松下PLC编程与应用

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出版者:机械工业出版社
作者:高伟增
出品人:
页数:291
译者:
出版时间:2015-2
价格:49.80
装帧:平装
isbn号码:9787111485407
丛书系列:
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具体描述

本书以松下电工的FP系列PLC为例,系统地介绍PLC的产生与发展过程、组成、工作原理、系统的资源配置、指令系统和网络通信等内容,并联系应用实际,从工程应用的角度出发,详细阐述了采用PLC进行控制系统设计的方法与技巧,还给出了许多应用实例,内容系统而详尽。

本书可作为电气控制与机电一体化等领域从事PLC设计、开发与维护的工程技术人员的自学参考书和设计参考书,或作为高等院校自动化、电气工程、机电及机械工程等相关专业的教材,也可作为应用技术培训教材。

《现代嵌入式系统设计与实践》内容简介 本书旨在深入探讨现代嵌入式系统的设计理念、关键技术与工程实践,为读者构建一个全面且系统的知识体系。我们不再关注传统的、相对固定的工业控制领域,而是将视角投向飞速发展的物联网(IoT)、边缘计算、可穿戴设备以及智能硬件等前沿应用场景。 全书结构严谨,内容涵盖从底层硬件选型到复杂软件架构的完整生命周期。 第一部分:嵌入式系统基础与硬件选型(The Foundation) 本部分奠定读者理解现代嵌入式系统的基础。我们摒弃对特定品牌低端微控制器的深入介绍,转而聚焦于异构多核处理器架构和系统级芯片(SoC)的工作原理。 1. 现代处理器架构解析: 深入分析ARM Cortex-A、Cortex-M系列以及RISC-V架构的特点、性能指标和能效比优化策略。重点讲解流水线、缓存一致性、内存管理单元(MMU)与内存保护单元(MPU)在实时和非实时系统中的应用差异。 2. 片上系统(SoC)集成技术: 探讨现代SoC中包含的各种关键模块,如高性能GPU、专用加速器(如NPU/DSP)的互联机制(如AXI/NoC总线结构)。讨论电源管理单元(PMIC)如何实现动态电压与频率调节(DVFS)以适应不同负载。 3. 传感器与执行器接口标准: 详细介绍高速数据采集接口,包括MIPI CSI-2(用于视觉系统)、PCIe(用于高速外设扩展)以及低功耗无线通信协议(如BLE 5.x、LoRaWAN)的物理层和数据链路层细节。重点分析如何通过硬件设计优化噪声抑制和信号完整性。 第二部分:实时操作系统与内核移植(The Core Software) 本部分是嵌入式系统软件设计的核心,关注如何在资源受限的环境中实现可靠、高效的并发管理。 1. RTOS核心机制深入剖析: 不局限于单一的实时操作系统,而是对比分析FreeRTOS、Zephyr、VxWorks等主流RTOS在任务调度(固定优先级、轮转、截止时间(EDF)算法)、中断延迟、上下文切换开销等方面的优劣。重点讲解锁粒度和优先级继承/翻转协议的工程实现细节。 2. 设备驱动程序设计与抽象: 教授如何编写健壮、可移植的字符设备、块设备和网络设备驱动。讨论设备树(Device Tree)在描述硬件拓扑结构中的作用,以及如何利用内核提供的抽象层(如内核API、kobject)来管理驱动生命周期。 3. 裸机系统与引导加载程序: 详述嵌入式系统启动流程,从硬件复位到内核加载的全过程。深入解析U-Boot等引导加载程序的配置、分区管理和安全启动机制(如TrustZone的应用)。 第三部分:网络通信与系统集成(Connectivity and Middleware) 在万物互联的时代,网络能力是嵌入式设备不可或缺的组成部分。本部分聚焦于系统级的网络堆栈和中间件的集成。 1. 嵌入式TCP/IP协议栈优化: 讲解lwIP等轻量级TCP/IP协议栈的内存池管理、套接字编程模型。重点探讨如何在低带宽、高丢包率的网络环境下,通过调整TCP窗口大小、拥塞控制算法来提升应用性能。 2. 容器化与虚拟化在边缘侧的应用: 介绍Docker、Podman等轻量级容器技术如何在资源受限的边缘设备上实现应用的快速部署、隔离和更新。讨论Hypervisor技术在实现系统安全隔离和运行不同类型操作系统方面的应用。 3. 安全通信机制实现: 详细阐述TLS/SSL(如mbedTLS)在嵌入式设备上的资源消耗与性能权衡。讲解硬件安全模块(HSM)在密钥存储、身份验证和固件签名验证中的关键作用。 第四部分:高级应用开发与系统调优(Advanced Applications and Optimization) 本部分侧重于将基础知识应用于实际复杂场景,并提升系统的整体质量。 1. 嵌入式Linux应用开发: 深入讲解用户空间与内核空间的数据交互机制(如Sysfs, Procfs, Netlink),以及如何利用多线程、多进程模型高效处理I/O密集型和CPU密集型任务。 2. 性能分析与调试工具链: 教授使用GDB远程调试、SystemTap/eBPF进行动态内核跟踪,以及使用Perf工具分析CPU性能瓶颈。讲解如何通过分析Cache Miss率、TLB命中率来指导代码重构。 3. 面向OTA的固件空中升级(FOTA): 设计可靠的、原子性的固件更新机制。讨论如何利用A/B分区策略、差分包技术(Delta Update)来最小化升级过程中的系统宕机时间和带宽消耗,并确保回滚机制的有效性。 本书的特点在于强调工程思维和跨平台能力。它不再局限于特定的硬件编程范式,而是提供一套通用的设计方法论,帮助工程师理解现代复杂嵌入式系统背后的原理,并能快速适应下一代智能硬件的开发需求。内容深度覆盖了从汇编级启动到高级操作系统服务调用的全栈知识体系。

作者简介

目录信息

第2版前言
第1版前言
第1章可编程序控制器概述1
1.1可编程序控制器的产生与发展1
1.2PLC的分类4
1.3PLC的性能指标5
1.4PLC的特点与应用6
1.4.1PLC的主要特点6
1.4.2PLC的主要应用8
1.5PLC的组成9
1.6PLC的工作原理14
1.6.1概述14
1.6.2PLC的工作过程15
1.7FP-X系统的软件和硬件资源18
1.7.1FP-X系列PLC性能简介18
1.7.2内部继电器介绍23
1.8PLC的编程语言35
思考与练习37
第2章基本指令及其应用38
2.1基本顺序指令38
2.2基本功能指令45
2.3基本控制指令52
2.4比较指令59
2.5程序设计的基本方法68
2.5.1编程内容68
2.5.2编程方法概述68
2.5.3编程原则69
2.5.4编程技巧69
2.5.5编程应用举例70
2.6时序结构设计方法74
2.6.1起动和复位控制结构74
2.6.2优先控制结构75
2.6.3比较控制结构75
2.6.4分频结构76
2.6.5延时结构76
2.6.6顺序控制79
2.7用PLC代替继电器控制系统的设计方法82
2.7.1电动机正反转控制的设计82
2.7.2电动机减压起动的控制设计84
2.7.3电动机制动控制的设计84
思考与练习88
第3章高级指令及其应用91
3.1数据传送指令92
3.2BIN算术运算指令99
3.3BCD码算术运算指令108
3.4数据比较指令117
3.5逻辑运算指令121
3.6数据转换指令124
3.7数据移位指令146
3.8可逆计数与左/右移位指令151
3.9数据循环指令153
3.10位操作指令155
3.11特殊指令160
3.12高速计数器与脉冲输出控制指令168
3.12.1高速计数器的功能168
3.12.2高速计数器功能的使用171
3.12.3脉冲输出功能175
3.12.4脉冲输出功能相关指令179
3.13浮点型实数运算指令193
3.14PID控制指令208
思考与练习210
第4章编程器与编程软件的使用212
4.1概述212
4.1.1编程器的功能以及与PLC的连接设置212
4.1.2编程软件的特点212
4.1.3计算机与PLC的连接配置及软件安装213
4.1.4编程软件的基本使用方式213
4.2编程操作214
4.2.1FPⅡ型编程器介绍215
4.2.2FPⅡ型编程器的操作216
4.2.3FPWIN GR的编程操作218
4.3监控操作229
4.3.1监控的启动和停止229
4.3.2监控触点229
4.3.3监控数据230
4.3.4时序图监控232
思考与练习233
第5章PLC的应用设计234
5.1编程的一般原则234
5.2PLC设计的基本原则和步骤235
5.2.1设计原则及方法235
5.2.2PLC的选型237
5.2.3系统设计239
5.3调试与测试239
5.4应用设计举例240
5.5PLC应用中的抗干扰设计242
思考与练习248
第6章PLC的通信及网络功能249
6.1通信的基本概念249
6.1.1串行通信模式249
6.1.2异步通信和同步通信250
6.1.3波特率250
6.1.4通信接口251
6.1.5通信插件252
6.1.6串行通信的校验253
6.1.7基带传输与频带传输253
6.1.8计算机系统的通信标准254
6.2FP系列PLC的通信功能261
6.2.1PLC与计算机之间的通信262
6.2.2PLC与外围设备的通信262
6.2.3FP系列PLC与上位机PLC的通信262
6.3FP系列PLC的通信协议262
6.3.1MEWTOCOLCOM263
6.3.2MEWTOCOLDATA268
6.3.3MODBUS RTU通信269
6.4PLC网络结构与设计272
6.4.1CNET网络273
6.4.2MEWNETLink网络273
6.4.3FLink网络276
6.4.4ETLAN网络280
6.5现场总线技术介绍284
6.5.1现场总线技术的产生与特点285
6.5.2现场总线控制系统的基本概念286
6.5.3主要现场总线简介287
6.5.4FCS对计算机控制系统的影响289
6.5.5现场总线与局域网的区别291
思考与练习291
参考文献292
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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坦白说,在接触《松下PLC编程与应用》之前,我对于“松下PLC”这个品牌并没有特别的认知。然而,这本书的出现彻底改变了我的看法。它以一种非常系统化、专业化的方式,向我展示了松下PLC在工业自动化领域的强大实力和广泛应用。这本书的内容非常详实,涵盖了从硬件基础到高级应用的全方位知识。我印象最深刻的是,书中对于异常处理和安全防护的章节,这在很多同类书籍中都很少被提及,但对于工业生产的稳定性和安全性来说,却是至关重要的。作者在讲解过程中,会引用大量的实际工程案例,并且对案例的分析深入透彻,让我能够理解PLC在解决实际问题中所扮演的角色。我尝试着复现书中的一些复杂控制算法,在模拟环境中进行了验证,效果非常令人满意。这本书的排版设计也非常出色,清晰的章节划分、精美的插图和表格,都极大地提升了阅读体验。我尤其喜欢书中关于程序优化和维护的建议,这些内容对于延长PLC系统的使用寿命、降低维护成本非常有价值。总而言之,这是一本集理论性、实践性、系统性于一体的优秀教材,绝对是PLC工程师不可多得的参考书。

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这本书简直是工业自动化领域的一本宝藏!我本来对PLC编程领域知之甚少,感觉那是高深莫测的专业技术。但自从拿到《松下PLC编程与应用》这本书后,我发现自己打开了一个全新的世界。作者的讲解非常细腻,从最基础的PLC概念、硬件组成,到指令的详细解释,循序渐进,丝毫不含糊。我尤其喜欢书中关于梯形图、指令表、步进梯形图等编程语言的阐述,每个例子都配有清晰的图示和详细的步骤,让我能一步一步跟着操作,即使是初学者也能很快上手。书中的案例分析更是让人眼前一亮,涵盖了各种实际工业场景的应用,比如物料输送、液位控制、电机启停等等,这些案例不仅让我理解了理论知识如何落地,更激发了我自己动手实践的动力。我尝试着跟着书中的案例,在自己的电脑上用模拟软件进行编程和仿真,效果出奇地好,感觉就像真的在操作一台PLC一样。这本书的价值远不止于理论教学,它更像是一位经验丰富的工程师在手把手地指导你,让你在实践中学习,在学习中进步。这本书的语言通俗易懂,没有太多晦涩难懂的专业术语,即使不是专业科班出身,也能轻松读懂。强烈推荐给所有对工业自动化、PLC编程感兴趣的朋友们!

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我最近一直在研究一些自动化控制系统,希望能找到一本能够帮助我深入理解PLC的教材,而《松下PLC编程与应用》这本书的出现,无疑解决了我的燃眉之急。这本书的深度和广度都令人印象深刻。它并没有停留在简单的指令介绍层面,而是深入探讨了PLC在实际工程中的应用技巧和注意事项。例如,书中关于通信协议、网络组建的章节,对于理解分布式控制系统至关重要。我特别欣赏的是,作者在讲解过程中,经常会穿插一些“实战经验分享”,比如如何优化程序、如何进行故障诊断、如何提高系统的稳定性和可靠性等,这些内容是许多理论书籍无法提供的宝贵财富。书中的图表和流程图设计得非常直观,能够帮助读者快速把握复杂的控制逻辑。我尝试着将书中介绍的一些高级编程技巧应用到我的一个小型项目上,效果非常显著,大大提高了系统的响应速度和效率。此外,这本书还涉及了一些与PLC相关的周边技术,比如人机界面(HMI)的设计和应用,这让我在学习PLC编程的同时,也能触类旁通,对整个自动化系统的构建有了更全面的认识。这本书绝对是为有一定基础,希望进一步提升PLC应用能力的工程师量身定做的。

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这本书简直就是一本“PLC宝典”!我是一个对自动化控制充满好奇的学生,在寻找合适的入门书籍时,偶然发现了《松下PLC编程与应用》。原本以为会是一本枯燥的理论教材,没想到它却以一种极其生动有趣的方式,引领我进入了PLC编程的奇妙世界。书中的语言非常通俗易懂,仿佛作者就在我身边,耐心地给我讲解每一个概念。我喜欢书中大量的图文并茂的示例,它们将抽象的编程指令变得可视化,让我能够轻松理解每一个功能的实现原理。从最基础的开关量输入输出,到复杂的模拟量处理和PID控制,这本书都进行了详尽的介绍,并且每一个章节都提供了相应的实践练习,让我能够边学边练,巩固所学知识。我特别欣赏的是,书中不仅讲解了如何编程,还涉及了PLC在实际项目中的应用场景,比如在机器人控制、包装机械、恒温系统等领域的应用,这让我对PLC的广泛用途有了更深刻的认识。这本书就像一个多才多艺的老师,不仅教会我编程技能,还拓宽了我的视野,让我对工业自动化充满了更浓厚的兴趣。这本书的价值,远远超过了它的价格!

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对于我这样一位在工厂一线摸爬滚打多年的技术人员来说,一本真正实用的PLC教材是难能可贵的。《松下PLC编程与应用》这本书,正是我一直在寻找的那种“接地气”的书。它没有华而不实的理论堆砌,而是充满了实实在在的工程实践经验。我最喜欢的是书中对于不同型号松下PLC的详细介绍和选型指导,这对于我们日常工作中选择合适的PLC型号非常有帮助。书中的案例不是那种脱离实际的“纸上谈兵”,而是基于真实工业生产场景设计的,每一个案例都详细列出了硬件配置、接线图、程序编写过程以及调试方法,非常具有指导意义。我跟着书中的案例,对一些常用的控制功能进行了模拟和实际操作,解决了之前工作中遇到的一些疑难杂症。例如,书中关于伺服控制和步进电机控制的章节,对我改进现有的生产线上的自动化设备起到了关键作用。书中的篇幅虽然不少,但阅读起来并不枯燥,因为作者善于用生动的语言描述复杂的概念,并且穿插了一些“小贴士”和“注意事项”,让学习过程更加轻松有趣。这本书让我感觉,PLC编程不再是遥不可及的科学,而是可以通过努力和学习掌握的实用技能。

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