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出版者:电子工业出版社

作者:张大彪

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:15.00元

装帧:

isbn号码:9787505372351

丛书系列:

图书标签:

• 电子技术
• 技能培训
• 实训
• 电路分析
• 电子元件
• 模拟电路
• 数字电路
• 嵌入式系统
• 实践操作
• DIY

图书简介： 《现代工业控制系统设计与应用》 作者： 王伟 工程师，张敏 教授 出版社： 机械工业出版社 ISBN： 978-7-111-68709-1 --- 内容概述： 本书系统阐述了现代工业控制系统的基本原理、核心技术、系统架构设计以及工程实践应用。它不仅仅是一本理论教材，更是一本结合当前产业升级需求，面向实际工程应用的工具书。全书内容紧密围绕当前主流的、具有前瞻性的工业控制技术展开，旨在帮助读者建立起完整、深入的系统化认知，并具备独立进行复杂工业自动化项目设计、实施和维护的能力。 第一部分：控制系统基础与理论基石 (约300字) 本部分从现代控制理论的演进和工业自动化的历史背景切入，为读者打下坚实的理论基础。内容涵盖了经典控制理论（如传递函数、频率响应分析）与现代控制理论（如状态空间法、最优控制基础）的对比与融合。重点阐述了数字控制系统的采样与保持、量化误差分析以及数字PID控制器的设计优化方法，强调了先进控制算法在复杂非线性系统中的应用潜力。此外，还详细介绍了工业控制系统中的传感器和执行器的选型、精度标定以及抗干扰处理技术，确保读者理解如何将精确的物理信号转化为可靠的数字信息。 第二部分：可编程逻辑控制器（PLC）深度解析与编程实践 (约450字) PLC作为工业控制的“中枢神经”，在本篇中占据核心地位。本书以主流品牌（如西门子S7系列、罗克韦尔Logix系列）的硬件架构为蓝本，深入剖析了PLC的硬件结构、I/O模块配置及通信机制。 在编程方面，本书不仅涵盖了IEC 61131-3标准定义的五种基本语言（梯形图LD、指令表IL、结构化文本ST、功能块图FBD、顺序功能图SFC）的精要应用，更侧重于复杂逻辑的实现和优化。重点讲解了： 1. 先进的控制功能实现： 如多轴运动控制的插补算法、高速计数器的精确同步应用，以及如何利用PLC实现复杂的定时、计数和数据处理任务。 2. 故障诊断与安全机制： 详细介绍了PLC的在线/离线调试技巧、存储器管理、程序备份与恢复策略，并引入了功能安全（Functional Safety）的概念，讲解了安全PLC的选型和SIL等级验证的基本流程。 3. 程序结构化设计： 倡导模块化、面向对象的编程思想，指导读者如何编写出高可读性、易于维护和扩展的控制程序，避免“面条式”代码的产生。 第三部分：工业网络与数据通信：构建互联工厂 (约400字) 现代控制系统的高度集成性要求高效、可靠的网络通信。本部分聚焦于工业现场总线和以太网技术。 1. 现场总线技术对比： 详尽对比了Profibus DP/PA、DeviceNet、CANopen等传统现场总线的特点与适用场景。重点分析了它们在抗电磁干扰、数据传输速率和网络拓扑结构上的优劣。 2. 工业以太网的崛起： 全面深入讲解了基于Ethernet/IP、Profinet IO和Modbus TCP的通信协议栈。详细解析了实时性保障机制（如时间戳技术、确定性通信），并提供了实际的网络拓扑规划案例，包括星型、环型和混合型网络的组建与故障隔离方法。 3. 网络安全集成： 鉴于工业控制系统（ICS）面临的网络威胁日益增加，本书加入了专章论述ICS网络安全。内容包括防火墙的配置、VLAN的划分、数据加密传输（如VPN在远程维护中的应用），以及如何遵循IEC 62443标准来构建纵深防御体系。 第四部分：人机界面（HMI）与分布式控制系统（DCS）集成 (约350字) 人机交互界面是操作员与设备沟通的桥梁。本书对HMI的设计原则进行了深入探讨，包括信息分层显示、操作友好性（Fitts’s Law应用）、报警管理和趋势分析的可视化技术。 随后，本书将视角提升到更高层级的系统集成： 1. DCS架构与原理： 阐述了DCS与PLC在控制规模、冗余设计和系统开放性上的根本区别。详细介绍了DCS的控制站、监控站、工程师站的配置，以及其在大型流程工业（如化工、电力）中的优势。 2. SCADA系统应用： 重点剖析了SCADA（数据采集与监视控制系统）的功能模块，包括远程数据采集、历史数据库（Historian）的管理与查询，以及其与企业资源规划（ERP）系统之间的数据接口和信息集成策略。 3. 新兴技术展望： 最后，本书展望了工业物联网（IIoT）、边缘计算（Edge Computing）在控制系统中的初步应用，探讨了如何利用云计算和大数据技术对控制数据进行深度挖掘，实现预测性维护和生产过程的智能化优化。 本书特色： 工程导向强： 理论结合大量实际工程案例和系统配置截图，确保知识的实用性。 技术前沿性： 涵盖了从传统PLC到现代工业以太网和网络安全的全栈知识体系。 深度与广度兼备： 既有底层I/O的精细操作，也有系统架构层面的宏观设计。 适合读者： 自动化、机电一体化、电气工程专业的本科生及研究生；从事工业自动化项目的设计师、系统集成工程师；工厂设备维护和技术升级的技术人员；希望深入理解现代制造执行系统（MES）与控制层互联的业内人士。 --- 页数： 约780页 开本： 16开 建议零售价： 128.00 元

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这本《电子技术技能训练》的封面设计简洁大气，黑白配色中点缀着电路图的抽象线条，给人的第一印象是专业且严谨。我本来是想找一本关于高级嵌入式系统开发的进阶书籍，希望能深入了解ARM架构的底层驱动和实时操作系统（RTOS）的内核机制。然而，当我翻开这本书时，发现其内容似乎更侧重于基础的模拟电路和数字逻辑的搭建与调试，比如三极管的特性分析、运算放大器的基本应用，以及555定时器的设计。虽然这些知识点是电子工程的基石，但对于我目前的学习需求来说，深度略显不足。书中的例题大多是教科书式的标准电路，缺乏贴近实际工业应用的复杂案例，比如物联网节点的数据采集电路设计或者低功耗无线通信模块的接口调试。我期待看到更多关于电源管理IC（PMIC）选型、PCB电磁兼容性（EMC）设计规范，以及如何使用诸如Spice或Altium Designer进行复杂系统仿真和布局的实战经验分享。总体来说，它更像是一本面向大一或大二学生的实验指导书，对于追求前沿技术的工程师来说，信息增量有限。这本书在讲解基础概念时倒是条理清晰，图示也很规范，但对于需要快速上手解决实际工程难题的我，可能需要转向更具针对性的参考手册。

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这本书的语言风格非常平易近人，作者似乎很擅长用最简洁的文字解释复杂的概念，对于零基础的学习者无疑是友好的。我曾尝试用它来辅助我理解工业自动化控制系统中的一些常见故障排除方法，例如伺服驱动器与PLC之间通讯中断的常见原因分析，以及如何使用示波器进行波形捕获来诊断编码器信号的异常。这本书的内容，虽然核心是电路理论，但它在处理实际器件的参数和规格时显得有些保守和笼统。例如，在讨论传感器接口时，它通常只给出一个理想化的模型，而没有深入探讨不同厂家提供的实时传感器模块（如MEMS加速度计）在实际供电噪声或温度漂移下的表现。此外，书中几乎没有提及任何与工业标准（如IEC 61131-3编程标准或Profibus/EtherCAT协议的物理层接口规范）相关的实践内容。我原本希望这本书能提供一个从基础理论到行业实践的无缝过渡，但实际上，它更像是在一个封闭的实验室环境中进行的训练，与真实、复杂的工业现场需求保持着相当大的距离。我需要的是能直接带到生产现场解决问题的工具箱，而不是一套优美的理论构建。

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从一个对信号完整性（SI）和电源完整性（PI）有深度兴趣的角度来看，这本书几乎完全没有触及这些现代高速PCB设计中的关键领域。我购买这本书，是希望能找到关于如何处理高频信号传输线效应、设计合适的端接方式（如串联电阻、AC端接）以及如何进行去耦电容优化布局的专业指导。我的期望是能够看到诸如时域反射仪（TDR）的测试结果分析，或者通过仿真工具验证不同地平面分割策略对信号抖动的影响。遗憾的是，这本书的内容似乎停留在十年前甚至更早的低速设计范畴。它详细介绍了基尔霍夫定律在直流电路中的应用，花费了大量篇幅讨论晶体管的饱和区和截止区，但对于高速信号的上升沿和信号质量之间的关系，却避而不谈。甚至在提到PCB设计时，也仅仅是概念性的介绍，而没有提供任何关于层叠设计、阻抗控制走线的设计规范或实践指南。对于一个正在努力将产品推向GHz级别运行速度的工程师来说，这本书的理论深度和应用广度，实在无法满足我对“电子技术”前沿领域的期待。

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翻开这本书时，我带着一种期待，希望它能帮我解决目前工作中遇到的一个棘手问题：如何高效地利用FPGA实现一个高速数据流的预处理模块。我期望看到的是关于Verilog或VHDL的优化技巧，特别是如何针对特定的Xilinx或Intel器件进行资源高效的映射和时序收敛的策略。这本书的章节安排，从最开始的电阻、电容、电感的基础知识讲起，再到组合逻辑和时序逻辑的基本概念，进度显得非常缓慢且基础。我尝试在目录中寻找“高级逻辑综合”、“约束文件（XDC）编写指南”或者“硬核IP核（如DDR控制器）的参数配置”等章节，但都未找到。书中的实验环节似乎更集中于使用面包板搭建简单的LED闪烁电路或者设计一个四位加法器。这种侧重于“动手搭建物理原型”而非“优化软件或硬件描述语言代码”的侧重，让我感到有些脱节。我理解对于初学者来说，动手能力至关重要，但对于寻求突破瓶颈的专业人士而言，这本书提供的工具箱可能还停留在基础工具层面，缺少了能够解决“百万门级”复杂设计的“重型机械”。或许它更适合那些刚接触电子工程，需要建立扎实理论框架的人群，但对于我这种需要攻克高速数字设计瓶颈的读者来说，它提供的帮助非常有限。

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这本书的排版和印刷质量出乎意料地好，纸张厚实，文字清晰，这在长时间阅读和对照电路图时非常友好。我当初购买这本书，是冲着其“技能训练”的标题，希望能够找到一套系统的、实战性的项目驱动型教程，最好能覆盖从需求分析到最终产品测试的完整流程。我心目中的“技能训练”应该是诸如“设计一个符合医疗级标准的便携式生命体征监测仪”或者“开发一套低延迟的工业级CAN总线通信系统”这类复杂的、需要跨学科知识整合的项目。然而，书中提供的案例大多是孤立的功能模块训练，比如“如何使用运放搭建滤波器”或者“如何设计一个基本的ADC采样电路”。这些训练单元虽然基础扎实，但它们之间的联系并不紧密，读者很难将这些零散的技能串联成一个完整的工程思维。更让我感到遗憾的是，书中几乎没有提及版本控制、模块化设计理念在硬件描述语言中的应用，也没有对主流EDA工具链进行深入的剖析和对比。它更像是一本知识点的罗列而非技能的系统化培养，缺乏将知识转化为解决实际问题能力的桥梁。

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