响应的概念，对控制系统的动态特性进行了数学描述。最后，对PID（比例-积分-微分）控制算法进行了详尽的数学推导和工程应用分析，阐明了P、I、D三项参数在实际调节中的作用和整定方法。 第五章 人机界面（HMI）与数据可视化技术 人机界面是操作人员与控制系统交互的关键桥梁。本章着重介绍了现代HMI系统的结构、功能和设计原则。内容包括触摸屏技术、显示器的选择与安装、图形化界面的设计规范（如色彩、布局、报警显示标准）。详细讲解了如何利用HMI软件进行变量的实时监控、历史趋势记录、报警管理以及配方设置等功能模块的开发与实现。强调了界面设计应遵循以操作员为中心的原则，确保信息传递的直观性和操作的便捷性。 第六章 工业网络通信与现场总线技术 现代控制系统依赖于高效、可靠的通信网络来实现数据的高速交换。本章系统梳理了主流的工业通信技术。首先介绍了物理层标准，如RS-485、以太网的电气特性。随后，深入探讨了现场总线技术，包括CAN、PROFIBUS、DeviceNet等，并对比分析了各自的应用特点。重点讲解了工业以太网技术（如EtherNet/IP、Profinet）的协议栈结构和实时性保证机制。本章内容有助于读者理解如何构建一个从现场设备到上位机的完整、多层次的工业通信网络。 第七章 工业数据采集与远程监控系统（SCADA概述） 本章聚焦于数据采集与监控系统（SCADA）的架构与功能。详细介绍了SCADA系统的主站（服务器）和从站（RTU/PLC）的配置。讲解了数据采集的周期、存储结构以及历史数据库的管理。探讨了SCADA系统在电力调度、水资源管理、环境监测等大规模分布式系统中的应用模式。同时，引入了物联网（IoT）技术在工业数据远程采集与边缘计算中的新兴作用，展望了云平台在工业大数据分析中的潜力。 第八章 系统集成与工程实施规范 控制工程的成功不仅仅是技术选型，更在于规范化的工程实施。本章侧重于系统集成的项目管理流程，从需求分析、方案设计、设备选型、安装调试到最终的投运与维护。详细介绍了电气柜的布局设计规范、电缆敷设与屏蔽要求，以及系统联调测试的标准流程。强调了安全操作规程和系统备份恢复策略的重要性，确保工业控制系统长期、稳定、安全地运行。 附录：常用工业标准与规范速查表 本附录提供了读者在实际工程中经常参考的国内外相关标准缩写及其主要内容，包括电气安全标准、通信协议标准及电磁兼容性（EMC）要求等，为工程设计提供便利。 本书特色： 1. 深度与广度并重： 覆盖了从底层传感器到顶层监控系统的完整知识链。 2. 注重工程应用： 理论阐述紧跟实际工程需求，配有大量计算实例与故障分析。 3. 前瞻性视野： 适度引入了工业4.0和智能制造对控制系统提出的新要求。

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这本书的封面设计，坦白说，第一眼给我的感觉就是那种非常典型的“教材范儿”。深蓝色的主色调配上工整的白色和橘色字体，一眼就知道它走的是严谨、务实的路线。我当时买它主要是为了给一个正在进行工业自动化升级的小型工厂做技术参考，毕竟书名里的“可编程控制器应用技术”听起来就非常对口。然而，真正翻开目录才发现，这本书的深度和广度远超我预期的基础入门级别。它似乎努力想在一本教材里涵盖从最基础的继电器逻辑到复杂运动控制的方方面面，这优点是全面，但缺点也显而易见——很多关键的、实战中极其重要的细微操作和故障排查技巧，被过于简略地一笔带过，变成了一堆公式和概念的堆砌。比如讲到模拟量输入输出的处理时，那种实际现场受电磁干扰、信号漂移的棘手问题，书中只是用了一小节的理论说明带了过去，完全没有提供几张实物接线图和对应的软件诊断步骤，这对于我这种需要立刻上手解决实际问题的技术人员来说，略显“纸上谈兵”。如果一个初学者完全依赖这本书，我担心他会很快在面对真实设备时感到手足无措，因为理论和实践之间似乎隔着一个需要更多实践案例才能跨越的鸿沟。

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如果从教材的配套习题和自我检验的角度来看，这本书的自我评估环节设置得有些模式化。大量的选择题和填空题，大多集中在对概念的记忆和简单指令的复述上。例如，它会问你“某指令的功能是什么”或者“某个寄存器的地址范围是？”这类知识点记忆题。这在基础知识巩固上是有效的，但对于培养解决实际工程问题的能力，作用微乎其微。我真正需要的，是那种需要整合多个知识点才能解决的综合性项目案例。书中虽然最后几章提到了几个小型自动化流水线的描述，但提供的“思考题”往往是开放式的理论讨论，而不是具体的“请你设计一个包含温度反馈和报警逻辑的控制程序，并写出关键部分的ST代码”之类的实操挑战。这使得读者在合上书本时，缺乏一种“我刚刚完成了一个小型工程实践”的成就感。总而言之，它是一本很好的“知识点词典”，但作为一本指导你成为“实战工程师”的工具书，它的实践导向性显得有些力不从心，更像是一个知识的仓库，而非一把解决问题的瑞士军刀。

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这本书的编写者显然是学术背景深厚，他们在介绍控制理论基础，比如PID参数整定的数学模型时，展现了极其严谨的推导过程。对于那些需要通过考试或撰写论文的读者来说，这部分内容无疑是极佳的学习资料，每一个公式的推导都清晰可见，保证了理论上的无懈可击。但是，这种过于偏重理论推导的做法，在“应用技术”这个定位上造成了微妙的偏差。例如，在讲解“采样时间对控制效果的影响”时，书中给出的是基于拉普拉斯变换的经典分析，这固然正确，却忽略了现代PLC中，由于任务调度和扫描周期带来的实际误差和抖动问题。我希望看到的更多是“如果你的采样时间设置过短，可能导致CPU负载过高，从而引发通信延迟，最终表现为输出信号的非线性波动”这类，植根于实际硬件限制的分析。因此，对于那些已经具备扎实数学基础、想把理论快速转化为生产线优化方案的工程师而言，这本书可能显得有些脱节，它教会你如何计算完美的曲线，却没告诉你现实中的“油门”和“刹车”的反馈总是有延迟的。

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从排版和图文结合的角度来看，这本书的视觉效果无疑是“传统”的代名词。大量黑白线条图和流程图占据了版面，虽然保证了清晰度，但在提升阅读兴趣方面做得非常平庸。在讲解结构化文本（ST）编程时，代码块的格式设置显得不够专业，变量定义、流程控制的缩进处理时有时无，这使得原本就晦涩难懂的ST语言，在视觉上更增加了一层阅读的负担。我曾尝试让团队里的一些年轻工程师对照这本书来学习ST，结果他们反馈说，光是看着那些没有良好格式的代码，就已经提不起精神去深究其背后的逻辑了。更令人遗憾的是，书中似乎完全没有考虑数字化的阅读体验，没有提供任何配套的在线资源链接或二维码来访问示例代码或仿真软件的下载地址。在如今这个时代，一本强调“应用技术”的教材，如果不能紧跟技术发展的步伐，提供一个与时俱进的资源入口，其适用性自然会大打折扣。它更像是一份多年前定稿的、没有经过充分数字化优化的讲义汇编。

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这本书的理论阐述部分，特别是关于梯形图逻辑设计和布尔代数转换的部分，写得相当扎实，可以说是教科书级别的规范。作者对于不同品牌PLC的指令集差异也做了一定的梳理，虽然没有深入到某个特定品牌的独门秘籍，但对于理解PLC编程思想的通用性非常有帮助。我特别欣赏它在介绍定时器和计数器时，不仅给出了标准的“TON/TOF”指令的用法，还引入了“保持型”和“非保持型”的概念，这在编写复杂的工艺流程时至关重要。然而，它的叙事节奏控制得不太好，前半部分对基础逻辑的铺陈过于冗长，导致我在寻找中高级主题时，需要花费大量时间在翻页和筛选上。举个例子，当我试图查找关于工业以太网通信协议（如Profinet或EtherNet/IP）的配置步骤时，相关章节显得非常薄弱，仅仅停留在概念介绍，实际的报文结构和数据映射的示例少得可怜。这就好比你买了一本烹饪书，它把食材的起源写了二十页，却只用一页来教你如何煎牛排，而且最后煎出来的成品图片还是模糊的。对于期望快速掌握现代工业网络通信技术的读者来说，这本书的价值体现得不够明显。

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