可编程序控制器及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国劳动社会保障出版社

作者:本书编写组编

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002-05-01

价格:15.0

装帧:平装

isbn号码:9787504529855

丛书系列:

图书标签:

• PLC
• 可编程控制器
• 工业自动化
• 单片机
• 电气控制
• 传感器
• 执行器
• 控制系统
• 嵌入式系统
• 自动化技术

工业自动化系统集成：从理论到实践 本书简介 本书深入探讨了现代工业自动化系统的集成技术与实践，旨在为工程师、技术人员以及相关领域的研究人员提供一个全面、实用的技术参考。在当前追求高效、灵活和智能制造的时代背景下，自动化系统的集成能力已成为衡量生产线先进性的关键指标。本书将理论基础与丰富的工程案例相结合，力求构建一座连接抽象概念与实际操作的桥梁。 第一部分：自动化系统基础架构与核心元件 本部分为后续高级主题打下坚实的基础，详细阐述了构成现代自动化系统的基本要素及其工作原理。 第一章：工业网络与通信协议 本章首先分析了当前主流的工业通信网络架构，包括现场总线（如Profibus, DeviceNet）、工业以太网（如Profinet, EtherNet/IP）以及新兴的TSN（时间敏感网络）技术。重点剖析了这些协议在数据传输速率、实时性要求、抗干扰能力等方面的技术特点和适用场景。随后，详细介绍了工业网络中的数据帧结构、寻址机制以及故障诊断方法。在集成层面，探讨了如何实现不同协议之间的网关配置与数据透明传输，确保异构设备间的信息互联互通。 第二章：传感器与执行器的智能选型与连接 传感器是工业系统的“眼睛”和“耳朵”，执行器则是系统的“手”和“脚”。本章细致梳理了各类智能传感器的原理，包括但不限于激光测距、机器视觉、高精度力矩传感器等，强调了它们在数据采集精度、抗噪性能和数字接口（如IO-Link）方面的最新发展。对于执行器，则侧重于伺服驱动系统、高动态液压控制阀以及智能变频器的选型标准，特别是如何根据负载特性、响应时间要求和能耗目标进行最优匹配。此外，详细介绍了传感器与执行器如何通过标准化的I/O模块接入控制层，并探讨了接线规范与电磁兼容性（EMC）设计的关键考量。 第三章：数据采集、预处理与信息安全 在数据爆炸的时代，如何有效地采集和处理海量实时数据至关重要。本章首先介绍了OPC UA等跨平台数据交换标准，以及构建高效数据采集系统的架构模式（如客户端/服务器、发布/订阅）。随后，重点讲解了数据预处理技术，包括滤波算法（如卡尔曼滤波）、数据清洗与异常值检测，以确保输入控制系统的信号质量。鉴于工业控制系统的网络化趋势，本章末尾专门辟出章节，深入讲解了工业信息安全基础，包括物理隔离、访问控制列表（ACL）的配置、以及针对常见的DDoS攻击和恶意软件的防御策略。 第二部分：系统集成与高级控制策略 本部分聚焦于如何将基础元件有机地结合起来，构建出高效、可靠的自动化解决方案，并引入了更复杂的控制算法。 第四章：分布式控制系统的架构设计与优化 分布式控制系统（DCS）因其高可靠性和可扩展性，在流程工业中占据重要地位。本章详细阐述了DCS的层次化结构（从现场层到监控层），并对比了集中式与分散式架构的优劣。重点在于如何进行控制回路的合理划分、冗余配置的实现（如电源、控制器、通信链路的1+1或1+N冗余），以及系统级联和分区的策略。同时，探讨了DCS与MES（制造执行系统）之间的数据接口设计，确保生产计划与实时控制的无缝对接。 第五章：运动控制系统的同步与插补技术 对于涉及精密定位和高速轨迹跟踪的应用，运动控制是核心。本章深入剖析了多轴运动控制系统的同步技术，包括电子凸轮、虚拟轴的创建与管理。详细讲解了G代码（NC代码）在工业机器人和数控机床中的解析与执行过程，特别关注了高级插补算法（如直线、圆弧、螺旋插补）的实现细节和误差分析。此外，介绍了基于总线的时间同步机制（如EtherCAT的分布式时钟），这是保证高速、高精度运动同步的基础。 第六章：先进过程控制（APC）与模型预测控制（MPC） 本章超越了传统的PID控制范畴，引入了更复杂的先进控制理论。首先回顾了过程辨识的基础，如何通过实验数据建立系统动态模型。随后，系统阐述了基于模型的预测控制（MPC）的原理、约束处理机制以及在线优化问题的求解方法。针对具有长滞后、强耦合特点的流程工业过程，详细分析了MPC在优化操作成本、提高产品收率方面的工程应用案例。本章还简要介绍了模糊控制和神经网络在非线性系统控制中的潜力。 第三部分：系统集成项目的实施、调试与运维 成功的自动化项目不仅依赖于优秀的技术选型，更依赖于规范的实施流程和有效的后期运维。 第七章：项目实施的工程规范与文档管理 本章提供了构建自动化系统的工程规范框架，涵盖了从需求分析、系统设计到安装调试的全生命周期管理。详细阐述了控制系统设计说明书（包括I/O清单、逻辑流程图、联锁说明）的编制标准。在文档管理方面，强调了工程变更管理（ECP）的重要性，确保所有设计和代码的修改都有迹可循、可追溯。同时，介绍了工厂验收测试（FAT）和现场验收测试（SAT）的详细测试用例设计和执行流程。 第八章：系统集成中的故障诊断与排除 自动化系统发生故障时，快速、准确的诊断是减少停机时间的关键。本章提供了一套系统的故障排除方法论，从现场信号层逐级向上追溯：首先检查电源和接线，其次分析I/O模块的状态，然后检查通信链路的健康状况，最后定位到控制逻辑或传感器本身的问题。重点讲解了如何利用诊断工具（如网络分析仪、示波器）和系统日志（Logs）来定位间歇性故障或性能下降问题。 第九章：自动化系统的升级、改造与生命周期管理 随着技术的进步，对现有自动化系统的升级改造成为常态。本章探讨了“棕地”（Brownfield）项目中的系统替换策略，包括如何安全地将旧系统（Legacy System）切换到新平台，同时最大程度地保持生产连续性。详细分析了“热备份”切换、数据迁移与兼容性处理的技术难点。此外，讨论了如何通过远程监控和预测性维护（PdM）技术，延长系统寿命，并构建可持续的自动化资产管理体系。 结语 本书力求成为一本实用的工程手册，通过严谨的理论阐述和贴近实际的案例分析，帮助读者掌握现代工业自动化系统的集成技术，应对未来智能制造带来的挑战。

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从排版和装帧来看，这本书也绝对是精品中的典范。在电子设备泛滥的今天，一本纸质的参考书的物理体验非常重要。这本书的纸张厚实，印刷清晰，即便是大篇幅的电路原理图和复杂的程序代码，其线条和文字都没有出现模糊或重影的现象。特别是对于需要频繁翻阅查阅特定指令的读者来说，书脊的耐用性和页面的平整度都考虑得很周到，确保了在长时间、高频率使用下的舒适性。细节之处彰显匠心，这本教材在设计之初就充分考虑了工业现场环境下可能遇到的光线不足、需要快速查找资料的实际需求。这本书的索引部分做得极为详尽，使得我能迅速定位到某个特定功能块或某个具体的通信参数说明，极大地提升了查阅效率，使得它真正成为了我工作台上随手可取的“工具书”，而非束之高阁的“学习书”。

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哇，这本《可编程控制器及其应用》真是让人大开眼界啊！我作为一个刚接触自动化控制领域的新手，拿到这本书的时候其实心里是有点忐忑的，毕竟书名听起来就挺硬核的。不过，真正翻开之后，我发现它的叙述方式非常贴合实际应用场景。作者没有一上来就堆砌复杂的理论公式，而是用大量的工程案例来引导读者理解PLC（可编程逻辑控制器）的核心概念。比如，在讲解定时器和计数器时，书里详细拆解了几个常见的工业流程控制，像传送带的启停控制、物料分拣的逻辑设计，每一步操作都配有清晰的梯形图和程序流程图。我特别欣赏它在基础知识和实际操作之间的平衡。它不仅仅告诉你“怎么做”，更深入地解释了“为什么这么做”，这对于建立扎实的控制思维至关重要。读完前几章，我对那些原本感觉高深莫测的继电器逻辑和指令集，有了一种豁然开朗的感觉。这本书的图示质量非常高，很多复杂的接线图和程序结构图都画得非常精细，即使是初学者也能很快定位到关键点。对于那些想要从理论走向实践的工程师或者学生来说，这本书绝对是一本不可多得的实战手册。

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对于任何一本技术书籍而言，代码的规范性和可读性是衡量其质量的重要标准。在这本《可编程控制器及其应用》中，作者在这方面做得极其出色，体现了极高的职业素养。我注意到，书中提供的所有程序示例——无论是梯形图、指令表还是结构化文本（ST语言）——都遵循了一套严谨的命名规范和注释体系。例如，变量的定义清晰地标明了其物理地址、数据类型以及控制功能，这极大地降低了后期维护和调试的难度。在讲解复杂算法，比如PID闭环控制的实现时，作者甚至还对比了不同编程语言在实现同一功能时的代码效率和可读性差异，并给出了最佳实践建议。这种对细节的极致追求，使得这本书不仅是一本学习教材，更像是一本企业级的编程标准参考书。我甚至开始着手将我正在负责的一些老旧、混乱的PLC程序按照书中的规范进行重构，效果立竿见影，极大地提升了团队的协作效率。

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我必须强调一下这本书在高级控制算法方面的处理方式。很多同类书籍在讲到运动控制或复杂数学运算时，往往停留在概念介绍层面，读者自行实现时会遇到巨大的鸿沟。然而，这本书却非常务实地将一些高级应用进行了模块化讲解。例如，在涉及伺服电机定位和速度控制的章节，作者不仅展示了如何调用标准的运动控制指令块，还深入剖析了这些指令块内部可能涉及到的时间同步和坐标系转换的数学基础。这种“由表及里”的讲解方式，让人感觉不再是被动的“调用者”，而是真正理解了底层逻辑的“设计者”。更棒的是，它还触及了一些新兴领域，比如数据采集与初步的数据分析在PLC系统中的集成方法，这对于想要将控制系统向更高价值链延伸的工程师来说，提供了非常宝贵的思路和起点。

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这本书的深度和广度都让人印象深刻，尤其是它对现代工业网络通信的阐述，简直是点睛之笔。如今的智能制造，单靠孤立的PLC系统是远远不够的，数据交换和集中监控才是未来的方向。我发现作者非常敏锐地捕捉到了这一点，专门开辟了章节详细介绍了Profibus、Profinet以及EtherNet/IP等主流现场总线协议的工作原理和配置要点。坦白讲，我之前在实际项目中遇到过几次PLC与其他设备进行数据交换的难题，市面上的资料要么过于理论化，要么就是针对特定品牌的操作手册，缺乏系统性的对比和指导。而这本书则提供了一个宏观的视角，让我们理解不同协议之间的优劣和适用场景。它不仅讲解了报文结构和通信流程，甚至还涉及到了网络故障排查的一些实用技巧，这对于项目集成工程师来说，价值无可估量。阅读这些内容时，我能感受到作者深厚的工程经验，他不是在“介绍”技术，而是在“传授”解决问题的经验。

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