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出版者:机械工业出版社

作者:吕炳文

出品人:

页数:199

译者:

出版时间:2012-8

价格:26.00元

装帧:平装

isbn号码:9787111388227

丛书系列:全国技工院校“十二五”系列规划教材

图书标签:

• 西门子
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• 十二五
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《现代自动化系统设计与实践》 图书简介 本书旨在全面、深入地探讨现代工业自动化系统的设计、集成、调试与维护。在信息技术与工业深度融合的时代背景下，自动化系统已成为提升生产效率、保障产品质量和实现智能制造的核心驱动力。本书从系统化思维出发，构建了一个完整、严谨的自动化知识体系，内容覆盖了从底层传感器、执行器选型，到中层控制器的逻辑实现，再到上层数据采集与监控（SCADA/MES）的集成应用。 第一部分：自动化系统基础理论与元件 本部分是理解复杂自动化系统的基石。我们首先阐述了自动控制理论的经典概念，包括反馈控制、前馈控制、比例-积分-微分（PID）调节器的原理、参数整定方法（如Ziegler-Nichols法、模糊自整定法）及其在实际过程控制中的应用案例。重点剖析了不同控制策略（如级联控制、前馈补偿、解耦控制）的适用场景与局限性。 在元件层面，本书对工业现场常用的智能传感设备进行了详尽的介绍。这包括但不限于：高精度压力、温度、流量、液位传感器的物理原理、电气特性和抗干扰设计。特别关注了基于总线技术的智能传感器，如利用IO-Link协议的设备，及其如何实现数据采集与状态诊断。执行器部分，深入解析了各类伺服驱动系统、变频器（VFD）的工作原理、选型原则（如扭矩与速度匹配、制动单元配置）以及相关的电磁兼容性（EMC）设计要求。对于复杂机构的运动控制，本书详细介绍了步进电机与永磁同步电机（PMSM）驱动系统的控制算法和拓扑结构。 第二部分：工业网络与通信架构 现代自动化系统高度依赖可靠、实时的数据交换。本书用较大篇幅聚焦于工业通信技术。系统梳理了不同层次的通信标准：现场总线（Fieldbus）技术，如PROFIBUS DP/PA、CANopen、DeviceNet的帧结构、时间特性和网络规划；以及基于以太网的实时工业协议，如EtherCAT、Profinet IRT和Powerlink。本书不仅讲解了协议的理论基础，更提供了实战性的网络拓扑设计指南，包括如何进行电缆敷设、终端电阻配置以及如何利用网络分析工具进行故障诊断。 此外，随着工业物联网（IIoT）的发展，OPC UA作为跨平台、安全的数据集成标准，被重点介绍。本书展示了如何利用OPC UA服务器/客户端架构实现异构系统间的数据互操作性，以及如何结合MQTT协议实现数据向云端或边缘计算平台的安全传输。 第三部分：高级过程控制与优化 超越基础的PID控制，本章深入探讨了提升系统性能和稳定性的高级控制技术。针对具有明显时间延迟或耦合性的复杂过程，本书详细介绍了模型预测控制（MPC）的原理，包括状态空间模型建立、约束处理和优化算法（如二次规划）。通过多个化工、冶金过程的仿真实例，直观展示了MPC在多变量系统优化中的优势。 对于批处理（Batch）流程，本书引入了ISA-88标准，阐述了如何通过“过程模型”、“操作模型”和“程序模型”的层次化定义，实现工艺配方的灵活、快速重构和复用，这对于制药和食品饮料行业具有极高的指导价值。 第四部分：系统集成、调试与运维 本部分将理论知识转化为实际工程能力。在系统集成方面，本书强调了软硬件协同设计的重要性。详细阐述了如何根据控制需求文档（URS）和功能规范（FS）进行控制系统架构设计，包括冗余方案的选择（如热备份、故障转移）和安全等级（SIL）的评估与实现。 调试环节是系统交付的关键。本书提供了系统化的调试流程：从单元测试、集成测试到工厂验收测试（FAT）和现场验收测试（SAT）。重点讲解了如何利用示波器、逻辑分析仪和网络抓包工具，对高速运动控制系统的同步误差和通信抖动进行精确测量和优化。 在运维管理方面，本书探讨了基于预测性维护的策略。介绍了如何利用设备状态监测（Condition Monitoring）数据，通过振动分析、热成像和油液分析技术，提前发现潜在故障。同时，探讨了系统文档的标准化管理，包括控制逻辑的清晰化注释、操作界面的易用性设计，以及如何构建高效的事件日志和报警管理系统，以支持快速的故障恢复和持续的性能改进。 本书特色 强调工程实践： 每一个理论部分都配有详细的工程案例和注意事项，确保读者能够将知识应用于实际的工业现场。 前沿技术融合： 深度覆盖了工业以太网、IIoT和MPC等现代自动化领域的前沿技术。 系统化视野： 不局限于单一的控制器或软件平台，而是着眼于整个自动化信息价值链的设计与优化。 本书适合自动化工程技术人员、从事工业控制系统集成和项目实施的工程师，以及相关专业的高年级本科生和研究生作为专业参考教材使用。阅读本书，将使读者建立起一个全面、深入且具备前瞻性的现代自动化系统知识框架。

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我对工业自动化领域一直抱有浓厚的兴趣，尤其是在接触到一些自动化生产线后，更是对PLC的强大功能感到惊叹。因此，在众多关于PLC的书籍中，《PLC应用技术》凭借其清晰的脉络和贴近实际的案例，给我留下了深刻的印象。这本书并没有一开始就陷入晦涩难懂的专业术语，而是从PLC的基本概念入手，循序渐进地讲解了PLC的分类、特点以及在不同行业中的应用范畴。我尤其欣赏书中对于PLC的通信协议和网络技术的介绍，这部分内容在很多入门书籍中都比较简略，但对于理解复杂的自动化系统至关重要。它详细阐述了RS-232、RS-485、Ethernet/IP等多种通信方式，以及Modbus等常见协议的工作原理，并结合实际场景演示了如何进行设备互联和数据交换。书中还提供了许多关于PLC程序优化和高效编程的技巧，例如如何利用子程序、函数块来提高代码的可读性和复用性，以及如何通过优化扫描周期来提升系统响应速度。这些实用的建议对于我们这些希望提升编程效率和系统性能的开发者来说，简直是宝贵的财富。总而言之，《PLC应用技术》不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，为我指明了在PLC应用领域深入发展的方向。

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我对工业自动化领域一直充满好奇，尤其是PLC这种看似简单的设备，却能操控复杂的生产流程，这让我觉得十分神奇。在朋友的推荐下，我找到了《PLC应用技术》这本书。这本书的特点在于它对PLC的实际操作和应用进行了非常详细的指导。一开始，我就被书中关于PLC编程语言的讲解所吸引，特别是对不同品牌PLC（如西门子、三菱、施耐德等）的共性和差异性的对比分析，这对于初学者来说非常重要，避免了陷入特定品牌的局限性。书中提供了大量不同类型工业场景的案例，从简单的开关量控制，到复杂的模拟量处理和PID调节，再到多轴运动控制，每一个案例都配备了详细的硬件接线图、PLC程序清单以及调试步骤。我印象深刻的是书中关于PLC硬件故障排除的章节，它列举了许多常见的故障现象，并提供了相应的诊断方法和维修建议，这对于现场工程师来说非常实用。而且，这本书还涵盖了PLC与变频器、伺服驱动器、传感器、执行器等工业现场常用设备的连接和通信方法，这为构建完整的自动化系统提供了重要的技术支持。总而言之，这本书的内容非常贴近实际，操作性强，对于想要快速掌握PLC应用技术的读者来说，是一本不可多得的宝典。

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作为一名在电气工程领域摸爬滚打多年的老兵，我一直关注着PLC技术的发展和应用。在众多的PLC书籍中，《PLC应用技术》以其独到的视角和深刻的洞察力，给我留下了难以磨灭的印象。本书最大的亮点在于其对PLC系统集成和高级应用的深入探讨。它不仅仅局限于单一PLC的编程，而是将PLC置于整个自动化系统的大框架下进行剖析。我尤其欣赏书中关于PLC在分布式控制系统（DCS）、制造执行系统（MES）以及工业物联网（IIoT）等集成应用中的角色和实现方式的讲解。书中详细阐述了如何通过OPC UA等标准协议实现PLC与其他设备和信息系统的无缝连接，以及如何利用PLC进行数据采集、传输和分析，从而实现智能化生产。此外，书中对PLC在新能源、环保等新兴领域的应用案例的介绍，也为我提供了宝贵的参考。例如，在风力发电和太阳能发电系统中，PLC扮演着至关重要的角色，负责监控、控制和保护设备。书中对这些应用的具体阐述，让我看到了PLC技术在推动产业升级和可持续发展方面的巨大潜力。这本书的深度和广度都达到了一个新的高度，对于希望在PLC应用领域寻求突破和创新的技术人员来说，无疑是一部不可多得的案头必备。

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最近，我一直对现代制造业中无处不在的自动化控制系统感到好奇，特别是PLC作为其核心部件，其工作原理和应用方式更是吸引了我。在朋友的推荐下，我入手了《PLC应用技术》，这本书的质量着实让我惊喜。与其他同类书籍不同的是，这本书的侧重点在于“应用”，它没有过于冗长的理论推导，而是将大量的篇幅放在了如何将PLC应用于解决实际工程问题上。我特别喜欢书中关于典型工业过程控制的应用章节，比如对泵的启停控制、阀门的开关控制、温度和压力等参数的闭环调节。作者通过具体的控制逻辑和编程示例，清晰地展示了如何根据工艺要求设计PLC程序。而且，书中还深入探讨了PLC在安全控制、运动控制以及分散控制系统（DCS）等更高级领域的应用，这些内容为我打开了新的认知窗口，让我意识到PLC的潜力远不止于简单的逻辑控制。此外，书中还提供了一些关于PLC系统维护和故障排除的实用技巧，例如如何读取PLC的诊断信息，如何进行在线调试，以及一些常见的故障模式分析。这些内容对于我们这些在实际工作中可能面临各种状况的工程师来说，无疑是雪中送炭。这本书的内容翔实，结构清晰，语言生动，是一本非常值得深入学习的PLC应用参考书。

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作为一名刚踏入自动化控制领域的初学者，我一直在寻找一本能够系统性地讲解PLC（可编程逻辑控制器）基础知识和实际应用的书籍。在朋友的推荐下，我选择了《PLC应用技术》。拿到这本书时，我被它厚实的篇幅和详尽的目录吸引了。我印象最深刻的是书中对PLC硬件组成、各种指令集以及梯形图、指令表等编程语言的详细阐述。不仅仅是理论知识的堆砌，作者还结合了大量的实际案例，比如工厂流水线控制、电机启停控制、液位控制等等。每个案例都从需求分析、硬件选型、程序设计到调试运行，一步步地展示了如何将理论知识转化为实际的解决方案。我特别喜欢书中关于故障诊断和排除的部分，这对于我们这些新手来说实在是太重要了，能够帮助我们快速定位问题，提高解决实际工程问题的能力。此外，书中还提到了PLC与上位机通信、变频器、人机界面（HMI）的集成应用，这为我打开了更广阔的视野，让我看到了PLC在现代工业自动化中的核心地位和发展前景。我花了大量时间反复研读，并尝试着跟着书中的例子进行仿真练习，虽然有些地方需要花费不少心思去理解，但收获是巨大的。这本书为我打下了坚实的PLC基础，让我对未来的学习和工作充满了信心。

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