常用可编程序控制器及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:谢少荣罗均吴安德

出品人:

页数:230

译者:

出版时间:2006-6

价格:32.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502585662

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
• 实操
• 入门
• 教材

现代工业自动化控制技术解析 在飞速发展的工业4.0时代，自动化和智能化已成为衡量一个国家工业水平的重要标志。而在这场深刻的变革中，Programmable Logic Controller (PLC)，即我们常说的可编程序控制器，扮演着至关重要的角色。它如同工业生产线上的“大脑”，指挥着机器的精准运行，保障着生产的高效稳定。本书旨在系统性地阐述现代工业自动化控制的核心技术，从基本原理到前沿应用，为读者提供一个全面深入的认知框架，助您洞悉自动化控制的奥秘，掌握驾驭未来工业的钥匙。 第一章：工业自动化的基石——可编程序控制器的核心概念 本章将带领读者穿越回自动化控制的黎明时期，追溯PLC从无到有的发展历程，理解其诞生的必然性以及在工业自动化进程中的历史地位。我们将深入剖析PLC的基本构成，揭示其硬件组成，如中央处理器（CPU）、存储器（Memory）、输入/输出（I/O）模块，以及它们各自承担的功能。通过详细的图示和实例，读者将清晰地认识到PLC如何通过扫描输入信号、执行用户程序、输出控制指令，实现对生产过程的精确调控。 我们将重点阐述PLC的编程理念，即“梯形图”（Ladder Diagram）的由来和发展。梯形图以其直观易懂的电路图形式，极大地降低了自动化控制技术的门槛，使得电气工程师和技术人员能够快速上手。本章还将引入其他重要的PLC编程语言，如指令表（Instruction List）、顺序功能图（Sequential Function Chart）、结构化文本（Structured Text）和功能块图（Function Block Diagram），并分析它们各自的适用场景和优势，为后续的学习打下坚实的基础。 理解PLC的扫描周期和工作原理是掌握其核心的关键。我们将详细讲解PLC的周期性工作流程，包括输入刷新、程序执行、输出刷新以及通信处理等环节，并通过生动的比喻帮助读者形象地理解PLC的“思考”过程。此外，本章还将简要介绍PLC在不同工业领域的早期应用案例，如简单的开关量控制、定时器和计数器应用，从而勾勒出PLC初步应用的轮廓。 第二章：PLC的硬件世界——深入理解核心组件 在第一章建立了宏观认知后，本章将带领读者走进PLC的硬件世界，对其核心组件进行更为详尽的剖析。 中央处理器 (CPU) 的奥秘： CPU是PLC的“大脑”，负责执行用户程序、处理数据和管理系统。我们将深入探讨不同类型CPU的处理能力、指令集以及它们对PLC性能的影响。从早期的8位、16位CPU到如今强大的32位、64位CPU，其性能的飞跃如何推动了自动化控制技术的进步，将是本章的重点。我们将分析CPU的内存管理单元（MMU）、中断控制器、定时器/计数器硬件模块等，理解它们如何协同工作。 存储器的智慧： 存储器是PLC的“记忆”，用于存放程序、数据和系统参数。本章将详细介绍不同类型的存储器，如RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器），以及它们在PLC中的作用。我们将探讨用户程序存储区、数据存储区（如位、字节、字、双字）、输入/输出映像区、特殊寄存器等，并解释它们如何与CPU进行交互。 输入/输出 (I/O) 模块的感知与执行： I/O模块是PLC与外部世界沟通的桥梁，负责接收来自传感器、开关等输入设备的信号，并将CPU发出的控制指令转化为驱动执行器（如电机、阀门、指示灯）的信号。本章将详细介绍不同类型的I/O模块，包括数字量输入/输出模块（DI/DO）、模拟量输入/输出模块（AI/AO）、高速计数器模块、脉冲输出模块等。我们将分析它们的电气特性、信号隔离技术、抗干扰能力，以及如何根据实际应用需求进行选择和配置。 通信接口与扩展能力： 现代PLC不再是孤立的设备，而是需要与其他设备和系统进行高效通信。本章将介绍PLC常见的通信接口，如RS-232、RS-485、Ethernet（以太网）、Profibus、Profinet等，并深入分析它们的工作原理、通信协议以及在构建分布式控制系统中的作用。此外，我们还将探讨PLC的扩展能力，如通过扩展模块、远程I/O等方式，如何提升PLC的处理能力和覆盖范围，以适应日益复杂的工业场景。 第三章：PLC的灵魂——编程语言与指令详解 编程是赋予PLC生命的关键步骤。本章将深入剖析PLC的编程语言，从基础到进阶，为读者提供扎实的编程技能。 梯形图 (Ladder Diagram) 的艺术： 作为最直观的PLC编程语言，梯形图的精髓在于其与电气控制线路的紧密联系。本章将详细介绍梯形图的基本元素，如触点（常开、常闭）、线圈、定时器、计数器、比较指令、数学运算指令等，并通过大量的实例，讲解如何用梯形图实现复杂的逻辑控制。我们将分析不同指令的用法、参数设置以及它们如何组合成完整的控制程序。 指令表 (Instruction List) 的高效： 指令表语言以其紧凑的代码形式，在某些场景下能够更有效地实现复杂功能。本章将介绍指令表的语法规则、常见指令（如LD、ST、OUT、AND、OR、MOV、ADD、SUB等）的功能和用法，并将其与梯形图进行对比，帮助读者理解它们的异同和各自的优势。 结构化文本 (Structured Text) 的灵活： 结构化文本语言更接近于高级编程语言，以其强大的表达能力和灵活性，适用于实现复杂的算法和数据处理。本章将介绍结构化文本的语法结构，如变量声明、赋值语句、条件语句（IF-THEN-ELSE）、循环语句（FOR、WHILE）等，并展示如何利用其编写更具可读性和维护性的程序。 顺序功能图 (Sequential Function Chart) 的流程化： 顺序功能图是一种以图形化方式描述顺序控制过程的编程语言，非常适合于描述状态机和流程化的控制任务。本章将介绍顺序功能图的基本组成，如步、转移、条件、动作等，并演示如何用其清晰地表达复杂的工艺流程。 功能块图 (Function Block Diagram) 的模块化： 功能块图语言通过将功能封装成可重用的功能块，强调模块化和组件化编程，提高了程序的可维护性和可扩展性。本章将介绍功能块的定义、调用以及如何利用标准功能块库实现特定功能。 本章还将深入探讨PLC的编程技巧和调试方法，包括如何进行程序分块、注释、变量命名，以及如何使用在线监测、强制点位、逻辑分析仪等工具对程序进行有效的调试和优化，确保程序的稳定可靠运行。 第四章：PLC的应用实践——从简单到复杂 理论学习最终要回归实践。本章将通过一系列典型的工业应用案例，展示PLC强大的功能和广泛的应用前景。 开关量控制的经典应用： 我们可以从最基础的单电机正反转控制、星三角启动、Y-Δ降压启动等案例入手，展示如何利用PLC的开关量输入输出模块和基本的逻辑指令实现这些功能。 定时器与计数器的智慧运用： 定时器和计数器在工业控制中扮演着重要角色。本章将讲解不同类型的定时器（TON、TOFF、TP）和计数器（CTU、CTD）的使用方法，并展示如何利用它们实现延时启动、周期性控制、产量统计等功能。 模拟量控制的精度之道： 模拟量控制在温度、压力、流量等参数的精确调节中不可或缺。本章将介绍模拟量输入/输出模块的工作原理，以及如何利用PID（比例-积分-微分）控制器等算法，通过PLC实现对连续变量的精确控制。我们将分析PID参数整定方法，并探讨其在不同控制对象上的应用。 运动控制的精益求精： 随着伺服驱动器和步进电机技术的成熟，PLC在运动控制领域的应用也日益广泛。本章将介绍PLC在伺服和步进电机控制中的应用，包括位置控制、速度控制、插补运动等，并展示如何通过PLC程序实现复杂的机械臂运动、自动化生产线上的物料搬运等。 通信网络中的PLC： 在复杂的工业自动化系统中，PLC需要与其他设备协同工作。本章将深入探讨PLC在各种通信网络中的应用，如使用Modbus、Ethernet/IP、Profinet等协议与其他PLC、HMI（人机界面）、SCADA（数据采集与监视控制系统）以及MES（制造执行系统）进行数据交换和信息共享。 其他典型应用场景： 除上述内容外，本章还将触及PLC在生产过程监控、故障诊断、安全联锁、能源管理等方面的应用，为读者提供一个更广阔的视野。 第五章：PLC系统的设计与集成 一个完善的自动化控制系统并非仅仅依赖于PLC本身，而是需要精心的系统设计和集成。本章将从系统设计的角度，指导读者如何构建高效、可靠的自动化控制系统。 系统需求的分析与PLC选型： 在设计一个自动化控制系统之前，必须深入理解项目的需求，包括控制的复杂度、 I/O点数、通信需求、性能要求、环境条件等。本章将提供一套系统化的方法，指导读者如何根据这些需求，合理选择PLC的型号、品牌以及配置合适的I/O模块。 硬件配置与布线设计： 详细介绍PLC硬件的安装、连接规范，包括机架式、模块式PLC的安装方法，以及电源、接地、信号线、通信线等的正确布线原则，以确保系统的稳定性和安全性。 软件架构与程序模块化： 强调程序设计中的模块化思想，如何将大型项目分解成若干个可管理、可重用的子程序或功能块，提高程序的可读性和可维护性。讲解不同层次的程序结构，如主程序、子程序、中断程序、定时中断程序等。 HMI/SCADA系统的集成： 介绍如何将PLC与HMI（人机界面）和SCADA系统进行集成，实现生产过程的可视化监控、参数设置、报警管理和数据记录。分析不同HMI/SCADA软件的特点，以及它们与PLC的通信方式。 系统调试、优化与维护： 讲解系统调试的流程和方法，包括硬件连接检查、程序逻辑验证、联调测试等。探讨如何对系统进行性能优化，以及日常的系统维护和故障排除策略。 第六章：PLC发展趋势与前沿技术 工业自动化技术日新月异，PLC作为核心控制单元，也在不断演进。本章将展望PLC的未来发展方向，引领读者把握技术脉搏。 智能PLC与边缘计算： 探讨具备更强计算能力、内置AI算法的智能PLC，以及PLC在边缘计算中的作用，实现本地化的数据处理和决策，减少对云端的依赖。 网络化与工业物联网 (IIoT)： 深入分析PLC在工业物联网中的角色，如何与其他设备通过无线或有线网络连接，构建智能工厂，实现数据的互联互通和协同优化。 安全与可靠性： 探讨PLC在工业控制系统安全（Cybersecurity）方面的挑战与对策，以及如何提升PLC的可靠性，满足关键应用场景的需求。 与其他技术的融合： 如PLC与机器人、视觉系统、大数据分析、云计算等技术的融合，将催生出更多创新的自动化解决方案。 本书的编写目标是为所有对工业自动化控制技术感兴趣的读者提供一个全面、系统、深入的学习平台。无论是初学者想要入门，还是从业人员希望深化理解，亦或是研究者寻求前沿信息，都能从中获益。我们相信，通过对本书内容的学习和实践，您将能够更好地理解和应用PLC技术，在日新月异的工业变革中，掌握属于自己的主动权。

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拿到这本书后，我首先被它详尽的图例和截图所吸引。看得出来，作者在整理这些资料时下了不少功夫，很多截图都标注得非常清晰，而且非常贴合目前主流工业控制软件的界面风格，这大大降低了初学者理解的门槛。特别是关于模拟量处理的部分，讲解得尤为细致，不仅提到了常见的零点漂移和量程标定，还涉及了滤波算法的具体实现细节，这在很多同类书籍中是比较少见的深度。我特意翻阅了关于安全集成部分的章节，希望能找到一些关于功能安全标准（如IEC 61508/61511）在PLC层面如何具体实施的指导，毕竟这块是当前工业升级的重中之重。如果这本书能提供一些实际的项目代码片段，并附带详细的注释和逻辑分析，那对提升编程效率绝对有质的飞跃。总体而言，从内容的广度和深度来看，它似乎超越了一般的入门指南，更像是一本面向有一定基础，希望精进技能的工程师的案头必备手册。

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阅读这本书的过程中，我发现它的叙述风格非常严谨，几乎没有使用任何口语化的表达，一切都基于工程规范和标准来展开。这对于需要撰写正式技术文档的工程师来说是件好事，因为可以直接引用其中的术语和描述方式。不过，对于完全没有接触过自动化的新手来说，这种纯粹的理论推导可能会显得有些枯燥和晦涩。例如，在讲解定时器和计数器的逻辑特性时，作者使用了大量的布尔代数公式进行证明，虽然严密，但对于习惯于图形化编程的读者，可能需要反复对照才能真正领悟其内在机制。我个人比较欣赏它对“系统集成”这一块的阐述，它没有孤立地看待PLC本身，而是将其置于整个SCADA和MES系统的上下文中进行讨论，这体现了作者对现代工厂信息流动的深刻理解。如果能在网络通信协议（如EtherNet/IP, PROFINET）的配置和诊断方面再增加一些实战的“陷阱”和规避技巧，那就更完美了。

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这本书的篇幅着实令人印象深刻，感觉像是一部小型工具百科全书。我注意到其中有一个章节专门对比了不同编程语言在解决特定控制问题时的优缺点，比如，为什么在高速运动控制中会倾向于使用梯形图，而在批次控制中结构化文本更占优势。这种对比分析极其有价值，它教会读者如何“选择正确的工具”，而不是盲目地用一种语言解决所有问题。更让我感到惊喜的是，它似乎还涵盖了一些边缘但重要的领域，比如数据的归档和远程维护的最佳实践。在当前物联网（IIoT）的大背景下，如何确保远程访问的安全性和可靠性，是所有工程师都要面对的课题。如果这本书能提供一些关于VPN隧道建立或OPC UA服务器配置的指南，那就太贴合时代需求了。目前读下来感觉非常充实，知识密度非常高，需要细嚼慢咽才能消化。

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这本书的结构安排非常清晰，逻辑推进层次分明，从基础的硬件选型到复杂的算法实现，过渡得非常自然，就像是为一名实习生量身定制的进阶课程大纲。让我印象深刻的是它在“人机界面（HMI）与PLC的交互设计”这一块投入的篇幅。很多技术书籍往往只停留在PLC编程层面，而忽略了操作员的实际操作体验。这本书则强调了报警信息的有效分级和数据可视化的原则，这对于提升生产线的稳定性和操作效率至关重要。它似乎在引导读者，一个优秀的控制器不仅仅是能执行代码，更是一个稳定可靠的生产单元的基石。我特别期待后面关于高级PID控制和自整定算法的章节，希望它们不仅仅是理论阐述，还能提供一些经过验证的参数调整策略，毕竟现场的机械特性千差万别，通用的公式往往效果不佳。如果能附带一个配套的在线资源链接，提供更多动态演示或代码库，那将是锦上添花。

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这本书的封面设计倒是挺朴实的，看上去就是那种非常注重实用性的技术手册，字体选择上也比较传统，没有太多花里胡哨的元素。拿到手里沉甸甸的，页数应该不少，纸张的质感摸起来像是那种耐翻阅的哑光纸，希望内页的排版能跟得上这种实在的风格。从书脊上的信息来看，它似乎专注于提供基础理论和大量的实际案例，这对于我们这种需要快速上手解决现场问题的人来说，简直是福音。我特别关注了目录中关于“故障诊断与排除”那一章，希望它能提供一套系统化的思维框架，而不是零散的技巧堆砌。如果内容能深入到不同品牌PLC的底层逻辑差异，那就更好了，毕竟实际工作中接触到的设备型号五花八门，不能指望所有场合都使用同一品牌的控制器。这本书的定价如果合理，绝对是值得采购的工具书，毕竟好的参考资料能省下我们无数的调试时间。我更期待它在高级编程语言应用，比如结构化文本（ST）或者功能块图（FBD）方面的讲解深度，毕竟现在的自动化系统对复杂算法的需求越来越高了。

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