可编程控制器应用技术与设计实例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:人民邮电出版社

作者:高钦和编

出品人:

页数:356

译者:

出版时间:2004-7-1

价格:32.0

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787115123794

丛书系列:

图书标签:

• 自动化
• PLC
• 可编程控制器
• 工业自动化
• 电气工程
• 技术
• 应用
• 实例
• 设计
• 编程
• 控制系统

智能制造时代的工业自动化核心：现代PLC系统架构与高级应用 本书聚焦于工业控制系统的核心驱动力——现代可编程逻辑控制器（PLC）的深度剖析与前沿应用实践。它旨在为电子工程、自动化技术、机电一体化等领域的工程师、技术人员以及相关专业学生提供一套全面、深入、且紧贴工业现场需求的知识体系。 在当前以数字化、网络化和智能化为特征的第四次工业革命浪潮中，PLC作为连接物理世界与信息世界的关键桥梁，其重要性不言而喻。本书避开了对基础逻辑和传统继电器控制的冗余介绍，直接切入当代工业控制对性能、可靠性、互操作性和柔性化提出的高标准要求。 全书结构设计严谨，由浅入深，覆盖了从系统原理到复杂算法实现的完整链条。 第一部分：现代PLC系统原理与硬件深度解析 (Principles and Deep Dive into Modern PLC Hardware) 本部分深入探讨了新一代PLC的底层架构和关键技术。我们不再局限于传统的“扫描周期”模型，而是详细分析了基于多核处理器、实时操作系统（RTOS）的高性能控制器设计。 处理器选型与指令集优化： 探讨了CISC与RISC架构在工业控制中的适应性差异，特别是如何利用SIMD（单指令多数据）指令集加速运动控制和高速数据处理。 存储技术与容错机制： 详细介绍了DRAM、Flash存储器在程序、数据和历史日志中的应用，并着重讲解了ECC（错误校验码）、冗余CPU配置及热插拔技术，以确保“五个九”以上的系统可用性。 I/O模块的进化： 区别于传统的开关量与模拟量模块，本书重点解析了智能型I/O的概念。包括基于EtherCAT Slave Controller或PROFINET IO Device集成的分布式I/O设计，以及用于高精度测量的$Delta-Sigma$型ADC/DAC模块的内部工作原理。 电源与电磁兼容性（EMC）： 深入探讨了工业级电源的浪涌保护、滤波设计，以及如何通过屏蔽、接地和差分信号设计，在强电磁干扰环境下保证控制信号的纯净。 第二部分：先进控制算法与软件工程实践 (Advanced Control Algorithms and Software Engineering Practices) 现代控制不再是简单的顺序逻辑，而是复杂的、需要高实时性支持的连续控制和离散事件驱动混合系统。 运动控制系统（Motion Control）： 详述了基于EtherCAT总线的分布式伺服驱动系统的同步机制（Distributed Clocks, DC）。内容包括：S曲线速度规划、多轴插补（如五轴联动）的运动学和逆运动学解算过程，以及如何通过模型预测控制（MPC）优化轨迹跟踪精度和能耗。 过程控制与PID优化： 超越基础的固定参数PID，本书重点讲解了自整定（Auto-tuning）算法，如基于梯度的最小二乘法，以及模糊自适应PID的设计与实现。我们还讨论了如何利用PLC的内置功能块实现先进的串级控制、比率控制和解耦控制策略。 安全集成与功能安全（Functional Safety）： 详细解析了IEC 61508/61511标准在PLC层面的应用。内容包括：安全PLC（Safety PLC）的硬件冗余结构（如1oo2D、2oo3D），故障检测时间（FTTI）的计算，以及如何使用符合SIL等级的编程语言和工具链进行安全功能块的开发和验证。 高级编程范式： 重点推崇结构化文本（ST）和功能块图（FBD）在处理复杂算法时的优势。展示如何使用面向对象的设计思想（如IEC 61131-3的结构化数据类型和继承概念）来构建可复用、高内聚的控制软件模块。 第三部分：工业通信、网络化与数据交互 (Industrial Communication, Networking, and Data Interoperability) 本书将工业网络视为控制系统不可分割的一部分，聚焦于实现“工厂信息物理系统”（CPS）的关键技术。 主流工业以太网协议的深度对比： 不仅描述了PROFINET、EtherNet/IP的帧结构和时序要求，更侧重于实时性保障机制，例如EtherCAT的“在途处理”（On-the-fly Processing）技术。 OPC UA在控制层的应用： 探讨如何将PLC数据模型（如UDT）映射到OPC UA的Address Space。内容涵盖了使用PLC内置的OPC UA Server功能实现安全的数据发布（Confidentiality）、数据签名（Integrity）以及时间戳验证。 边缘计算与数据预处理： 介绍如何利用集成在现代PLC或边缘网关中的Docker/容器技术，在现场对传感器数据进行清洗、压缩和初步分析（如FFT、特征提取），再通过MQTT协议高效传输至云端MES/SCADA系统。 第四部分：系统集成、仿真与验证 (System Integration, Simulation, and Validation) 强调在实际部署前进行充分的虚拟调试，以缩短项目周期，降低现场调试风险。 软硬件在环（HIL）仿真： 详细介绍了如何使用专业的仿真工具（如MATLAB/Simulink Coder、TwinCAT Scope/XAE）与PLC编程环境进行联动。重点展示如何将C/C++编写的复杂算法直接编译为可以在PLC运行时加载的动态链接库或定制功能块。 系统诊断与预测性维护： 解析如何利用PLC内置的诊断寄存器、总线错误计数器以及周期性采集的设备健康指标（如电机电流谐波、阀门动作时间漂移），构建基于状态的诊断模型，提前预警潜在的机械或电气故障。 网络安全加固： 针对工业控制系统（ICS）的安全漏洞，本书提供了实用的PLC级安全实践，包括端口控制、固件签名验证、用户权限的最小化原则，以及如何配置VPN/防火墙隔离控制网络。 本书的特色在于其高度的工程实践导向。所有理论讲解均辅以最新的工业产品平台（如主流品牌的高端控制器系列）的具体功能块调用、寄存器配置示例和实际项目中的应用案例分析，确保读者能够直接将所学知识转化为解决复杂工业自动化问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这本书提供了一个系统性的学习框架，从PLC的基础知识到复杂的应用设计，都进行了全面的覆盖。它不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，能够引导读者一步步深入理解和掌握可编程控制器技术。对于所有对可编程控制器领域感兴趣的工程师、技术人员和学生来说，这本书都将是一份不可多得的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书在网络通信和分布式控制方面的阐述也相当精彩。随着自动化系统越来越复杂，PLC之间的通信以及与上位机之间的互联互通变得越来越重要。书中详细介绍了各种PLC通信协议，如Modbus、PROFIBUS、Ethernet/IP等，并提供了相关的应用实例。这使得读者能够理解如何在复杂的工业网络环境中实现数据的交换和控制指令的传递。

评分☆☆☆☆☆

在翻阅这本书的过程中，我被作者的严谨态度所折服。书中的内容逻辑性极强，从基础概念的引入，到复杂应用的讲解，层层递进，环环相扣。每一个技术点的阐述都力求精准，没有含糊不清的表述，并且充分考虑到了不同层次读者的理解能力。即使是对于初学者，也能通过书中详细的解释和循序渐进的引导，逐步掌握核心技术。作者在举例时，也充分结合了实际应用场景，让抽象的技术概念变得生动具体，大大增强了学习的趣味性和实用性。

评分☆☆☆☆☆

我对书中对PLC与人机界面（HMI）交互的讲解印象深刻。在许多自动化系统中，HMI是操作员与PLC系统进行交互的主要界面。这本书不仅介绍了HMI的设计原则和常用功能，还提供了如何将PLC数据有效地显示在HMI界面上，以及如何通过HMI对PLC进行控制的详细示例。这使得读者能够更好地理解和应用人机交互技术。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的亮点之一在于其理论与实践的深度融合。作者并没有停留在单纯的理论阐述，而是通过大量精心设计的应用实例，将理论知识转化为可操作的技能。这些实例覆盖了工业自动化、楼宇控制、过程控制等多个领域，具有很强的代表性和借鉴意义。每一个实例都详细介绍了从需求分析、系统设计、硬件选型、软件编程到调试运行的全过程，让读者能够清晰地看到技术是如何落地应用的，同时也为读者提供了宝贵的实操经验。

评分☆☆☆☆☆

书中对PLC硬件选型和配置的指导也非常到位。在实际应用中，选择合适的PLC硬件是确保系统稳定高效运行的关键。这本书提供了详细的硬件选型指南，包括CPU模块、输入输出模块、通信模块等的选择原则和注意事项。同时，书中也介绍了如何根据具体的应用需求，对PLC进行合理的配置，例如扩展I/O点数、选择特定的通信接口等，这些都是非常实用的知识。

评分☆☆☆☆☆

我个人对书中关于PLC编程语言的讲解尤为满意。作者对不同编程语言的特性、优势以及适用场景进行了深入的分析，并且提供了详细的语法说明和代码示例。这对于想要深入学习PLC编程的读者来说，是非常宝贵的资源。书中不仅介绍了Ladder Diagram (LD) 和 Function Block Diagram (FBD) 等常用图形化编程语言，还对Structured Text (ST) 和 Instruction List (IL) 等文本化编程语言进行了详尽的阐述，为读者提供了更广阔的学习视野。

评分☆☆☆☆☆

我非常赞赏书中关于PLC系统调试和故障排除部分的详尽介绍。在PLC系统的实际运行过程中，难免会遇到各种各样的问题，掌握有效的调试和故障排除方法，对于保证生产的连续性和设备的安全性至关重要。这本书提供了系统性的调试流程和常用的故障诊断技巧，并结合具体的案例，详细讲解了如何快速定位和解决问题，这对于一线技术人员来说，无疑是极大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

对于工程师而言，书中关于PLC系统的安全性和可靠性设计部分，提供了非常有价值的参考。在现代工业生产中，PLC系统的安全性和可靠性直接关系到生产过程的稳定运行和人员的生命安全。作者在书中深入探讨了如何通过合理的系统设计、元器件选择、程序编写以及故障冗余等手段，来提高PLC系统的安全性和可靠性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的包装设计非常吸引人，封面采用了科技感十足的蓝绿色调，搭配清晰的书名和作者信息，让人一眼就能感受到其专业性和前沿性。拿到手上，纸张的质感也相当不错，厚实而光滑，翻阅时没有廉价感，这对于一本技术类书籍来说，是提供良好阅读体验的基础。我尤其欣赏的是，这本书在印刷方面的细节处理得很到位，字体清晰，排版均衡，公式和图表的标注也一目了然，没有出现模糊不清或者错位的情况，这对于需要仔细揣摩技术细节的读者来说，无疑是极大的便利。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆