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☆☆☆☆☆

出版者:机械工业

作者:廖常初编

出品人:

页数:202

译者:

出版时间:2006-2

价格:25.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111122951

丛书系列:

图书标签:

plc
PLC
可编程逻辑控制器
工业自动化
基础知识
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技术入门
工业控制

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具体描述

《PLC基础及应用(第2版)》是《PLC基础及应用》的第2版，以国内广泛使用的三菱电机公司的FX系列为例，介绍了PLC(可编程序控制器)的工作原理、硬件结构、编程元件与指令系统，还介绍了梯形图的经验设计法、时序控制系统梯形图的设计方法、根据继电器电路图设计梯形图的方法、根据顺序功能图设计顺序控制梯形图的3种方法，这些设计方法很容易被初学者掌握，用它们可以得心应手地设计出任意复杂的开关量控制系统的梯形图。

《PLC基础及应用(第2版)》还介绍了PLC控制系统的设计和调试方法，提高系统可靠性和降低硬件费用的方法，PLC的联网通信，触摸屏和组态软件的应用，以及用PLC控制变频器的方法。

《PLC基础及应用(第2版)》结合高职高专的教学特点，加强了实训部分的内容，包括编程器与编程软件的使用指南和有大量实验的实验指导书。各章配有适量的习题，并附有部分习题的参考答案。

《PLC基础及应用(第2版)》可作为大专院校电气工程及自动化、工业自动化、应用电子、计算机应用、机电一体化及其他有关专业的教材，也可以供工程技术人员自学或作为培训教材使用。

《现代控制理论与工程实践》内容简介本书聚焦于现代控制理论的前沿进展及其在复杂工程系统中的实际应用。全书结构严谨，内容深入浅出，旨在为读者构建一个全面、系统的现代控制知识体系，并提供大量解决实际工程问题的工具和方法。第一部分：现代控制理论基础本部分深入剖析了控制理论的核心数学工具和基本框架，为后续的系统分析与设计打下坚实的基础。第一章状态空间法与系统描述详细介绍了连续时间和离散时间系统的状态空间表示方法，这是现代控制理论的基石。内容涵盖了线性定常（LTI）和线性时变（LTV）系统的数学建模，矩阵指数的计算，以及系统的可控性与可观测性分析。特别强调了模态分析在理解系统动态行为中的关键作用。此外，还引入了描述非线性系统状态方程的必要工具，如李雅普诺夫变换和雅可比线性化方法。第二章线性系统的时域分析与性能指标重点讨论了基于状态反馈的系统性能评价。详细阐述了瞬态响应指标（如超调量、调节时间、峰值时间）的精确计算方法，并引入了更具工程意义的指标，如能量消耗与误差平方积分（ISE）准则。对系统的稳定性分析，不仅限于李雅普诺夫稳定性定义，还深入探讨了代数判据（如Routh-Hurwitz判据的推广应用）和特征值在复平面上的分布对稳定性的影响。第三章线性系统的频域分析与鲁棒性初步本章将经典控制的频域思想与现代控制相结合。介绍了频率响应函数在状态空间模型中的推导，并着重讲解了奈奎斯特图和波德图在多输入多输出（MIMO）系统初步分析中的应用。首次引入了小增益定理和圆周判据等初步的鲁棒性分析工具，用以评估系统对模型不确定性的敏感性。第四章最优控制理论导论最优控制是现代控制的核心组成部分。本章从变分法出发，推导了欧拉-拉格朗日方程在控制问题中的应用。核心内容集中在LQR（线性二次型调节器）的设计，详细阐述了代数Riccati方程（ARE）的求解方法（如迭代法和Schur分解法），并讨论了有限时间LQR与无限时间LQR的区别与联系。此外，还简要介绍了Pontryagin极大值原理在处理无终端约束和控制约束问题时的理论基础。第二部分：先进控制设计方法本部分将理论知识转化为具体的系统设计与实现方案，涵盖了从经典反馈到前沿自适应控制的多种技术。第五章极点配置与状态反馈设计深入讲解了如何通过状态反馈实现系统的期望动态行为。内容包括Ackermann公式的推导与实际应用，以及使用反馈增益矩阵$mathbf{K}$实现期望的闭环特征值配置。对于不可控系统，详细介绍了输出反馈极点配置的限制和求解方法（如使用Lyapunov方程）。重点强调了状态观测器的设计，包括全阶观测器和简化观测器（Luenberger观测器）的构建，以及分离原理在控制器和观测器独立设计中的应用。第六章动态输出反馈与复合控制将状态反馈与状态观测器结合，形成了完整的动态输出反馈控制器（即基于观测器的状态反馈）。本章进一步探讨了当系统状态无法完全测得或系统模型不完整时的设计策略。引入了H-infinity (H$infty$) 控制的基本思想，即通过设计一个控制器，使系统对外部扰动（如噪声和模型误差）的敏感度最小化，并介绍了$gamma$迭代逼近求解的流程。第七章鲁棒控制：H-infinity与$mu$综合本章是高级控制设计的高潮部分。首先，详细阐述了标准H$infty$控制的求解流程，包括求解两个Riccati方程及其对控制器设计的指导意义。随后，引入了结构化奇异值（$mu$值）的概念，用于精确评估具有不确定性块结构的系统的鲁棒裕度。最后，介绍了$mu$综合设计的迭代优化过程，展示了如何针对具有明确不确定性模型的系统进行高度鲁棒的控制器设计。第八章自适应控制系统本章关注于系统参数随时间变化的场合。详细介绍了基于模型的自适应控制（MRAC）的基本结构，包括参考模型、前馈控制器和自适应律（如梯度下降法和投影算法）。随后，深入讲解了自整定控制（Self-Tuning Regulators, STR），特别是基于最小二乘估计（Least Squares Estimation）和极点配置策略的自整定方法，并讨论了确保闭环系统稳定性的关键——参数估计的收敛性和一致性。第三部分：工程应用与前沿展望本部分将理论工具应用于实际的工程领域，并展望了控制科学的未来发展方向。第九章非线性系统的控制方法针对线性化方法失效的复杂系统，本章介绍了几种有效的非线性控制技术。重点讲解了反步法（Backstepping）的递归设计思想，用于解决具有纯反馈结构的时不变非线性系统。此外，还讨论了滑模控制（Sliding Mode Control, SMC）的原理，包括到达性和保持性，以及如何处理滑模控制带来的颤振现象（如利用高阶滑模或引入边界层）。第十章复杂系统与分布式控制本章着眼于现代工程面临的大规模、多主体系统。探讨了网络化控制系统（NCS）的设计挑战，包括采样、量化和通信延迟对稳定性的影响。详细分析了多智能体系统（MAS）的协同控制问题，如一致性（Consensus）算法的设计与收敛性证明，及其在编队飞行和分布式优化中的应用。第十一章工业实践中的高级控制案例分析通过具体的工程案例，展示如何将前述理论应用于实际。案例包括：高速列车的悬挂系统鲁棒控制、化工过程的先进PID优化（如Smith预估器）、以及机器人操作臂的轨迹跟踪与力矩控制。强调了从物理建模到控制器实现的完整流程，包括对执行器饱和、传感器噪声的实际处理技巧。第十二章智能控制与数据驱动方法展望控制领域的未来，本章聚焦于与人工智能的交叉领域。介绍了模糊逻辑控制（FLC）在处理经验性知识和不确定性问题上的优势，以及神经网络控制在系统辨识和模型预测中的应用。最后，对强化学习（RL）在复杂控制策略学习中的潜力进行了理论阐述，强调其在无需精确模型下实现最优策略的能力。适用对象：本书适合于自动化、电气工程、机械工程、航空航天工程等专业的高年级本科生、研究生，以及从事工业自动化、过程控制、机器人与嵌入式系统开发的工程师和研究人员。读者需具备线性代数、微积分和经典控制理论（如传递函数、根轨迹、Bode图）的基础知识。

作者简介

目录信息

出版说明前言第1章概述 1.1 可编程序控制器概述 1.1.1 PLC的基本结构 1.1.2 PLC的特点 1.1.3 PLC的应用领域 1.1.4 PLC的主要生产厂家 1.2 PLC的工作原理 1.2.1 继电器 1.2.2 逻辑运算 1.2.3 PLC的工作原理 1.3 习题第2章 PLC的硬件 2.1 PLC的硬件结构 2.1.1 PLC的物理结构 2.1.2 CPU模块与存储器 2.1.3 输入模块 2.1.4 输出模块 2.2 FX系列PLC性能简介 2.2.1 FX系列PLC的特点 2.2.2 FX系列型号命名方法与输入输出技术指标 2.2.3 FX1s与FX2N系列PLC 2.2.4 FX2N系列PLC 2.2.5 FX2Nc与FX1Nc系列PLC 2.2.6 FX3U与FX3UC系列PLC 2.3 特殊功能模块 2.4 编程设备与人机界面 2.4.1 专用编程器 2.4.2 编程软件 2.4.3 显示模块与人机界面 2.5 习题第3章 PLC程序设计基础 3.1 PLC的编程语言 3.1.1 PLC编程语言的国际标准 3.1.2 梯形图的主要特点 3.2 FX系列PLC梯形图中的编程元件 3.2.1 基本数据结构 3.2.2 FX系列PLC的性能指标 3.2.3 输入继电器与输出继电器 3.2.4 辅助继电器与状态 3.2.5 定时器 3.2.6 内部计数器 3.2.7 高速计数器 3.2.8 数据寄存器 3.2.9 指针与常数 3.3 FX系列PLC的基本逻辑指令 3.3.1 LD、LDI、OUT指令 3.3.2 串联指令与并联指令 3.3.3 堆栈指令与多重分支输出电路 3.3.4 边沿检测指令 3.3.5 置位指令与复位指令 3.3.6 其他指令 3.3.7编程注意事项 3.4 习题第4章开关量控制系统梯形图设计方法 4.1 梯形图的经验设计法 4.1.1 起动-保持-停止电路 4.1.2 三相异步电动机正反转控制电路 4.1.3 钻床刀架运动控制系统的设计 4.1.4 常闭触点输入信号的处理 4.2 时序控制系统梯形图设计方法 4.2.1 常用的定时器应用电路 4.2.2 使用定时器和区间比较指令设计时序控制电路 4.2.3 使用多个定时器接力定时的时序控制电路 4.3 根据继电器电路图设计梯形图的方法 4.3.1 基本方法 4.3.2 应注意的问题 4.4 顺序控制设计法与顺序功能图 4.4.1 顺序控制设计法 4.4.2 步与动作 4.4.3 有向连线与转换条件 4.4.4 顺序功能图的基本结构 4.4.5 顺序功能图中转换实现的基本规则 4.4.6 顺序控制设计法的本质 4.5 习题第5章顺序控制梯形图的编程方法 5.1 使用STL指令的编程方法 5.1.1 STL指令 5.1.2 单序列的编程方法 5.1.3 选择序列的编程方法 5.1.4 并行序列的编程方法 5.2 使用起保停电路的编程方法 5.2.1 单序列的编程方法 5.2.2 选择序列与并行序列的编程方法 5.2.3 仅有两步的闭环的处理 5.3 以转换为中心的编程方法 5.3.1 单序列的编程方法 5.3.2 选择序列与并行序列的编程方法 5.4 具有多种工作方式的系统的编程方法 5.4.1 工作方式 5.4.2 使用起保停电路的编程方法 5.4.3 以转换为中心的编程方法 5.4.4 使用步进梯形指令的编程方法 5.5 习题第6章 PLC的应用指令 6.1 FX系列PLC应用指令概述 6.1.1 应用指令的表示方法 6.1.2 数据格式 6.1.3 怎样学习应用指令 6.2 程序流控制指令 6.2.1 条件跳转指令 6.2.2 子程序调用与子程序返回指令 6.2.3 中断指令与中断程序 6.2.4 其他指令 6.3 比较与传送指令 6.3.1 整数比较指令 6.3.2 浮点数比较指令与时钟数据比较指令 6.3.3 传送指令 6.4 数学运算指令 6.4.1 整数运算指令 6.4.2 浮点数运算指令 6.4.3 字逻辑运算指令 6.5 循环移位指令与移位指令 6.5.1 循环移位指令 6.5.2 移位指令 6.6 数据处理指令 6.6.1 数据转换指令 6.6.2 报警器置位/复位指令 6.6.3 其他数据处理指令 6.7 高速处理指令 6.7.1 与输入输出有关的指令 6.7.2 高速计数器指令 6.7.3 速度检测与脉冲输出指令 6.8 方便指令与外部设备指令 6.8.1 方便指令 6.8.2 外部I/O设备指令 6.8.3 FX系列外部设备指令 6.9 其他指令 6.9.1 时钟运算指令 6.9.2 其他指令 6.10习题第7章 PLC在模拟量检测与PID闭环控制中的应用“ 7.1 模拟量I/O模块的使用方法 7.1.1 模拟量I/O模块的功能 7.1.2 Fx系列的模拟量I/O模块 7.1.3 模拟量输入模块的应用 7.1.4 模拟量输入值的转换 7.1.5 模拟量输出模块的应用 7.2 PLC在模拟量闭环控制中的应用 7.2.1 PID调节器的数字化 7.2.2 PID指令 7.2.3 PID参数的整定方法 7.3 习题第8章 PLC应用中的一些问题 8.1 PLC应用系统的设计调试方法 8.1.1 系统规划 8.1.2 系统设计 8.1.3 PLC及其组件的选型 8.1.4 硬件软件设计与调试 8.2 PLC应用系统的可靠性措施 8.2.1 硬件抗干扰措施 8.2.2 故障的检测与诊断 8.3 PLC的通信与计算机通信网络 8.3.1 计算机通信的基本知识 8.3.2 串行通信接口 8.3.3 计算机通信的国际标准 8.3.4 数据链接与无协议通信 8.3.5 开放式通信网络 8.3.6 串行通信接口模块 8.4 节省PLC输入输出点数的方法 8.4.1 减少所需输入点数的方法 8.4.2 减少所需输出点数的方法 8.5 PLC的人机界面与组态软件简介 8.5.1 人机界面 8.5.2 触摸屏 8.5.3 触摸屏的画面设计简介 8.5.4 触摸屏的运行与仿真 8.5.5 组态软件简介 8.6 PLC在变频器控制中的应用 8.6.1 电动机转速与旋转方向的控制 8.6.2 变频电源与工频电源的切换 8.6.3 电动机的多段转速控制 8.7 习题第9章 PLC编程软件的使用方法 9.1 FX系列编程软件概述 9.1.1 软件的主要功能与编程电缆 9.1.2 程序的生成与编辑 9.1.3 注释的生成与编辑 9.1.4 编辑程序的其他操作 9.2 PLC的在线操作 9.3 程序监控与参数设置 9.3.1 监控与测试功能 9.3.2 编程软件与PLC的参数设置附录附录A 实验指导书附录B 部分习题参考答案附录C FX系列应用指令简表参考文献
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读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，我认为在于它对“系统集成”这个概念的细致描摹。很多人学PLC，只学了怎么写程序，却没法理解程序如何融入一个庞大的机器或生产线中去。这本书则巧妙地填补了这一空白。它不仅讲了编程，还花了显著篇幅探讨了I/O点的规划、电气柜的布局注意事项，甚至是调试过程中的常见陷阱。特别是关于噪声抑制和接地设计的那一章，虽然看似偏离了核心的编程主题，但却是决定现场系统稳定性的关键要素。我发现，作者在描述这些“周边”知识时，语气非常审慎，总是在提醒读者，硬件和环境因素对软件逻辑的实现有着决定性的影响。这使得整本书的视野从单一的CPU扩展到了整个控制系统层面。对比我之前看过的几本专注于特定厂家编程软件的书籍，这本《PLC基础及应用》的通用性和前瞻性明显更高。它教你如何思考一个控制任务的完整生命周期，而不是仅仅教你如何输入一段代码。这种全景式的视角，对于培养未来的系统工程师至关重要。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，我必须指出这本书在内容组织上展现出一种独特的、略显“老派”的严谨性。它的排版中规中矩，字体选择和行间距都偏向于传统教科书的风格，阅读起来需要集中精力，不适合碎片化时间快速浏览。每章末尾的“思考题”是亮点，它们通常不是那种可以直接套用公式的计算题，而是需要结合实际场景进行逻辑推理的开放性问题，这迫使读者必须停下来，真正去消化刚刚学到的概念。在我看来，这种设计有效地避免了“读完即忘”的现象。当然，如果追求视觉上的刺激和现代感，这本书可能会让你略感失望，它不依靠炫酷的配色或大量的彩图来吸引眼球，而是依靠内容本身的厚度和深度来留住读者。它更像一本需要你静下心来，带着笔记本去啃的工具书。特别是对于那些习惯了网络视频教学的学习者来说，从纯文本的深度学习中获取知识，需要一个适应的过程，但一旦适应，你会发现这种知识的吸收是更加牢固和持久的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“应用”部分，着实让我眼前一亮，因为它聚焦于那些在实际生产线上最常遇到的、却又常常在入门教材中被一带而过的难题。比如，如何处理瞬时干扰信号对计数器的影响，如何设计一个既安全又高效的急停电路逻辑，以及在没有专门HMI的情况下如何利用PLC的简单调试界面进行初步诊断。这些内容的处理非常贴近实际操作者的痛点。它没有回避工业现场的复杂性和不确定性，反而将其纳入教学框架之中。我特别喜欢作者在讨论故障排除时所采用的“排除法”思路，那简直就是一本实用的故障排查手册的浓缩版。它引导我们从最简单的部分开始检查，逐步深入到程序逻辑层面，这种系统化的排查思路比盲目地修改代码要高效得多。虽然这本书的某些章节在最前沿的运动控制或大数据集成方面内容不多，但它成功地为我们打下了一个极其坚实的基础，让我们有能力去理解和学习那些更复杂的、特定领域的技术。可以说，它教会了我如何“像一个工程师那样去思考控制问题”，而不是仅仅学习一门编程语言的语法。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我期待的是一本更偏重实战、代码和案例的书，但拿到这本《PLC基础及应用》后，我发现它的侧重点似乎更偏向于“工程思维的培养”而非“快速出成果的速成秘籍”。内容结构上，它对指令集的介绍相对保守，更多的是围绕着梯形图的逻辑构建展开。比如，在讲述数据处理时，它花了大量篇幅来探讨位逻辑和字逻辑在实际控制回路中的应用场景，而不是简单地罗列MOV、ADD这些指令的语法。我个人认为，这对于那些追求深度理解而非表面操作的人来说是好事，因为工业现场的问题往往不是一个简单的指令就能解决的，它需要对整个工艺流程有深刻的理解。然而，对于我这种更倾向于直接看代码、模仿搭建项目的学习者来说，初期阅读体验略显缓慢。书中的插图和图示质量很高，尤其是一些电气原理图的绘制，非常规范，这对于未来查阅标准资料也很有帮助。不过，如果能增加更多关于现代网络化控制（如工业以太网通信）的章节，或许能让这本书的“应用”部分更具时代气息。总体感觉，它更像是一本扎实的教材，而非一本时髦的参考手册。

评分☆☆☆☆☆

这本《PLC基础及应用》真是让我这个“门外汉”茅塞顿开，虽然我之前对工业自动化这块知之甚少，但这本书的叙述方式非常亲民。它不像那些晦涩难懂的技术手册，而是像一位耐心的老师在手把手地教你。一开始我就被它详尽的原理剖析所吸引，它没有直接跳到编程层面，而是花了好大篇幅去解释PLC是如何“思考”的，从继电器逻辑到现代微处理器，每一步的演变都讲得清晰明了。特别是关于输入输出模块的介绍，作者似乎把现实世界中的各种传感器和执行器都拉到了我们面前，让我们能直观地感受到信号是如何转换和传递的。书中对于不同品牌PLC的特性对比也很有洞察力，虽然没有深入到某个品牌的极端定制功能，但对于初学者来说，这种宏观的视角帮助我建立了一个扎实的知识框架，让我明白不同设备之间的共通性与差异性。我尤其欣赏它在基础概念上的严谨，比如对扫描周期、中断处理这些核心概念的阐述，反复推敲，确保读者不会在关键的理论点上产生误解。读完前几章，我感觉自己不再是对着一堆冰冷的电子元件发愁，而是开始理解一个自动化系统的“生命脉络”。这种由浅入深的引导，对于需要快速上手却又不想基础不牢的工程新人来说，无疑是极佳的敲门砖，它成功地将复杂的自动化技术“去神秘化”了。

评分☆☆☆☆☆