可编程控制器原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防工业出版社

作者:顾战松

出品人:

页数:236

译者:

出版时间:1996-1-1

价格:20.2

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787118015119

丛书系列:

图书标签:

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

工业自动化控制系统的设计与实现 内容概要： 本书深入探讨了现代工业自动化控制系统的设计、开发、集成与维护的各个环节。全书以提升系统可靠性、实时性与智能化水平为核心目标，系统地阐述了从需求分析到最终上线的完整流程。内容涵盖了传统继电器控制的局限性、可编程逻辑控制器（PLC）在现代控制中的角色演变、分布式控制系统（DCS）的架构优势，以及工业物联网（IIoT）技术在过程控制中的融合应用。 第一部分：自动化基础与控制理论回顾 本部分首先回顾了自动控制领域的基础理论，为后续的系统设计奠定坚实的理论基础。内容包括经典的反馈控制原理、PID控制器的整定方法与参数优化，以及模糊控制和自适应控制等先进控制策略的初步介绍。重点分析了工业现场常见的电气元件，如各类传感器、执行器、接触器和继电器的选型原则与规范。同时，详细阐述了信号的采集、调理与传输技术，包括标准的模拟量（4-20mA, 0-10V）和数字量信号的抗干扰处理措施，确保数据在复杂电磁环境下的准确性。 第二部分：现代控制系统的核心组件与架构 本章是本书的重点之一，专注于现代控制系统的核心硬件与软件平台。 2.1 工业网络通信协议的解析： 详细剖析了当前主流的工业现场总线技术，如Profibus、DeviceNet、CANopen以及以太网技术在工业环境中的应用（如Profinet和EtherCAT）。对于每种协议，均从物理层、数据链路层到应用层进行了分层解析，并提供了在不同应用场景下的选型对比与案例分析。特别强调了时间敏感网络（TSN）在实现高精度同步控制方面的潜力。 2.2 分布式控制系统（DCS）的结构与工程实践： 深入讲解了DCS的层次化结构，包括操作员站、工程师站、控制服务器和过程控制单元（PCS）。重点介绍了DCS的冗余设计原理、历史数据管理（Historian）的构建方法，以及面向复杂流程工业（如化工、冶金）的控制策略实现，包括先进过程控制（APC）模块的集成与应用。 2.3 人机界面（HMI）的设计哲学与开发： 关注如何设计高效、直观的图形化操作界面。内容涵盖了图形元素设计规范、报警系统的分类与管理、操作员干预的逻辑设计，以及面向操作人员培训（Operator Training Systems, OTS）的仿真环境构建。强调了用户体验（UX）在确保操作安全性和效率中的关键作用。 第三部分：系统集成、安全与生命周期管理 本部分聚焦于自动化系统从蓝图到实际运行和持续优化的全生命周期管理。 3.1 自动化项目的工程实施方法论： 阐述了结构化的项目管理流程，包括概念设计（Concept of Operations）、详细工程设计（FEED）、硬件/软件集成测试（FAT/SAT）的标准步骤。重点讲解了电气柜布局、电缆敷设规范以及接地与屏蔽设计在确保系统长期稳定运行中的决定性作用。 3.2 工业信息安全（OT Security）的防护体系： 鉴于工业控制系统的网络化趋势，本书专门辟章节讲解了操作技术（OT）环境下的安全风险。内容包括ISA/IEC 62443系列标准的解读、网络分段（Zoning and Conduits）策略的实施、安全审计与漏洞管理，以及对工控固件和软件供应链安全的考虑。 3.3 系统的诊断、维护与升级： 讲解了故障诊断的系统化方法，如基于状态监测（Condition Monitoring）的预测性维护策略。涵盖了现场设备（如变频器、伺服系统）的在线诊断工具使用，以及系统版本升级、兼容性测试的风险控制流程，旨在最大化系统的可用性（Availability）。 第四部分：面向未来的智能制造技术融合 本部分探讨了先进技术如何赋能传统控制系统，实现更高层次的自动化与决策支持。 4.1 工业物联网（IIoT）与边缘计算： 介绍了如何利用IIoT平台（如MQTT协议、OPC UA标准）将生产过程数据高效、安全地传输至云端或本地数据中心。重点分析了边缘计算（Edge Computing）在实现实时数据预处理、本地控制闭环优化方面的优势，以弥补纯粹云计算在延迟上的不足。 4.2 过程数据分析与优化： 讲解了如何利用采集到的海量历史数据进行统计过程控制（SPC）、设备效率分析（OEE）。内容包括数据清洗、特征工程，以及利用机器学习模型（如时间序列预测、异常检测）来提升生产过程的稳定性和资源利用率。 4.3 机器人与自动化系统的集成： 探讨了工业机器人（如六轴机械臂、协作机器人）在自动化生产线中的应用，以及如何通过统一的控制平台对机器人、PLC和运动控制器进行协同调度与运动轨迹的同步控制。 目标读者： 本书适合自动化工程专业的本科生、研究生，以及在制造、能源、化工、电力等行业从事系统设计、项目集成、运行维护的工程师和技术人员阅读。通过本书的学习，读者将能够独立承担复杂工业自动化项目的系统规划、实施与优化工作，并具备应对未来智能制造技术挑战的能力。 本书特色： 本书理论与实践紧密结合，案例丰富，侧重于工程实施中的“痛点”分析与解决方案。不同于纯粹的硬件或软件介绍，本书提供的是一个完整的、面向整个生命周期的系统集成视角。

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