可编程序控制器技术与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子

作者:程周

出品人:

页数:126

译者:

出版时间:2002-8-1

价格:11.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787505379244

丛书系列:

图书标签:

• PLC
• 可编程控制器
• 工业自动化
• 电气控制
• 技术
• 应用
• 编程
• 传感器
• 执行器
• 控制系统

《现代工业自动化系统设计与集成》 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的工业自动化系统设计、实施与维护的知识体系。随着工业4.0和智能制造的浪潮席卷全球，对高效、灵活、可靠的自动化解决方案的需求日益迫切。本书紧密围绕这一时代背景，重点阐述了现代自动化系统的核心组成、关键技术选择、系统集成方法以及项目实施的实践经验，旨在培养具备系统化思维和解决复杂工程问题能力的专业人才。 第一部分：工业自动化基础与系统架构 本部分首先回顾了工业自动化的发展历程，从早期的继电器控制系统到现代分布式控制系统（DCS）和基于网络的控制方案的演进。重点剖析了当前主流的自动化系统架构，包括集中式、分散式和区域化控制模式的优缺点及适用场景。 1.1 工业控制理论基础强化： 尽管本书不侧重于PLC编程细节，但对控制理论的理解是系统设计的基石。本章会回顾经典控制理论中的反馈机制、PID参数整定的一般原则，并引入先进控制概念如模糊控制和自适应控制在工业过程优化中的应用潜力，强调如何基于过程特性选择合适的控制算法。 1.2 传感器与执行器技术前沿： 详细介绍了新一代智能传感器的技术特点，包括基于总线协议（如IO-Link、AS-Link）的传感器的集成优势，以及高精度、高响应速度执行器的选型指南。内容涵盖了工业视觉检测、无线传感网络在现场数据采集中的部署策略，以及伺服驱动系统在高动态精度控制中的应用。 1.3 通信网络构建与安全： 深入探讨了工业以太网技术，如EtherNet/IP、Profinet IO在高速数据交换中的应用。着重分析了OT/IT融合背景下的网络安全挑战，讲解了网络分段、防火墙部署以及工业控制系统（ICS）安全标准（如IEC 62443）的基本要求和实施步骤。 第二部分：高级过程控制与优化 本部分将视角从离散控制提升至复杂过程控制层面，探讨如何通过先进算法实现生产效率的最大化和能源消耗的最小化。 2.1 分布式控制系统（DCS）的工程实践： 阐述了DCS在大型连续过程（如化工、电力）中的核心地位，重点介绍其冗余设计、历史数据管理（Historian）的架构，以及如何利用DCS平台进行跨区域的协同控制。本书提供了实际案例分析，说明如何进行功能块的定制开发和系统的联调测试。 2.2 模型预测控制（MPC）原理与部署： 深入讲解MPC作为解决多变量耦合、约束优化问题的强大工具。内容包括线性与非线性MPC模型的建立流程、实时求解器的选择，以及在复杂反应器温度控制、精馏塔操作优化中的实际部署考量，例如模型失配的处理和在线再辨识技术的应用。 2.3 制造执行系统（MES）与车间调度： 阐述MES在连接企业资源计划（ERP）与底层控制系统（PCS）中的桥梁作用。详细介绍了OEE（设备综合效率）的关键指标计算、工单管理、物料跟踪的实现机制，以及如何通过MES系统实现柔性制造环境下的动态调度和资源平衡。 第三部分：系统集成、数据管理与数字化转型 本部分聚焦于如何将不同厂商、不同技术层次的设备和软件平台有效地整合起来，并利用采集到的数据驱动决策，实现真正的数字化工厂。 3.1 异构系统集成方法论： 探讨了数据互操作性的挑战，详细介绍了OPC UA作为跨平台数据交换标准的实现细节，包括其安全机制和信息模型构建。针对遗留系统（Legacy Systems），分析了通过网关设备（Gateway Devices）进行协议转换和数据映射的工程实践。 3.2 工业物联网（IIoT）与边缘计算： 阐述了IIoT架构中数据流的传输路径。重点讨论了边缘计算在工业现场的应用价值，如在传感器端或控制层级进行实时数据预处理、本地数据分析和快速响应，从而减轻云端压力并缩短控制回路时间。 3.3 工业大数据分析与维护策略： 本章讲解了如何对海量的过程数据进行清洗、存储和挖掘。内容涵盖了基于历史数据的设备健康状态评估（PHM）模型构建，以及如何利用统计过程控制（SPC）图表和机器学习算法来预测设备故障，从而实现从定期维护向预测性维护（PdM）的转变。 3.4 人机交互界面（HMI）与操作员体验（UX）： 强调了高效HMI设计的重要性。讨论了符合人机工程学标准的图形化界面设计原则，包括颜色使用规范、报警管理系统（AMS）的设计标准（如ISA 101），以及如何利用增强现实（AR）技术辅助现场操作人员进行故障诊断和远程指导。 第四部分：项目实施、调试与生命周期管理 本部分关注自动化项目从概念设计到最终投产和持续优化的全过程管理。 4.1 自动化项目生命周期管理（ALM）： 介绍标准的项目阶段划分（需求定义、设计、编程、工厂验收测试FAT、现场验收测试SAT、试运行）。强调在每个阶段应完成的关键文档和评审点，特别是需求可追溯性的重要性。 4.2 调试与故障排除策略： 提供了一套系统化的调试流程，从单组件测试到子系统集成测试，再到全系统联动测试。重点分析了常见的高级故障模式（如通信中断、控制回路振荡、系统死锁）的排查技巧和系统恢复流程。 4.3 自动化系统的文档与标准化： 论述了高质量工程文档（包括I/O清单、接线图、逻辑说明、操作规程）对于系统长期维护的决定性作用。倡导采用行业标准和内部规范来确保不同项目和团队间的文档一致性。 总结与展望： 本书的编写目标是提供一个立足于工程实践的、面向未来的自动化系统设计指南。它将复杂的技术概念转化为可操作的工程步骤，帮助读者掌握构建下一代智能、互联、高效的工业自动化系统的核心能力。

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这本书对不同品牌PLC之间的兼容性差异和迁移策略几乎没有提及。在实际的工厂维护和升级过程中，我们经常需要面对从西门子（Siemens）迁移到罗克韦尔（Rockwell）或者三菱（Mitsubishi）的挑战，每种平台都有其独特的编程环境、数据结构和指令集。这本书仿佛只聚焦于某一个特定的、未明确说明的平台，其内容适用性非常受限。例如，对于不同厂商如何处理浮点数运算的精度问题，以及如何进行跨平台的数据块（DB/UDT）映射，书中完全没有提供任何对比分析或经验分享。这种“隧道视野”的编写方式，让这本书的实用价值大打折扣，因为它没有教会读者如何适应多样化的工业现场，反而可能让读者产生一种错觉，以为所有PLC的编程方式都是完全一致的。

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这本书的排版简直是灾难。字体忽大忽小不说，图表的质量也让人不敢恭维，有些关键的电路图模糊得像是用手机翻拍的，根本看不清具体的元件型号和连接方式。更别提里面的代码示例了，很多地方的注释缺失或者误导性极强，我花了好大力气去核对标准手册才搞明白作者到底想实现什么功能。感觉作者对内容把控很随意，像是把网上搜集到的资料简单拼凑了一下就拿来出版了，完全没有经过系统的审校和优化。对于初学者来说，这本书的门槛太高了，因为找不到清晰的指引，很容易在细节上卡住，严重影响学习效率和积极性。如果想真正掌握这门技术，光靠这本书是远远不够的，还得准备大量的参考资料和在线教程来补充和修正其中的不足。希望能看到未来再版时能彻底改进这些基础的排版和图示问题，否则，它最多只能算是一本勉强能用的资料集，而非一本合格的教科书。

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作者在介绍故障诊断和维护章节时，所采用的叙述方式极其晦涩难懂，充满了过时的行业术语，却缺乏对底层逻辑的深入剖析。他似乎默认读者已经具备了扎实的电子电路基础和逻辑分析能力，但对于我们这些从软件背景转入自动化领域的工程师来说，这种“你懂的”的表达方式是致命的障碍。例如，关于看门狗定时器（Watchdog Timer）的工作原理及其在系统死锁恢复中的作用，书中只是一笔带过，没有提供任何流程图或时序图来辅助理解，导致我花了大量时间去查阅其他专业书籍才能真正明白其核心机制。更令人费解的是，对于一些常见故障，如I/O模块热插拔导致的瞬时干扰处理，书中完全没有给出任何官方推荐的规避或处理方法，这在实际生产环境中是极其危险的疏忽。

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从教学法的角度来看，这本书的结构安排非常不合理。前几章花了大量的篇幅去讲解硬件选型和接线规范，这部分内容固然重要，但过于冗长和枯燥，完全可以精简，或者作为附录处理。真正核心的编程逻辑和算法设计部分，却被压缩到了书的后半部分，而且讲解得非常仓促。学习编程最关键的是通过大量的、由浅入深的练习来巩固知识，但这本书提供的习题少得可怜，且难度跳跃性极大。比如，刚学完基本的“与非门”逻辑，下一章就直接跳到了复杂的PID参数整定，中间缺少了必要的过渡和铺垫，这使得读者很难将理论知识有效地转化为实践能力。感觉作者更像是一位资深的工程师在记录自己的笔记，而不是一位合格的教育工作者在设计课程体系。

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这本书对最新一代的工业物联网（IIoT）和边缘计算的应用讨论得太过肤浅。它似乎还停留在上个世纪末期PLC的经典控制逻辑层面，对于现在主流的OPC UA通信协议、基于云端的诊断维护，以及如何利用高级的运动控制算法（比如模型预测控制MPC）来优化生产流程，几乎没有涉及。我本来是希望能看到一些关于如何将PLC数据安全高效地集成到MES/ERP系统中的实战案例，比如如何利用SQL数据库进行配方管理或历史数据追溯，但这些内容都付之阙如。整本书的案例都围绕着简单的启停控制、定时器和计数器展开，显得非常陈旧和脱节。对于一个想在智能化工厂中谋职的人来说，读完这本书后，只会发现自己对现实世界中高端自动化系统的理解还停留在非常初级的阶段。技术发展日新月异，教材内容也应当与时俱进，这本书在这方面明显落后太多了。

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