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出版者:机工

作者:柴瑞娟，陈海霞　编著

出品人:

页数:328

译者:

出版时间:2006-8

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787111195993

丛书系列:

图书标签:

• 自动化
• 控制科学与技术
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• S7-1200
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《工业自动化控制系统设计与实践》 内容简介： 本书深入剖析了现代工业自动化领域的核心技术与实际应用，旨在为读者构建一个全面、系统的自动化知识体系。从基础的传感器与执行器原理，到复杂的伺服系统与机器人集成，本书层层递进，将理论知识与工程实践紧密结合。 第一部分：工业自动化基础理论 传感器技术： 详细介绍各类工业传感器的物理原理、选型原则、安装调试及常见故障诊断。涵盖温度、压力、流量、液位、位置、光电、接近、编码器等关键传感器，并探讨其在不同工业场景下的应用特点。 执行器原理与选型： 深入解析电动机、液压/气动执行器、变频器、伺服驱动器等核心执行器的电气及机械结构，重点阐述其工作原理、控制方式、选型依据以及与被控对象的匹配关系。 工业通信协议： 全面梳理Ethernet/IP, PROFINET, Modbus TCP/IP, DeviceNet, AS-i等主流工业以太网及现场总线协议，解析其通信机制、拓扑结构、数据帧格式及在网络设计中的应用策略。 人机界面（HMI）设计： 探讨HMI的基本功能、设计原则、画面布局、控件应用及与PLC的通信配置。重点介绍如何通过直观易懂的HMI界面实现生产过程的监控、参数设置和故障报警。 第二部分：自动化控制系统核心组件详解 分布式控制系统（DCS）架构与应用： 阐述DCS系统的基本组成、系统架构、冗余设计、组态软件功能以及在大型连续生产过程中的应用优势，如化工、电力、制药等行业。 可编程逻辑控制器（PLC）内部机制与选型： （本部分侧重于PLC作为通用控制单元的原理，而非特定品牌，为后续内容打下基础）。深入解析CPU模块、输入/输出模块、通信模块、电源模块等硬件组成，讲解不同指令集、扫描周期、中断处理等核心概念，并提供PLC选型时需考虑的性能指标、环境适应性及经济性分析。 运动控制系统集成： 聚焦伺服驱动器、步进电机、伺服电机及其控制器的协同工作。详细讲解位置控制、速度控制、力矩控制的实现方式，以及在包装机械、数控机床、搬运机器人等应用中的典型案例。 安全控制系统（Safety Integrated）： 介绍功能安全的概念、标准（如IEC 61508/62061/ISO 13849），以及安全PLC、安全继电器、安全光栅等安全器件在保障人员与设备安全方面的重要作用。 第三部分：自动化系统设计与集成实践 自动化项目生命周期管理： 涵盖项目需求分析、系统方案设计、硬件选型与配置、软件开发与集成、现场调试、系统验收及后期维护的全过程。 电气图纸绘制与阅读： 教授如何绘制和理解标准化的电气原理图、接线图、安装图等，掌握图纸符号、导线标识、元器件编号规则，为系统安装与故障排查提供依据。 系统集成与调试方法： 详细介绍信号接入、电源分配、通信网络搭建、控制逻辑验证、参数优化、联调测试等关键环节。提供系统调试的流程、技巧及常见问题的解决方案。 故障诊断与排除策略： 归纳总结自动化系统中常见的硬件故障、软件错误、通信异常等，并提供系统化的诊断思路和有效的排除方法，帮助读者快速定位并解决问题。 第四部分：典型工业应用场景分析 生产线自动化解决方案： 以食品饮料、汽车制造、电子装配等生产线为例，分析其自动化需求，探讨如何通过PLC、HMI、变频器、机器人等协同工作，实现高效、柔性的生产。 智能仓储物流系统： 介绍自动化立体仓库、AGV（自动导引车）系统、输送线等在现代物流中的应用，以及其与仓储管理系统（WMS）的集成。 楼宇自动化与能源管理： 探讨在大型建筑中应用DDC（直接数字控制器）、BAS（楼宇自动化系统）实现暖通空调（HVAC）、照明、安防等系统的集中监控与优化。 过程控制与数据采集： 阐述在水处理、环保监测、石油化工等过程中，如何利用传感器、PLC、SCADA（数据采集与监控系统）实现过程参数的精确控制与实时数据记录。 本书特色： 内容全面，结构清晰： 从基础到进阶，系统性地讲解工业自动化控制的各个层面。 理论与实践并重： 结合大量工程实例，使读者在掌握理论知识的同时，具备解决实际工程问题的能力。 图文并茂，易于理解： 配以丰富的图表、电路图和流程图，辅助理解复杂的概念。 面向广泛读者： 适用于自动化、电气工程、机械电子等相关专业的学生，以及在职的自动化工程师、技术人员等。 本书旨在帮助读者建立扎实的工业自动化理论基础，掌握核心技术，并能将其有效地应用于实际工程项目中，推动工业生产的智能化与高效化发展。

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从一个专注于过程控制（PCS 7）和功能安全（Safety Integrated）的资深技术顾问角度来评价，这本书在某些前沿领域的覆盖深度和广度，表现得尤为突出。我们都知道，西门子的PLC不仅仅是用来做开关量逻辑控制的，它在复杂的模拟量调节、PID回路优化以及分布式控制系统（DCS级应用）中的角色日益重要。这本书中关于模拟量信号处理的章节，着重讲解了如何进行量程转换、滤波算法的实现，并特别对比了PLC内置PID模块与自定义SCL实现PID算法之间的性能权衡，这对于追求高精度温控或流量控制的行业应用具有极高的参考价值。更值得称赞的是，书中涉及了工业以太网（Profinet）在高性能设备间通信中的配置要点，以及如何利用PLC作为数据采集的主站，将生产过程数据透明化地传输给上层MES系统。虽然它并非专门针对PCS 7的深度手册，但它对TIA Portal环境下，尤其是针对S7-1500系列的新架构，在实时性、诊断功能以及内置Web服务器应用方面的介绍，极大地补充了传统DCS工程师在向“智能制造”转型时所欠缺的现代PLC技术知识。这本书提供的是一个非常坚实的、面向未来的技术基石。

评分☆☆☆☆☆

我以一个刚从学校踏入自动化行业的“菜鸟”视角来看待这本书，坦白讲，一开始我对厚厚的专业书籍是有些畏惧的，生怕又是那种只有理论没有实操的“天书”。然而，《西门子PLC编程技术及工程应用》却给了我极大的信心。它的开篇部分对STEP 7 V5.x 和 TIA Portal 环境的对比介绍非常到位，清晰地指出了不同版本间的兼容性与功能差异，这对于我们这些需要维护老旧设备又想接触新技术的工程师来说，简直是福音。书中对数据类型和变量管理的讲解极其细致，特别是对“非标准”数据结构（UDT）的设计与应用，让我明白了如何才能写出结构清晰、便于团队协作的程序。最让我印象深刻的是，它并非只是简单地罗列“如果A发生，则执行B”的逻辑，而是深入探讨了“为什么”要用这种方法，例如在定时器和计数器的使用细节上，对于脉冲捕捉（Event Capture）功能的介绍，配以实例，让我彻底明白了如何精确处理高速信号，这在包装机和冲压设备中是至关重要的。阅读过程中，我感觉自己不仅仅是在学习编程，更是在学习一种严谨的工程思维方式。书中的插图清晰，代码示例规范，读完后，我敢于自信地去修改和优化现有的生产线程序了，这种“敢于动手”的底气，就是这本书带给我最大的收获。

评分☆☆☆☆☆

这本《西门子PLC编程技术及工程应用》的深入探讨，真是让我这个自动化领域的“老兵”都感到耳目一新。我记得我刚接触西门子系统那会儿，资料大多是零散的技术手册，晦涩难懂，实践起来更是步履维艰。翻开这本书，首先吸引我的是它对S7-300/400平台底层逻辑的系统梳理，那种从硬件选型到网络配置，再到复杂功能块调用的层层递进，简直就像是有人手把手在带你入门，又在关键节点为你“扫清障碍”。尤其让我欣赏的是，书中并未止步于基础的梯形图（LAD）或语句表（STL）教学，而是花了大篇幅讲解了面向对象编程（SCL）在大型项目中的应用优势。在实际的离散制造生产线上，当我们需要处理大量状态机逻辑或者复杂的配方管理时，SCL的模块化和可读性带来的效率提升是革命性的。作者似乎非常理解工程师在真实工作场景中遇到的痛点——比如如何高效地进行故障诊断，如何编写出既稳定又易于后期维护的代码。书中提供的若干经典工业案例的剖析，其细致程度远超一般教材，比如针对伺服驱动器同步控制的特定算法实现，以及如何利用WinCC灵活组态强大的数据可视化界面，这些都是直接可以转化为生产力的实战经验。这本书的价值，不在于它罗列了多少指令，而在于它构建了一套完整的、从理论到工程实践的知识体系框架，极大地拓宽了我对现代西门子自动化解决方案的认知边界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和内容的逻辑组织方式，非常符合现代技术读物的阅读习惯，没有那种陈旧教材的刻板与枯燥感。我个人特别偏爱其中对“故障排除与调试”部分的处理方式。在实际的工程现场，我们花费的时间往往不是编写代码，而是寻找和修复已部署系统中的隐蔽错误。作者显然深谙此道，书中提供了一套系统的、自上而下的诊断流程图，从I/O点状态检查，到变量监控表（Watch Table）的高级用法，再到程序块级别的断点调试策略，讲解得条理清晰、层次分明。例如，书中详细说明了如何在不停止生产的情况下，利用“在线修改”功能进行小幅度逻辑调整，以及如何安全地回滚操作。此外，这本书对于网络通信的讲解，没有停留在简单的“连通性测试”上，而是深入到了诊断缓存区（Diagnostic Buffer）的解析，教我们如何通过读取PLC的内部日志来定位外部总线故障或通信超时问题。这种对“实战痛点”的精准把握，让这本书更像是一本救急手册，而不是单纯的理论参考书。每一次我遇到棘手的在线问题时，总能在其中找到思路的启发。

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作为一名对编程规范和代码可维护性有极高要求的项目经理，我发现《西门子PLC编程技术及工程应用》在软件工程实践方面展现出了卓越的洞察力。我们都知道，PLC程序一旦投入运行，其生命周期往往长达十几年，而早期编程者留下的“意大利面条式”代码是未来维护的噩梦。这本书的许多篇幅是围绕如何构建一个“健壮”的PLC项目展开的。它不仅强调了如何使用功能块（FB）来实现封装和复用，更重要的是，它系统地介绍了如何在TIA Portal中正确地组织项目结构——包括如何合理划分数据块（DB）、如何设计清晰的接口变量、以及如何利用命名约定确保团队成员间的代码一致性。书中关于“标准化”程序的讨论，借鉴了许多西门子官方推荐的最佳实践，比如错误处理机制的设计（如看门狗定时器应用、异常上报逻辑）。这种对“软件质量”的关注，使得这本书的层次远高于那些仅仅教授“如何让程序跑起来”的技术手册。它教会我们如何编写出即使是外行也能大致看懂、并且能够经受住时间考验的工业控制代码，对于提升我们整个团队的工程水平，起到了不可估量的引导作用。

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