智能电器与MicroLogix控制器 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:李鸿儒

出品人:

页数:315

译者:

出版时间:2003年01月

价格:32.0

装帧:平装

isbn号码:9787111117162

丛书系列:

图书标签:

• 智能电器
• MicroLogix
• PLC
• 自动化
• 工业控制
• 编程
• 电气工程
• 传感器
• 控制系统
• 可编程控制器

《工业自动化与PLC应用实战》 一、 概述 本书旨在为广大读者，特别是从事工业自动化、电气工程、机械制造、过程控制等领域的工程师、技术人员、以及相关专业的学生，提供一套系统、全面且极具实践价值的工业自动化知识体系。我们将深入剖析现代工业自动化系统的核心——可编程逻辑控制器（PLC），并结合当前主流的工业网络通信技术、传感器与执行器应用、人机界面（HMI）设计，以及实用的故障诊断与维护方法，构建一个从基础理论到实际应用的全方位学习路径。本书内容严谨，结构清晰，力求将复杂的技术概念以通俗易懂的方式呈现，并辅以大量的实际案例分析与编程练习，帮助读者快速掌握PLC的编程、组态、调试与维护技能，从而应对日益智能化、精细化的工业生产挑战。 二、 内容详解 第一篇：工业自动化的基石——PLC原理与发展 1. 工业自动化的概念与演进： 从早期机械化、半自动化到全自动化、智能化时代的工业自动化发展历程。 工业自动化的重要性：提升生产效率、保证产品质量、降低劳动强度、实现柔性制造。 现代工业自动化系统的组成：感知层（传感器）、控制层（PLC、DCS、IPC）、执行层（电机、阀门、执行机构）、网络层（通信协议）、应用层（SCADA、MES）。 PLC在工业自动化中的核心地位：其历史发展、技术迭代（继电器控制、单片机时代、微处理器时代），以及与其他控制系统的比较（如DCS、IPC）。 2. 可编程逻辑控制器（PLC）的内部结构与工作原理： CPU模块： 微处理器、内存（程序存储器、数据存储器、系统存储器）、总线接口等。 输入/输出（I/O）模块： 数字量输入（DI）、数字量输出（DO）、模拟量输入（AI）、模拟量输出（AO）模块的接口类型、信号隔离、光电耦合等技术。 电源模块： 为PLC系统提供稳定可靠的电源。 通信模块： RS232/485、以太网（Ethernet/IP, Profinet, Modbus TCP）等通信接口的介绍。 PLC的工作扫描周期： 读入输入信号 -> 执行用户程序 -> 更新输出信号 -> 检查通信等步骤的详细解释。 PLC的可靠性设计：冗余设计、故障自诊断、看门狗定时器等。 3. PLC的选型原则与主流品牌概述： 选型依据： I/O点数、处理速度、存储容量、通信能力、扩展性、环境适应性（温度、湿度、振动、电磁干扰）、电源要求、品牌信誉、售后服务、成本效益等。 常见PLC架构： 模块化PLC、紧凑型PLC、机架式PLC。 主流PLC品牌介绍（仅提及名称，不深入介绍具体型号）： 西门子（Siemens）、罗克韦尔自动化（Rockwell Automation）、施耐德电气（Schneider Electric）、欧姆龙（Omron）、三菱电机（Mitsubishi Electric）、台达（Delta）等。简述各品牌在市场上的特点与应用领域。 第二篇：PLC编程基础与指令集精讲 1. PLC编程语言概述： IEC 61131-3标准及其定义的五种编程语言：梯形图（Ladder Diagram, LD）、指令表（Instruction List, IL）、结构化文本（Structured Text, ST）、功能块图（Function Block Diagram, FBD）、顺序功能图（Sequential Function Chart, SFC）。 各种编程语言的特点、适用场景及优缺点。 推荐重点学习的编程语言（如梯形图、结构化文本）的优势。 2. 梯形图（LD）编程详解： 基本逻辑元件： 常开触点（Normally Open, NO）、常闭触点（Normally Closed, NC）、线圈（Coil）、置位/复位线圈（Set/Reset Coil）。 基本逻辑指令： AND（与）、OR（或）、NOT（非）、XOR（异或）等逻辑运算的实现。 定时器指令： 通电延时定时器（TON）、断电延时定时器（TOF）、脉冲定时器（TP）的使用方法、参数设置及应用场景。 计数器指令： 加计数器（CTU）、减计数器（CTD）、加减计数器（CTUD）的使用方法、参数设置及应用场景。 比较指令： 等于（EQU）、不等于（NEQ）、大于（GRT）、小于（LES）、大于等于（GEQ）、小于等于（LEQ）的使用。 传送指令： 移动（MOV）、块传送（MC）等。 算术指令： 加（ADD）、减（SUB）、乘（MUL）、除（DIV）、取模（MOD）等。 位操作指令： 位复位（BRST）、位置位（BSET）、位逻辑操作（AND, OR, XOR）等。 程序控制指令： 子程序调用（CALL）、跳转（JMP）、跳出（RET）、主程序调用（MAIN）等。 特殊功能指令： 模拟量处理指令、PID指令、通信指令等（简要介绍，后续详细阐述）。 3. 结构化文本（ST）编程详解： ST语言的特点：类高级语言、易于编写复杂逻辑、适合算法实现。 变量声明与数据类型：布尔（BOOL）、整型（INT, DINT）、实型（REAL）、字符型（CHAR, STRING）等。 基本语句：赋值语句、条件语句（IF-THEN-ELSE, CASE）、循环语句（FOR, WHILE, REPEAT）。 函数与功能块的使用：内置函数（如数学函数、逻辑函数）和用户自定义功能块。 ST语言在复杂计算、数据处理和算法实现中的应用。 4. PLC编程实例分析与技巧： 典型控制逻辑实现： 启停控制、联锁控制、顺序控制、多级控制。 计数与计时应用： 生产计数、定时间隔控制、故障报警延时。 数据处理与转换： 模拟量信号的读取、比例-积分-微分（PID）控制算法的基本实现（不引入具体PID指令，侧重算法逻辑）。 程序优化技巧： 减少扫描时间、提高程序可读性、模块化编程、错误处理机制。 第三篇：PLC通信与网络技术 1. 工业通信协议基础： 串行通信：RS232、RS485的特点、接口定义、通信方式。 并行通信（简述）：与串行通信的对比。 工业以太网：以太网的优势、TCP/IP协议栈在工业中的应用。 2. 主流工业通信协议详解： Modbus协议族： Modbus RTU（串行）、Modbus TCP（以太网）。详细介绍其报文结构、功能码、数据模型（线圈、寄存器）及其在PLC通信中的应用。 Profibus/Profinet： 德国西门子推出的重要工业总线技术。 Profibus DP（分布式 I/O）：传输速率、网络拓扑、主从站通信。 Profinet IO：基于以太网的实时通信，实时性、拓扑灵活性、诊断能力。 EtherNet/IP： 由ODVA（Open Device Vendor Association）推广的基于标准以太网的工业通信协议。介绍其CIP（Common Industrial Protocol）的应用。 CC-Link/CC-Link IE： 由三菱电机推广的工业网络。 3. PLC与其他设备的通信： PLC与HMI（人机界面）通信： 组态软件、通信驱动、数据交换方式（读写寄存器、变量映射）。 PLC与PLC通信： 点对点通信、多主站通信、网络通信。 PLC与上位机（SCADA、MES）通信： OPC Server、OPC UA、数据库连接。 PLC与变频器、伺服驱动器等智能设备通信： 针对特定设备协议的通信配置。 第四篇：传感器、执行器与PLC的集成应用 1. 工业传感器技术： 传感器分类： 按输出信号（数字量、模拟量）、按工作原理（电感、电容、光电、超声波、霍尔、编码器、压力、温度、液位等）。 数字量传感器： 开关量输入、光电开关、接近开关、限位开关等。 模拟量传感器： 压力传感器、温度传感器（RTD、热电偶）、液位传感器、流量传感器等。输出信号类型（4-20mA、0-10V）及其与PLC的接口电路。 传感器选型与安装注意事项： 信号类型匹配、量程选择、环境适应性、抗干扰措施。 2. 工业执行器技术： 执行器分类： 电动机、气缸、液压缸、电磁阀、继电器、接触器等。 数字量输出控制： 控制接触器、电磁阀的开关。 模拟量输出控制： 控制变频器、伺服驱动器的输出频率/速度、调节阀的开度。 步进电机与伺服电机控制： PLC在脉冲定位控制中的应用。 执行器选型与驱动电路设计： 功率匹配、控制信号类型、保护电路。 3. PLC I/O模块的详细应用： 数字量输入模块（DI）： 接线方式、信号滤波、共阳/共阴接法。 数字量输出模块（DO）： 晶体管输出、继电器输出的特点与选型。 模拟量输入模块（AI）： 信号接入、量程配置、A/D转换、工程量转换。 模拟量输出模块（AO）： 工程量设定、D/A转换、输出信号类型。 第五篇：人机界面（HMI）与SCADA系统 1. 人机界面的基本概念与作用： HMI在自动化系统中的角色：可视化监控、参数设置、操作控制、报警显示、数据记录。 HMI的硬件类型：触摸屏、按钮面板、工业PC。 2. HMI组态软件操作： 界面设计： 画面布局、控件添加（按钮、指示灯、数值显示、曲线图、棒图）。 变量映射： HMI变量与PLC变量的绑定。 功能配置： 按钮功能、数值输入、报警设置、趋势图显示、报表生成。 通信设置： HMI与PLC的通信参数配置。 3. SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统概述： SCADA系统的功能：集中监控、数据采集、报警管理、历史数据分析、报表生成。 SCADA系统与HMI的区别与联系。 SCADA系统在大型生产过程控制中的应用。 第六篇：PLC系统的故障诊断、维护与安全 1. PLC系统常见故障分析： 硬件故障： CPU故障、I/O模块故障、电源故障、通信模块故障。 软件故障： 程序错误（逻辑错误、语法错误）、死循环、程序溢出。 外部因素： 传感器/执行器故障、电源不稳定、环境干扰。 2. PLC故障诊断方法： 通过PLC指示灯判断： RUN、STOP、FAULT、BAT等指示灯的含义。 利用PLC自带诊断功能： 诊断信息、报警列表、在线监视。 软件诊断工具： 变量监视、在线调试、强制读写。 隔离法诊断： 逐一排查硬件和软件模块。 万用表与示波器在故障诊断中的应用。 3. PLC系统的维护与保养： 定期检查： 电源、接线、散热、环境。 程序备份与恢复： 建立完善的程序管理与备份机制。 固件更新与升级。 定期清理： 散热风扇、内部元器件。 4. PLC系统的安全防护： 物理安全： 保护柜、防盗措施。 电气安全： 接地、隔离、过载保护。 网络安全： 防火墙、访问控制、加密通信。 操作安全： 权限管理、操作规程。 第七篇：综合案例分析与项目实践指导 1. 大型生产线自动化控制案例： 某饮料灌装线PLC控制系统设计（从传感器输入到执行器输出，再到HMI监控）。 详细分析案例中PLC选型、I/O分配、程序设计逻辑、通信配置、HMI界面设计。 2. 楼宇自动化与能源管理系统案例： 基于PLC的中央空调系统控制与能耗监测。 重点阐述模拟量处理、PID控制在温度调节中的应用。 3. 设备制造领域的PLC应用案例： 某数控机床PLC控制系统的集成。 重点介绍PLC与伺服驱动器、编码器等运动控制设备的通信与协调。 4. 项目实施建议： 项目需求分析与系统设计。 硬件选型与采购。 PLC程序开发与调试。 HMI/SCADA系统组态。 系统集成与现场调试。 用户培训与技术支持。 八、 总结与展望 本书力求为读者提供一个坚实的工业自动化知识基础，并培养独立解决实际问题的能力。随着工业4.0、物联网（IoT）、人工智能（AI）等技术的飞速发展，工业自动化正朝着更高级、更智能化的方向迈进。PLC作为工业控制的核心，其功能和应用范围也在不断扩展，将与大数据、云计算、边缘计算等技术深度融合，为实现更高效、更灵活、更智能的制造模式提供强大的支撑。本书的读者将能够站在这一技术浪潮的前沿，成为推动工业自动化进步的中坚力量。

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这本书最让我感到惊喜的，是它对未来趋势的洞察力。在接近尾声的部分，作者开始探讨物联网（IoT）与边缘计算如何进一步重塑智能电器的形态。这部分内容并非泛泛而谈，而是紧密联系到MicroLogix控制器在处理海量数据和进行本地化决策方面的潜力与局限。作者提出了一个非常有前瞻性的观点：未来的智能电器将不再仅仅是执行预设指令的机器，而会成为分布式控制网络中的重要节点。书中关于数据安全和隐私保护在智能电器设计中的重要性讨论，也显得尤为及时和必要。这使得整本书的格局一下子被打开了，它不再仅仅聚焦于当下技术的应用，而是引领读者思考未来十年技术演进的方向。这种理论与前沿探索相结合的结构，让这本书的价值得到了极大提升。

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总而言之，这本书在内容组织上做到了平衡与深入的完美结合。对于我这样一个需要快速掌握特定领域核心技术的学习者来说，它提供了一个非常扎实的基础框架。从基础概念的引入到具体硬件平台（MicroLogix）的编程实践，再到面向未来的系统集成思路，整个阅读体验如同经历了一场精心策划的知识之旅。尤其值得称赞的是，尽管主题技术性极强，但作者始终保持着一种清晰、严谨而不失温度的文笔，使得即便是复杂的控制算法也能被清晰地解析。这本书成功地搭建了“智能电器设计思维”与“PLC实际操作能力”之间的桥梁，为我后续的深入学习和项目实践奠定了坚实的基础，我强烈推荐给所有有志于进入该领域的同行。

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这本书的书名是《智能电器与MicroLogix控制器》，我作为一名刚刚接触该领域的新手，怀着极大的期待翻开了它。坦白说，我对工业自动化和嵌入式控制系统知之甚少，尤其对MicroLogix控制器这种专业性很强的设备感到有些畏惧。然而，这本书的开篇并没有立刻将我推入晦涩难懂的编程语言和电气原理中，而是用一种非常平易近人的方式，勾勒出了智能电器未来发展的宏伟蓝图。作者似乎非常理解初学者的困境，用生动的案例和清晰的逻辑，将“智能”这个概念在电器设备中的具体体现娓娓道来，比如智能温控、能耗优化和故障自检等，这些都让我对后续的学习充满了信心。特别是书中对传感器技术在现代家电中应用的探讨，让我意识到，原来我们日常使用的电饭煲、空调背后，蕴含着如此复杂的控制逻辑和数据处理能力。虽然很多技术细节尚未深入，但这种宏观层面的铺垫，极大地激发了我探索更深层次知识的渴望。这本书的导论部分，成功地完成了“引人入胜”的任务，让我感觉这本书或许真的能成为我迈入这个新世界的敲门砖。

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书中关于MicroLogix控制器的介绍部分，展现了作者深厚的专业功底。不同于其他教材对某一款PLC的笼统介绍，这里似乎更侧重于该系列控制器在特定应用环境下的性能表现和编程特性。我印象深刻的是对指令集编程和梯形图（Ladder Logic）编写规范的详细剖析。作者没有停留在教会读者“如何写程序”的层面，而是着重探讨了“如何写出高效、稳定且易于维护的程序”。书中提供了一些经典的调试技巧和故障排除流程图，这些内容在实际工作中往往是最耗费精力的部分。通过阅读这些内容，我开始理解，为什么在工业控制领域，代码的可读性和健壮性与功能实现同等重要。虽然初次接触这些符号和逻辑块时仍感吃力，但作者通过大量的图示和注释，将抽象的控制流程具象化了，这大大降低了学习曲线的陡峭程度。

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深入阅读后，我发现这本书的叙事节奏把握得相当出色，它并没有一味地强调理论的深度，而是将理论知识巧妙地植入了实际应用场景中。有一部分章节专门讨论了如何将传统的机电系统升级为具备联网和远程控制能力的“智能”设备。我注意到作者在阐述这些升级路径时，非常注重成本效益分析，这对于我们这些希望将技术落地到商业产品开发的人来说，无疑是极其宝贵的经验。例如，书中对比了几种不同的通信协议在智能电器中的适用性，从早期的串行通信到现今流行的基于TCP/IP的解决方案，分析了它们在带宽、延迟和功耗方面的取舍。这种务实的态度，使得这本书的实用价值远超一般教科书的范畴。它更像是一本经验丰富的工程师手把手指导的实战手册，而不是冷冰冰的理论堆砌。我特别欣赏作者在描述系统架构时所采用的模块化思维，这对于理解复杂系统的构建逻辑至关重要。

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