PLC应用与实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:殷兴光 编

出品人:

页数:222

译者:

出版时间:2009-8

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787561225844

丛书系列:

图书标签:

• PLC
• 可编程逻辑控制器
• 工业自动化
• 电气工程
• 技术实践
• 编程
• 控制系统
• 传感器
• 执行器
• 工业控制
• 自动化技术

《工业自动化控制系统集成指南》 一、 概述 在现代工业生产中，自动化水平的不断提升是企业核心竞争力的重要体现。从传统的机械控制到如今高度集成、智能化、网络化的工业自动化系统，其发展历程伴随着技术的革新和应用的需求演进。本书旨在为读者提供一个全面、系统的工业自动化控制系统集成知识体系，帮助读者深入理解自动化系统的设计、构建、实施与维护的全过程。本书并非仅关注某一特定技术或设备，而是着眼于整个系统的协同运作，以及不同子系统间的有效集成。我们将从宏观的系统架构入手，逐步深入到各个关键技术模块的原理、选型、配置和应用，最终强调系统整体的性能优化与可靠性保障。 二、 核心内容 第一部分：工业自动化系统架构与设计基础 1. 工业自动化系统概述与发展趋势： 基本概念： 详细阐述工业自动化（IA）、过程自动化（PA）、分布式控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）、监督控制与数据采集（SCADA）、制造执行系统（MES）等核心概念的定义、特点及相互关系。 系统分层模型： 介绍典型的工业自动化系统分层模型，如现场层（传感器、执行器）、控制层（PLC、DCS）、监控与调度层（SCADA、HMI）、管理与决策层（MES、ERP），并分析各层的功能与交互。 发展趋势： 探讨工业4.0、工业物联网（IIoT）、人工智能（AI）在工业自动化中的应用，如预测性维护、自适应控制、数字孪生等，以及这些趋势对系统集成提出的新挑战与机遇。 2. 系统需求分析与方案设计： 项目启动与需求调研： 如何进行有效的项目前期调研，识别客户的实际需求、生产工艺特点、安全与环保要求，以及潜在的技术限制。 功能需求与非功能需求： 明确控制逻辑、数据采集、报警处理、操作界面、通信协议、系统可靠性、可扩展性、可维护性等关键需求。 技术选型原则： 针对不同应用场景，如何选择合适的控制器（PLC、DCS、PAC）、人机界面（HMI/SCADA）、传感器、执行器、网络设备、上位机软件等。强调性价比、稳定性、易用性、供应商支持等因素。 系统架构设计： 根据需求设计合理的系统架构，包括中央控制、分散控制、网络拓扑结构、数据流设计、电源分配、安全防护等。绘制系统结构图、功能框图、接线图等。 3. 电气设计与布线规范： 电源系统设计： 确定主电源、备用电源、UPS的需求，以及电压等级、功率容量、接地方式等。 控制柜设计： 柜体选型、元器件布局、散热设计、电磁兼容（EMC）考虑、标识规范等。 传感器与执行器选型与连接： 模拟量、数字量信号的类型，两线制、三线制、四线制信号的连接方式，防爆、耐腐蚀等特殊环境下的选型。 电缆选型与布线： 控制电缆、通信电缆、电源电缆的规格选择，敷设方式（桥架、穿管、直埋），信号隔离、屏蔽、接地，以及防干扰措施。 安全联锁设计： 依据功能安全标准（如IEC 61508, IEC 61511），设计安全联锁电路，确保人员和设备安全。 第二部分：核心控制技术与设备集成 1. 可编程逻辑控制器（PLC）系统集成： PLC硬件选型： 不同品牌（如Siemens, Rockwell Automation, Schneider Electric, Omron, Mitsubishi Electric等）PLC的系列选择，CPU类型、I/O模块、通信模块、特殊功能模块的配置。 PLC编程语言：IEC 61131-3标准的梯形图（LD）、指令表（IL）、结构化文本（ST）、功能块图（FB）、顺序功能图（SFC）的应用。 I/O模块配置与接线： 数字量输入/输出、模拟量输入/输出模块的类型、量程、分辨率、接线方式。 通信接口与协议： RS-232/485、以太网（TCP/IP, Profinet, EtherNet/IP）、CAN总线、Profibus等通信接口的选择与配置。 PLC程序设计原则： 模块化编程、可读性、可维护性、错误处理、状态机设计。 PLC系统集成实例： 典型的PLC在生产线控制、配料系统、物料输送等方面的集成应用案例分析。 2. 分布式控制系统（DCS）与过程控制： DCS系统架构： 强调其分布式、冗余、集成化的特点。操作员站、工程师站、控制器、I/O站点、历史数据库、报警管理等组成部分。 过程控制回路设计： PID控制原理，参数整定方法（手动整定、自动整定、Ziegler-Nichols法等），前馈控制、级联控制、 ratio控制等高级控制策略。 仪表与执行器选型（过程控制）： 温度、压力、流量、液位等过程变量的传感器和变送器选型，执行机构（阀门）的选型与控制方式（开关量、模拟量）。 DCS系统集成实践： 炼油、化工、电力、制药等行业的DCS系统集成案例，重点关注过程的连续性、稳定性与安全性。 3. 人机界面（HMI）与监督控制与数据采集（SCADA）系统： HMI设计原则： 用户友好性、信息清晰度、操作直观性、报警显示、趋势图、历史报表等。 SCADA系统功能： 数据采集、实时监控、报警管理、历史数据存储与分析、报表生成、远程控制、设备状态监测。 HMI/SCADA软件选型： 市场上主流的HMI/SCADA软件平台介绍与比较。 与控制器通信： OPPC/SCADA与PLC/DCS的通信方式（OPC DA/UA, Modbus TCP/IP等）。 集成应用： 远程监控中心、生产过程可视化、设备运行状态监测等。 4. 工业通信网络与协议： 串行通信： RS-232, RS-485, Modbus RTU/ASCII。 现场总线： Profibus DP/PA, Foundation Fieldbus, DeviceNet, CANopen。 工业以太网： Profinet, EtherNet/IP, Modbus TCP/IP, CC-Link IE。 无线通信： Wi-Fi, Zigbee, LoRa在工业环境的应用。 网络安全： 工业网络的安全防护措施，如防火墙、VPN、访问控制等。 第三部分：系统实施、调试与维护 1. 系统安装与布线： 现场安装规范： 控制柜、仪表、执行器、线缆的现场安装要求，防尘、防水、防腐蚀、防震动等。 接地与屏蔽： 详细讲解系统接地的重要性、类型（保护接地、工作接地、信号接地）以及屏蔽措施，以减少电磁干扰。 现场仪表校验： 传感器、变送器的校准与验证，确保测量精度。 2. 系统调试方法与技巧： 单体调试： 对PLC、HMI、传感器、执行器等单个设备进行功能和参数调试。 回路调试： 对控制回路进行参数调整和性能测试。 联调： 不同子系统之间的集成测试，验证数据交换和协同工作。 系统整体测试： 模拟各种运行工况，进行压力测试、故障注入测试，验证系统的稳定性和可靠性。 文档记录： 详细记录调试过程、参数设置、测试结果，为后期维护提供依据。 3. 系统运行与监控： 操作规程制定： 编写清晰的操作手册和应急处理预案。 性能监控： 实时监控系统运行状态、生产效率、能耗等关键指标。 报警管理： 有效的报警配置、响应与处理流程。 4. 系统维护与故障诊断： 预防性维护： 定期检查、清洁、润滑、部件更换，延长设备寿命。 故障诊断方法： 利用日志、诊断工具、在线监测等手段，快速定位故障点。 常见故障分析： 传感器故障、执行器故障、通信故障、程序错误、电源问题等。 备件管理： 合理的备件库存策略。 5. 系统升级与改造： 技术更新： 针对新技术（如AI、IIoT）对现有系统的升级策略。 功能扩展： 如何在不影响现有系统运行的前提下，增加新的功能模块。 软硬件更新： 固件升级、驱动程序更新、操作系统维护。 第四部分：行业应用实例与案例分析 本书将通过大量具体行业（如食品饮料、汽车制造、石油化工、电力能源、水处理、制药等）的实际项目案例，详细阐述自动化系统集成在不同应用场景下的设计思路、技术方案、实施过程及取得的效益。每个案例都将深入剖析关键技术点、遇到的挑战与解决方案，帮助读者将理论知识转化为实践能力。 五、 目标读者 本书适合于自动化工程师、电气工程师、过程控制工程师、系统集成商、工厂技术人员、相关专业的学生以及对工业自动化领域感兴趣的广大读者。 六、 学习本书的价值 通过阅读和实践本书的内容，读者将能够： 建立全面的工业自动化系统集成知识框架。 掌握工业自动化系统的设计、选型、集成、调试和维护方法。 提升解决复杂工业自动化工程问题的能力。 了解最新的工业自动化技术发展趋势，为未来职业发展奠定基础。 能够独立完成中小规模的自动化系统集成项目。 本书将是您在快速发展的工业自动化领域中，迈向专业化、精通化道路的理想伙伴。

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