微型机系统与应用基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:高等教育出版社

作者:

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:19.0

装帧:

isbn号码:9787040064612

丛书系列:

图书标签:

• 微型机原理
• 计算机基础
• 汇编语言
• 单片机
• 系统设计
• 应用开发
• 电子技术
• 数字电路
• 嵌入式系统
• 计算机硬件

《现代工业控制系统设计与实践》 图书简介 随着信息技术的飞速发展和工业化进程的不断深入，工业控制系统已成为现代制造业、能源、交通、环保等各个领域不可或缺的核心基础设施。本书《现代工业控制系统设计与实践》旨在系统、深入地介绍当代工业控制系统的理论基础、关键技术、主流架构以及实际应用案例，为工程技术人员、系统集成商以及相关专业院校师生提供一本全面、实用的参考资料。 本书内容涵盖了从传统的继电器控制到现代的分布式控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）、以及新兴的基于工业以太网和信息物理系统（CPS）的智能控制解决方案。我们力求在理论深度与工程实践之间找到最佳平衡点，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”。 第一部分：工业控制系统的基础理论与技术演进 本部分为理解现代控制系统奠定坚实的理论基础，并梳理了其发展脉络。 第一章：控制系统概述与发展历程 详细阐述了控制系统的基本概念、组成要素（传感器、执行器、控制器、通信网络）以及控制系统的基本功能（监测、调节、优化）。追溯了从开环控制到闭环反馈控制的理论突破，深入分析了机电一体化、自动化技术对控制系统的驱动作用。重点介绍了工业控制系统从集中式控制到集散化控制（DCS）再到网络化、智能化控制的演进路径，为理解当前技术形态提供了历史视角。 第二章：经典控制理论回顾与数字信号处理基础 虽然本书侧重于现代系统，但对经典控制理论的复习是必要的。本章回顾了线性时不变系统的时域分析（如一阶、二阶系统响应）和频域分析（如波特图、奈奎斯特图）。在此基础上，重点讲解了数字控制系统的基础知识，包括采样与保持过程的数学模型、量化误差分析、以及Z变换在离散系统分析中的应用。这部分内容为理解PLC和微处理器在控制中的作用提供了理论支撑。 第三章：传感器与执行器技术 工业控制系统的“感”与“动”是其与物理世界交互的桥梁。本章详细介绍了几十种主流工业传感器的工作原理、选型原则和精度要求。涵盖了压力、温度、流量、液位、位置、速度等各类物理量的测量技术。在执行器方面，本书深入探讨了伺服电机、步进电机、变频驱动器（VFD）的工作特性、选型标准以及如何实现高精度运动控制。特别强调了智能传感器和总线型执行器的发展趋势。 第二部分：核心控制器技术与编程实现 本部分是全书的核心，聚焦于工业自动化的中枢——PLC和工业PC。 第四章：可编程逻辑控制器（PLC）原理与架构 深入剖析现代PLC的硬件结构（CPU模块、I/O模块、通信模块）及其运行机制。详细解释了扫描周期、中断处理、程序存储结构等关键概念。本章将PLC的软件编程从理论层面引入实际操作，重点讲解了梯形图（LD）语言的逻辑构建、指令集应用，并引入了指令表（IL）、结构化文本（ST）等其他IEC 61131-3标准语言的应用场景。 第五章：高级PLC编程技术与数据处理 超越基础的开关量控制，本章专注于复杂的模拟量处理、算术运算、数据结构和子程序设计。重点讲解了PID控制算法在PLC中的实现，包括如何进行参数整定（如Ziegler-Nichols法及其在数字系统中的应用）。此外，还探讨了配方管理、故障诊断程序的设计逻辑，以及如何利用PLC实现数据采集和基本的设备联动控制。 第六章：工业PC（IPC）与软PLC的应用 随着处理器性能的提升，工业PC作为一种灵活、高性能的控制器正日益普及。本章对比了传统PLC与IPC的优劣，讲解了基于Windows或实时操作系统（RTOS）的软PLC解决方案。内容涉及如何利用IPC实现复杂的多任务调度、高速数据处理以及集成高级算法（如机器视觉、先进过程控制）。讨论了软PLC在测试测量和高端运动控制领域的优势。 第三部分：工业网络与通信协议 现代控制系统的关键在于信息的可靠、高效传输。本部分专注于工业通信技术。 第七章：工业通信基础与标准 系统性介绍工业网络的分层结构，从物理层到应用层。重点解析了串行通信标准（如RS-232/485）在现场设备连接中的作用。全面梳理了现场总线（Fieldbus）技术的发展，深入剖析了Profibus、Foundation Fieldbus、CANopen等主流现场总线的架构、数据帧结构和通信机制。 第八章：工业以太网技术及其主流协议 工业以太网是当前工业网络的主流方向。本章详述了以太网在严苛工业环境下的适应性改造。详细讲解了当前占据主导地位的工业以太网协议，包括Profinet、EtherNet/IP、Modbus TCP/IP的通信原理、拓扑结构要求和设备集成方法。此外，探讨了时间敏感网络（TSN）技术在实现确定性通信方面的潜力与挑战。 第九章：数据采集与上位监控（SCADA/HMI） 上位机系统是人机交互和全局监控的平台。本章详细介绍监控与数据采集（SCADA）系统的架构、组件（数据库、应用服务器、客户端）及其功能实现。重点讲解了人机界面（HMI）的设计原则，包括信息可视化、报警管理、趋势分析和操作员授权。探讨了如何通过 OPC UA 协议实现跨平台、安全的数据交换。 第四部分：系统集成、调试与维护 理论和编程完成后，实际部署和长期稳定运行是工程的最终目标。 第十章：分布式控制系统（DCS）的系统集成 DCS因其高可靠性、易于扩展性，在流程工业中占据重要地位。本章阐述了DCS的层次结构（操作层、控制层、信息层），重点分析了其冗余设计策略（如控制器冗余、网络冗余、电源冗余）。讲解了如何进行大型DCS项目的系统集成、I/O点分配和功能块的组态配置。 第十一章：控制系统的工程调试方法 系统调试是保障系统安全可靠运行的关键环节。本章提供了一套结构化的调试流程，包括硬件连接检查、I/O点位的逻辑验证、单回路PID调试、联锁与安全回路的测试。重点强调了在调试过程中如何利用仿真工具和历史数据进行离线验证，以降低现场试运行的风险。 第十二章：可靠性、安全与诊断 现代控制系统必须满足日益严格的安全和可靠性要求。本章讨论了提高系统可靠性的硬件冗余技术和软件容错设计。深入探讨了工业控制系统的网络安全问题，包括物理隔离、访问控制和协议安全加固。最后，介绍了状态监测（Condition Monitoring）和故障预测性维护（PdM）技术在延长设备寿命和提高系统可用性方面的应用。 本书内容结构严谨，理论阐述清晰，注重工程应用的实际操作指导，是所有致力于深入理解和掌握现代工业控制系统技术的专业人士的理想读物。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的初衷，是希望能学习到如何从一个概念性的需求，逐步推导出具体的硬件选型和软件架构。我期待这本书能提供一套完整的“设计思维链”。然而，书中呈现的往往是已经设计好的结果，并附带了对其正确性的证明或解释。例如，在讲解嵌入式操作系统的内核结构时，它详细描述了各个模块的功能，但对于为什么选择这种特定的任务调度器而不是另一种，缺乏有说服力的对比分析。这使得读者在面对新的、未知的应用场景时，很难举一反三，因为我们没有真正理解设计者在权衡利弊时所做的取舍。这本书更像是向我们展示了一座设计精美的成品别墅，详细介绍了每一块砖的材质和摆放位置，却没有告诉我们当初为什么选择这块地基，以及在暴风雨来临时，如何加固它。这种“知其所以然”的缺失，极大地限制了它作为一本实践指导用书的潜力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和视觉呈现堪称一流，图文搭配得当，色彩运用考究，绝对是市面上印刷质量上乘的一本技术书籍。当我翻到介绍总线通信协议的部分时，那些精心制作的流程图和结构示意图，确实帮助我快速把握了概念的轮廓。然而，一旦我尝试将这些图表与我正在进行的项目中的实际通信问题联系起来时，困难便出现了。这些图表似乎是通用的、理想化的模型，缺乏对实际工程中可能遇到的噪声、时序冲突、握手失败等异常情况的处理讨论。我需要的是那种在真实世界中会“卡住”你的问题——比如，为什么在不同的负载条件下，同样的I/O操作会出现随机的延迟？书中对此的解答是“优化内存访问顺序”，这个建议太过于笼统，以至于没有操作性。它更像是一种对已解决问题的总结，而不是解决问题的指南针。如果能有更多关于调试和故障排除的案例分析，哪怕是基于一个模拟的简单系统，都会大大提升这本书的实用价值。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的知识覆盖面很广，从基础的数电模电概念，一直聊到操作系统层面的调度算法，给人一种“包罗万象”的感觉。这种广度无疑体现了作者深厚的学术功底。但是，这种“大而全”的策略，在有限的篇幅内，不可避免地导致了对每一个主题的理解都只能停留在表面。对于一个初学者而言，这可能提供了一个很好的行业地图，让他们知道有哪些领域存在；但对于希望在某个细分领域——比如低功耗设计或者实时性保证——深入钻研的人来说，这本书提供的知识点更像是一连串的锚点，却缺少将它们串联起来的坚固锁链。我希望能看到作者将不同的知识点进行更有机的融合，比如，如何将特定的硬件特性与高级语言的内存管理机制结合起来，以实现效率最大化。这本书更像是优秀教科书的阅读笔记，清晰但缺乏那种“一锤定音”的深度洞察力。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，更像是在一个广阔但有些模糊的迷宫中探索。作者的文笔流畅自然，叙事引人入胜，这一点必须肯定，它确实能抓住读者的注意力，让人愿意一口气读下去。但是，当涉及到具体的技术模块时，这种流畅感似乎成了掩盖内容深度不足的障眼法。例如，在讲解中断处理机制的那一章，我本以为会看到详细的时序图和寄存器级别的操作细节，毕竟这是嵌入式系统中最关键的部分之一。结果，书中用大段的篇幅描述了中断的重要性及其在软件设计中的抽象模型，却几乎没有涉及硬件如何触发中断、CPU如何响应以及软件如何安全地恢复上下文的实际流程。这让我感到非常困惑，因为对于一个系统应用来说，如果不能理解这些底层机制，那么任何上层应用的设计都将是建立在沙丘之上的。我试图在书后的参考资料中寻找更深入的指引，但发现推荐的书目大多是更偏向于特定处理器平台的资料，而这本书本身未能提供一个足够坚实的通用基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下了深刻的印象，那种简约中透着科技感的风格，让人一眼就能感受到内容的专业性和深度。我抱着极大的期待翻开了第一页，希望能够在其中找到我对这个领域更深层次的理解和实践指导。然而，随着阅读的深入，我逐渐发现这本书似乎更侧重于对宏观概念的阐述，对于我真正关心的那些具体操作和底层逻辑的剖析显得有些力不从心。比如，在讨论到某个核心架构的优化时，书中只是泛泛而谈，没有提供任何可以落地执行的代码示例或者详细的实验数据来支撑其观点。这使得我对某些理论性的知识点始终停留在“知其然而不知其所以然”的层面。我原以为这会是一本能带我从零开始构建一个小型系统的实战手册，但显然，它更像是一本理论综述，适合那些已经有一定基础，想要拓宽知识广度的读者。对于像我这样渴望动手实践、解决实际工程问题的学习者来说，这种缺乏具体技术细节的描述，无疑是一种遗憾。我期待的更多是那些能让我深夜里兴奋地敲击键盘，去调试、去验证的干货，而不是高屋建瓴却难以触及的理论大厦。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆