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isbn号码:9787113095581

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现代工业控制系统集成与应用：基于PLC、SCADA与工业以太网的实践指南 图书信息： 本书聚焦于现代工业自动化领域的核心技术栈，深入探讨了可编程逻辑控制器（PLC）、数据采集与监视控制系统（SCADA）以及工业以太网通信技术的集成应用。全书旨在为职业院校相关专业的师生以及工程技术人员提供一套全面、系统且极具实践指导价值的参考资料。 内容概述： 本书紧密结合当前智能制造和工业4.0的发展趋势，摒弃了传统教材中过于理论化的阐述，转而强调“知行合一”。全书共分为五大部分，共十七章，内容层次分明，层层递进。 第一部分：工业自动化基础与PLC核心技术（第1-4章） 本部分作为入门和基础巩固阶段，详细介绍了工业自动化的基本概念、发展历程以及在现代制造业中的地位。重点深入剖析了PLC的硬件结构、工作原理及其在离散控制中的核心地位。 第1章 工业自动化概述与发展趋势： 分析了从继电器控制到分布式控制系统（DCS）的演变路径，重点阐述了智能工厂对自动化系统提出的新要求，例如柔性制造、数据驱动决策等。 第2章 PLC硬件选型与系统构成： 详细对比了不同品牌（如西门子、罗克韦尔、三菱等主流品牌）PLC的CPU模块、I/O模块、电源模块的选型原则。内容涵盖了模块化、紧凑型以及冗余系统的架构选择。 第3章 基础指令与程序逻辑设计： 深入讲解了梯形图（LD）、指令表（IL）、结构化文本（ST）等编程语言的语法和适用场景。特别强调了定时器、计数器、数据传输与逻辑运算等基础指令的精确应用。 第4章 中高级控制算法与程序结构： 引入了PID控制在过程控制中的应用，探讨了如何通过编程实现复杂的运动控制逻辑，如步进电机与伺服电机的基本控制。同时，规范了程序的分段、模块化设计，以提高系统的可维护性。 第二部分：SCADA系统构建与人机交互（第5-8章） 本部分是实现人机交互和集中监控的关键。系统地介绍了SCADA系统的架构、功能模块以及可视化界面的设计规范。 第5章 SCADA系统原理与架构： 阐述了SCADA系统的“端-边-云”架构，明确了现场数据采集层、监控处理层和操作管理层的功能边界。对比了传统SCADA与现代MES/ERP集成的必要性。 第6章 数据库管理与历史数据处理： 讲解了工业数据库（如SQL Server、InfluxDB）在SCADA中的应用，侧重于数据标签的命名规范、历史数据的有效存储策略以及数据冗余备份机制。 第7章 监控画面（HMI）设计与用户体验： 遵循人机工程学原则，详细指导了报警窗口、趋势图表、设备状态指示等关键元素的视觉设计。内容强调了操作员的直观性和系统的安全性设计，避免误操作。 第8章 报警管理与事件记录： 深入探讨了报警分级的标准（如关键、重要、一般），以及报警抑制、确认和恢复的流程管理。提供了符合工业标准的安全事件日志记录方法。 第三部分：工业网络通信与数据集成（第9-12章） 现代自动化系统高度依赖可靠、高速的网络通信。本部分全面覆盖了现场总线技术向现代工业以太网的过渡与融合。 第9章 现场总线技术回顾与选型： 简要回顾了Profibus DP/PA、CANopen等经典现场总线技术的特点和局限性，为向以太网的迁移奠定基础。 第10章 工业以太网核心协议详解： 重点解析了Profinet IO、EtherNet/IP、Modbus TCP/IP等主流工业以太网协议的帧结构、报文处理机制及时间同步技术（如IEEE 1588 PTP）。 第11章 PLC与SCADA的集成通信： 详细介绍了如何通过 OPC UA（统一架构）标准实现异构系统间的数据互操作性。内容包括配置OPC UA服务器和客户端，以及数据安全加密传输的实践步骤。 第12章 网络安全在自动化系统中的应用： 针对工业控制系统（ICS）面临的网络威胁，讲解了网络分段（DMZ）、防火墙策略配置、访问控制列表（ACL）在PLC和网络设备上的部署方法。 第四部分：系统集成与项目实施（第13-15章） 本部分将前述的硬件、软件和网络知识融会贯通，聚焦于实际工程项目中的系统集成方法论和调试技巧。 第13章 自动化项目生命周期管理： 规范了从需求分析、系统设计说明书（SDS）、软硬件采购、组态实施到最终验收的完整流程，强调跨专业团队的协作管理。 第14章 驱动与反馈系统的集成调试： 侧重于变频器（VFD）和伺服驱动器的参数设置、速度环/位置环的调试技巧。讲解了如何利用示波器和分析仪进行噪声抑制和信号调优。 第15章 故障诊断与维护策略： 提供了系统性的故障排除流程，涵盖了电气故障、通信中断、程序逻辑错误。内容强调预防性维护计划的制定，包括热成像检测和关键点监测。 第五部分：面向未来的自动化技术展望（第16-17章） 该部分着眼于行业前沿，为读者展示未来自动化系统的发展方向。 第16章 边缘计算与云端协同： 探讨了在现场层部署轻量级计算单元（IPC/边缘网关）以实现实时数据预处理和控制闭环优化，并与企业级云平台进行安全数据交互的模式。 第17章 数字化孪生在流程优化中的潜力： 介绍了如何利用高精度模型（Digital Twin）对现有生产线进行仿真、测试和优化，从而在不中断生产的情况下提升系统性能。 本书特色： 1. 案例驱动： 全书穿插了来自化工、机械加工、物料搬运等多个行业的真实工程案例，每个案例都附有详细的系统架构图、程序片段和调试记录。 2. 软硬件平台兼容性： 尽管侧重于原理，但案例和练习题库覆盖了市场上主流的两大PLC阵营的编程环境和通信接口，确保了教学和学习的广泛适用性。 3. 强调工程规范： 内容严格遵循国际和国内的工业标准（如IEC 61131-3），培养读者严谨的工程文档编写和系统维护习惯。 4. 实践导向的习题设计： 每章末尾均设有“动手实验环节”，要求读者在仿真软件或实训平台上独立完成小型控制任务，学以致用。 本书旨在培养具备扎实理论基础和丰富工程实践能力的复合型自动化技术人才，是高职高专相关专业（如自动化、机电一体化、工业机器人技术等）师生不可或缺的教学和参考用书。

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这是一本真正能帮助我提升职业技能的书。我是一名自动化设备的操作员，平时主要负责设备的日常运行和简单维护。通过阅读这本书，我学到了许多以前完全不了解的自动化原理。例如，书里关于机器视觉的部分，我以前只知道它能“看”，但具体怎么“看”，怎么通过图像识别来完成检测任务，一直是我的一个谜。这本书用通俗易懂的语言，结合实际的机器视觉系统搭建流程，让我对摄像头、光源、镜头、图像采集和处理算法都有了初步的认识。书中还举了许多实际的案例，比如如何利用机器视觉进行产品缺陷检测，或者实现二维码的精确读取，这些都让我对自动化技术在质量控制方面的应用有了更深刻的理解。此外，关于机器人技术的介绍，也让我看到了未来工业自动化的发展趋势，为我职业生涯的发展指明了方向。

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这本书的价值，远超我最初的想象。我是一名自动化生产线的技术主管，负责整个生产线的规划、建设和优化。在日常工作中，我常常需要处理各种复杂的技术难题，涉及机械、电气、软件等多个领域。这本书在“分布式控制系统”和“安全仪表系统（SIS）”的讲解上，给了我很多启发。它不仅清晰地阐述了这些系统的架构和工作原理，还重点强调了在实际工程应用中需要注意的关键点，比如系统的冗余设计、故障的检测与隔离、以及如何确保系统的可靠性和安全性。书中关于“智能制造”和“工业4.0”的讨论，也让我对行业未来的发展趋势有了更深入的思考，并从中汲取了许多优化现有生产线的灵感。总的来说，这本书是一本集理论性、实践性和前瞻性于一体的优秀教材，对我这样的资深技术人员来说，也是一本值得反复研读的参考书。

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说实话，刚开始翻阅这本书的时候，我抱着一种“看看官方推荐的书籍到底有什么不一样”的心态。没想到，它的内容深度和广度都超出了我的预期，让我对自动化技术有了更系统、更全面的认识。比如，它在介绍传感器技术时，不仅仅是罗列了各种传感器的原理和参数，还深入剖析了不同类型传感器的选择依据，以及它们在实际工业环境中的应用挑战，像是电磁干扰、环境湿度对精度影响等。书中关于工业通信的部分，也比我以往接触的教材要生动得多，它详细讲解了RS485、Ethernet/IP、Profinet等多种通信协议的工作原理和实际应用案例，还给出了网络拓扑结构设计的一些最佳实践。最让我印象深刻的是，在讨论伺服驱动和变频器时，它不仅仅讲解了基本的工作原理，还涉及到了能量优化、动态响应速度的调整，以及如何与上位控制系统进行高效协同，这对于提升生产效率和降低能耗有着至关重要的意义。

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作为一名刚刚踏入自动化技术领域不久的学生，我在学习过程中常常感到迷茫，不知道哪些知识才是真正有用的，哪些是需要深入掌握的。而这本《教育部高职高专自动化技术类教学指导委员会规划教材》，就像一位经验丰富的老师，为我指明了方向。书中关于过程控制的讲解，让我理解了PID控制算法的精髓，以及如何在实际生产中调整PID参数以达到最佳的控制效果。我尤其喜欢它在介绍自动化系统集成时，是如何一步步分析复杂系统，并将其分解为各个子系统进行设计的。这对于我这种初学者来说，是建立系统思维的绝佳范例。书中还涉及了工业物联网（IIoT）和工业大数据的一些基础概念，虽然篇幅不长，但足以让我窥见未来自动化技术的发展蓝图。这本书的结构合理，语言精练，非常适合我们高职高专的学生阅读和学习。

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这本《教育部高职高专自动化技术类教学指导委员会规划教材》真是一本让我眼前一亮的宝藏！作为一名在自动化领域摸爬滚打了几年的在职技术人员，我时常会遇到一些理论与实践脱节的问题，或者在某些细分技术上感到知识储备不足。这本书的出现，恰好填补了我学习路径上的空白。我尤其惊喜于它对PLC（可编程逻辑控制器）的深入讲解，从最基础的梯形图指令到高级的数据处理和通信协议，都讲解得条理清晰，而且配有大量生动的实例，比如如何用PLC控制一个简单的流水线生产过程，或者如何实现多台设备之间的联动。书中不仅介绍了主流的PLC品牌和型号，还对不同应用场景下的选型建议给出了宝贵的指导。更让我赞赏的是，它并没有止步于理论层面，而是花了大量篇幅介绍实际的调试技巧和故障排除方法，这对于我们这些需要快速解决实际工程问题的技术人员来说，简直是雪中送炭。我甚至感觉，这本书的学习笔记，本身就是一份绝佳的现场应急手册。

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