可编程序控制器模拟量及PID算法应用案例

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页数:142
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出版时间:2008-3
价格:15.80元
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isbn号码:9787040233445
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  • 自动化
  • bruce.pang
  • PLC
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具体描述

《可编程序控制器模拟量及PID算法应用案例》以OMRON公司生产的CP1H、CJ1H型可编程序控制器(PLC)为基本机型,结合编者的教学与工程实践经验,引用典型实例详细介绍了PLC模拟量输入/输出单元的基本原理和使用方法,数字滤波、量程变换和。PID算法的编程方法。借助此书,读者将循序渐进地掌握处理模拟量的典型方法,举一反三,触类旁通。

工业自动化系统设计与实践:从基础理论到前沿应用 本书旨在为工程师、技术人员和高等院校师生提供一个全面、深入且注重实践的工业自动化系统设计与实施指南。 本书超越了单一控制器技术的范畴,着眼于构建一个完整、可靠且高效的自动化生产线所需的系统级思维和综合技能。全书结构严谨,内容覆盖了从底层传感器/执行器选型、网络通信协议到高级数据分析与系统集成等多个关键层面。 第一部分:自动化系统基础架构与硬件选型 本部分首先确立了现代工业自动化系统的基本框架和关键组成要素,强调硬件层面的可靠性和兼容性是系统稳定的基石。 第一章:工业控制系统(ICS)的演进与现代架构 本章首先回顾了控制系统的发展历程,从早期的继电器逻辑到集中式DCS(集散控制系统)和分散式PLC(可编程逻辑控制器)的融合。重点剖析了当前主流的工业控制系统架构,如三层或四层结构模型(感知层、控制层、监控层、管理层),并详细阐述了面向制造的物联网(IIoT)概念如何重塑这些架构。讨论了系统设计时必须考虑的冗余策略、故障诊断机制以及如何根据过程复杂度和关键性选择合适的系统平台。 第二章:现场设备选型与数据采集基础 本章聚焦于与物理世界交互的设备。详细介绍了各类传感器(如压力、温度、流量、液位、位移传感器)的工作原理、精度等级、抗干扰能力及在不同工况下的适用性。同时,深入探讨了执行器(如伺服电机、变频器、控制阀)的选型原则,包括响应速度、力矩/流量特性与控制精度的匹配。此外,系统地讲解了信号调理电路的设计,包括隔离、滤波、线性化处理,以及模数转换(ADC)和数模转换(DAC)的技术参数对控制系统性能的实际影响。本章特别强调了现场总线技术(如Profibus DP/PA, Foundation Fieldbus, HART)在现场设备连接中的作用和数据可靠性保证。 第三章:工业网络通信协议与数据集成 在现代自动化工厂中,高效、可靠的通信是实现信息透明化的核心。本章全面对比了主流的工业以太网协议,如Profinet IO, EtherNet/IP, Modbus TCP/IP,分析了它们在实时性、带宽、确定性方面的差异及其适用场景。对于传统串行通信(如RS-485/Modbus RTU),本章提供了详细的电气规范、多主/多从站的仲裁机制及数据帧的解析方法。更进一步,探讨了OPC UA作为跨平台、安全的数据交换标准,在实现OT(运营技术)与IT(信息技术)融合中的关键技术细节和安全配置要求。 第二部分:控制策略的深度解析与优化 本部分将重点从数学模型和算法实现两个层面,深入剖析控制理论在实际工程中的落地应用,关注系统动态性能的提升。 第四章:经典控制理论的工程化重构 本章回归控制理论的核心,但侧重于工程实践中的简化与应用。详细解析了经典PID控制器的结构(串联、并联、ISA标准形式),并系统地梳理了离散化技术(如零阶保持法、一阶保持法)对连续时间控制器的影响。重点讨论了饱和、积分抗饱和、死区补偿等在实际控制器软件模块中常见的非线性处理技术。此外,还引入了前馈控制、级联控制等复合控制结构的构建方法,以应对多变量耦合或存在显著时间延迟的复杂过程。 第五章:系统辨识与过程建模 在设计高级控制策略之前,准确的过程模型是基础。本章系统介绍了工业过程中动态特性辨识的方法,包括时域实验(阶跃响应法、脉冲响应法)和频域实验(正弦扫描法)。详细讲解了如何利用系统辨识工具箱对实验数据进行拟合,建立一阶加时间延迟模型(FOPDT)或更高阶模型。此外,本章还介绍了基于物理原理的建模方法(如质量、能量守恒方程),并讨论了模型失配时,控制系统鲁棒性设计的基本原则。 第六章:先进控制技术在过程优化中的应用 超越基础的反馈控制,本章深入探讨了提升系统性能和稳定性的先进控制技术。详细介绍了模型预测控制(MPC)的核心原理,包括滚动时域优化、约束处理机制以及如何通过选择合适的预测模型实现对未来扰动的提前补偿。此外,还涵盖了先进的自适应控制技术(如自整定PID、基于模型的自适应控制),用于处理系统参数随时间变化的工况。对模糊控制和神经网络控制的基本思想也进行了概述,强调其在缺乏精确数学模型时的应用价值。 第三部分:系统集成、安全与智能制造集成 本部分将视角从单个回路提升到整个生产线的集成层面,探讨系统可靠性、信息安全以及向更高级的智能制造迈进的路径。 第七章:人机界面(HMI)设计与操作员培训 本章强调HMI/SCADA系统不仅仅是数据展示的窗口,更是人机交互的关键界面。详细讨论了有效的HMI设计原则,包括信息密度、颜色使用规范、报警管理策略(如ISA 18.2标准)。重点阐述了如何构建清晰的报警层级结构,以及如何设计直观的流程图和趋势分析界面,以支持操作员快速诊断和解决问题。同时,探讨了仿真技术在操作员培训中的作用。 第八章:工业控制系统的网络安全与合规性 随着工业系统与外部网络的连接日益紧密,网络安全成为重中之重。本章系统讲解了ISA/IEC 62443系列标准框架,并从物理隔离、网络分段(使用防火墙和DMZ)、访问控制、身份验证等方面,提供了构建纵深防御体系的具体技术方案。涵盖了对恶意软件的防御、补丁管理策略以及安全事件的监控与响应机制。 第九章:数据驱动的制造优化与互操作性 本章展望了控制系统在智能制造中的角色。探讨了如何高效地从控制层采集高频数据,并进行清洗、存储和结构化处理,以支撑后续的分析任务。详细介绍了MES(制造执行系统)在生产调度、质量追溯和批次管理中的功能,以及如何通过标准接口(如OPC UA或MQTT)实现控制系统与MES/ERP系统间的数据无缝流动。最后,对设备健康管理(PHM)和预测性维护的初步概念进行了介绍,强调了数据挖掘在发现潜在故障模式中的作用。 通过对以上九个关键领域的详尽阐述和案例分析,本书力求为读者提供一套完整的、贯穿始终的工业自动化系统设计与实践方法论,使读者能够胜任从方案设计、设备选型、算法实现到系统集成的全流程工作。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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作为一名在食品加工行业工作的电气工程师,我深知精确控制在保证产品质量和生产效率方面的重要性。在我们的生产线上,许多关键的工艺参数,如温度、湿度、流量、压力等,都需要通过PLC进行精确的模拟量控制,并且经常需要借助PID算法来实现稳定的运行。然而,食品加工过程中的环境条件变化多端,例如物料的特性会随着批次而有所不同,环境温度和湿度也会影响设备的运行状态,这些都会给PID参数的整定带来挑战。我非常需要一本能够深入讲解PID算法在食品加工行业的具体应用,以及如何在复杂多变的工况下进行PID参数优化和补偿的书籍。我希望这本书能够提供一些在类似行业中取得成功的案例,例如在烘焙、发酵、巴氏杀菌等过程中,PLC模拟量和PID控制是如何发挥作用的。同时,我也关注书中对于模拟量信号处理方面的讲解,例如如何有效地处理传感器信号的噪声和漂移,如何进行PLC模拟量输入输出模块的选型和配置,以及如何进行PLC程序的优化以提高控制精度和响应速度。这本书能否为我提供一些实用、可操作的经验和方法,帮助我解决实际生产中遇到的难题,提升自动化控制水平,我对此非常期待。

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作为一名在智能仓储领域工作的技术人员,我非常关注自动化设备中PLC的应用。在我们的智能立体仓库系统中,AGV(自动导引车)、输送带、升降机等都离不开PLC的精确控制,其中模拟量信号的处理和PID算法的应用是实现高效、稳定运行的关键。例如,AGV在路径跟踪和避障过程中,需要精确控制其速度和转向角度;升降机在上下运动过程中,需要平稳的加减速控制。我希望这本书能够提供一些关于PLC在智能仓储物流自动化中的具体应用案例,重点讲解模拟量信号的采集、处理与控制,以及PID算法在AGV速度控制、位置控制、升降机运动控制等方面的应用。我希望书中能够详细介绍如何在PLC程序中实现这些控制逻辑,包括如何进行PID参数的整定,如何处理传感器信号的误差,以及如何通过PLC网络通信与上位系统进行数据交互。此外,我也关注书中是否能够提及一些更高级的控制策略,例如将PID算法与模糊逻辑、神经网络等相结合,以实现更智能化的仓储管理。这本书能否为我提供一些实用的技术指导和丰富的案例参考,帮助我更好地理解和应用PLC技术,从而优化仓储系统的性能,我对此抱有极大的期待。

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这本书的封面设计相当吸引人,金属质感的标题配合简洁的工业风格图片,瞬间就能抓住那些在自动化领域摸爬滚打的工程师们的目光。我是一名在电力行业工作的技术员,平时的工作内容就离不开PLC,尤其是在一些关键的生产环节,模拟量控制和PID算法的精准应用是保障设备稳定运行的重中之重。市面上关于PLC的书籍不少,但很多要么过于理论化,要么案例分析流于表面,很难真正解决实际工作中遇到的棘手问题。当我看到这本书的题目时,立刻就被“模拟量”和“PID算法应用案例”这两个关键词所吸引。我一直在寻找一本能够系统性地讲解模拟量信号处理,并且提供大量真实、可操作的PID应用案例的书籍,以期能够提升自己在这些方面的理论基础和实践技能。特别是PID算法,虽然原理不复杂,但在实际应用中,如何根据不同的工况进行参数整定,如何处理信号的噪声和延迟,以及如何与其他控制策略协同工作,这些都是非常考验工程师功力的。我希望这本书能够深入浅出地解答这些疑问,并且提供的案例能够涵盖不同行业、不同应用场景,这样我才能从中学习到更广泛的经验,并将这些经验灵活地运用到我的工作中,解决实际生产中的瓶颈问题。这本书能否为我打开新的视野,提供切实可行的解决方案,我对此充满了期待。

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作为一名多年从事工业自动化控制的工程师,我对PLC模拟量输入输出以及PID控制算法的应用有着深刻的理解和丰富的实践经验。然而,随着技术的不断发展和应用场景的日益复杂化,我们依然面临着许多新的挑战,例如如何更高效地处理高精度模拟量信号,如何应对复杂干扰下的PID控制稳定性问题,以及如何将PID算法与其他先进的控制策略(如模糊控制、自适应控制)相结合,以实现更优越的控制效果。我一直在寻找一本能够提供前沿技术理念和深入案例分析的书籍,以帮助我不断更新知识体系,提升解决复杂工程问题的能力。这本书的名称,尤其是“应用案例”这几个字,让我感到非常有吸引力。我非常希望这本书能够提供一些不同于传统教科书的、更具前瞻性的内容,比如针对特定行业(如新能源、智能制造)的模拟量控制和PID应用新趋势,或者是一些关于PLC硬件选型、通信协议在模拟量处理中的注意事项。对于PID算法部分,我更关注其在非线性系统、时变系统以及多变量耦合系统中的应用,以及相关的仿真和优化工具。这本书能否为我提供这些深度和广度兼备的内容,从而拓开启我解决更复杂自动化难题的新思路,这是我非常期待的。

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我是一名自动化专业的在读研究生,目前正在进行毕业论文的研究。我的研究方向与PLC的模拟量控制和PID算法的应用密切相关,尤其是在机器人协同作业中的精确位姿控制方面。在文献调研过程中,我接触到不少关于PLC和PID的理论书籍,但总觉得缺乏一些与实际工程紧密结合的案例分析,这对于我将理论知识转化为实际的控制策略并进行验证非常不利。这本书的出现,无疑为我提供了一个宝贵的资源。我希望这本书能够详细介绍模拟量信号的采集、滤波、放大等预处理过程,以及如何将其转化为PLC可以识别和处理的数据。在PID算法方面,我希望能看到针对不同应用场景下PID参数的调优技巧,以及如何通过仿真软件(如MATLAB/Simulink)来辅助PID参数的整定和系统性能的评估。更重要的是,我非常期待书中能够提供一些跨领域、跨行业的典型应用案例,比如在航空航天、医疗设备、智能交通等领域,PLC模拟量和PID算法是如何被巧妙运用的。通过学习这些案例,我希望能从中汲取灵感,为我的论文研究提供更丰富的素材和更清晰的思路,帮助我更全面地理解和掌握PLC在高级控制应用中的潜力。

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我对工业自动化领域有着浓厚的兴趣,并一直致力于学习和掌握相关的技术知识。作为一名爱好者,我经常会购买一些与PLC、机器人、传感器等主题相关的书籍来充实自己的知识储备。最近,我注意到一本名为《可编程序控制器模拟量及PID算法应用案例》的书籍,其标题立刻引起了我的注意。虽然我目前还不是一名专业的工程师,但我对PLC模拟量控制和PID算法的应用原理非常感兴趣。我希望这本书能够从最基础的概念讲起,清晰地解释模拟量信号的转换过程,以及PID算法是如何工作的。同时,我也非常期待书中能够提供一些生动形象的案例,展示PID算法在实际生活或工业生产中的应用,例如智能家居的温度控制、无人机的飞行姿态稳定等。通过学习这些案例,我希望能更直观地理解这些抽象的控制原理,并从中学习到一些基本的编程思路和调试方法。即便我无法完全掌握所有高深的专业知识,但如果这本书能让我对PLC模拟量控制和PID算法有一个更全面、更深入的认识,并激发我进一步学习的兴趣,那么它就已经是一本非常成功的书籍了。我对这本书能否为我打开通往更广阔的自动化世界的大门,充满了好奇。

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我是一名在制造业一线工作的电气工程师,日常工作主要围绕着PLC和自动化设备的维护与升级。在实际工作中,我们经常会遇到需要精确控制温度、压力、流量等模拟量参数的场景。而PID控制,更是我们实现这些精确控制的基石。然而,在实际的PID参数整定过程中,我们常常会遇到各种各样的问题,例如参数调整不当导致的振荡、响应缓慢,或者是在不同工况下需要反复调整参数才能达到理想效果。因此,我非常渴望能够获得一本能够提供系统性指导和丰富实践经验的专业书籍。这本书的标题“可编程序控制器模拟量及PID算法应用案例”恰好契合了我的需求。我特别关注书中关于PID算法的讲解,希望能够更深入地理解不同整定方法(如Ziegler-Nichols方法、临界比例法、衰减震荡法等)的优劣势,以及在实际应用中如何根据被控对象的特性选择最合适的整定策略。同时,我也期待书中能够提供大量不同行业的真实应用案例,例如在注塑机、包装机、数控机床等设备中,模拟量控制和PID算法是如何具体实现的,以及在这些案例中遇到的常见问题和解决方法。通过学习这些案例,我希望能将理论知识与实际操作相结合,提升自己的故障排除能力和系统优化水平,最终为生产线的稳定运行和效率提升贡献自己的力量。

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我在机床制造行业工作,主要负责数控设备的电气系统设计和调试。在数控机床的运动控制中,PID算法扮演着至关重要的角色,它直接影响到刀具的进给速度、主轴的转速以及各个轴的定位精度。而模拟量信号的采集和处理,则是实现精确运动控制的基础。我一直在寻找一本能够全面、深入地讲解PLC在数控机床应用中的模拟量控制和PID算法的书籍。我希望这本书能够详细介绍如何利用PLC的模拟量输入输出功能,实现对伺服驱动器、变频器等执行机构的精确控制。在PID算法方面,我尤其关注书中关于在伺服系统中如何进行PID参数整定,如何应对系统中的摩擦、背隙等非线性因素,以及如何通过PLC程序实现更高级的运动控制功能,例如电子齿轮、凸轮等。同时,我也希望书中能够提供一些在不同类型的数控机床(如车床、铣床、磨床)上的典型应用案例,展示PLC模拟量和PID算法在提高加工精度、生产效率和设备可靠性方面的具体应用。这本书能否为我提供一些创新性的解决方案和实用的工程技巧,从而帮助我设计出更先进、更可靠的数控机床控制系统,我对此充满信心。

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作为一名初入PLC编程行业的新人,我对于各种控制算法总是感到既好奇又有些畏惧。尤其是模拟量控制,它涉及到传感器信号的采集、转换以及执行器的精确输出,每一个环节都至关重要,稍有不慎就可能导致整个系统失控。而PID算法,更是自动化控制领域的核心,它的原理虽然在教科书中屡见不鲜,但在实际工程中,如何根据被控对象的特性进行参数的优化,如何应对各种干扰,如何保证系统的稳定性和响应速度,这些都是需要大量实践经验和深入理解才能掌握的。我拿到这本书后,首先翻阅了目录,发现它非常系统地从模拟量信号的基础知识讲起,然后逐步深入到PID算法的原理、调参方法,最后还有大量的应用案例。这种循序渐进的讲解方式,对于我这样的新手来说,无疑是极大的福音。我非常看重书中的案例部分,因为理论的学习最终还是要落地到实践。我希望通过这些案例,能够直观地理解PID算法在不同场景下的应用,学习到成功的经验和避坑指南。比如,在温度控制、液位控制、速度控制等场景下,PID参数的整定方式会有哪些差异?如何处理系统中的死区、饱和等非线性因素?这些都是我在实际学习和工作中非常渴望解决的问题。这本书能否为我打下坚实的理论基础,并提供足够多的实践指导,让我能够自信地进行PLC的模拟量控制和PID算法的应用,这正是我最期待的。

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作为一个在石化行业工作的资深工程师,我对PLC在工艺控制中的重要性有着切身的体会。尤其是在炼油化工过程中,对温度、压力、流量、液位等关键参数的精确控制,直接关系到产品质量、生产效率和安全环保。而PID控制作为最基础也是最常用的控制算法,其重要性不言而喻。然而,在实际的化工生产中,被控对象往往具有非线性、时滞、干扰强等特点,这就给PID参数的整定带来了极大的挑战。我一直在寻找一本能够提供权威、实用、贴合化工行业特点的PLC模拟量及PID算法应用案例的书籍。我非常关注书中是否能够深入讲解PID算法在化工领域的具体应用,例如在蒸馏塔、换热器、反应釜等设备中的控制策略,以及如何处理化工过程中常见的干扰和不确定性。同时,我也希望书中能够提供一些关于PLC模拟量输入输出硬件的选型、接线、校准方面的详细指导,以及在实际操作中可能遇到的常见故障及其排除方法。如果这本书能够为我提供一些前沿的PID控制技术,例如模型预测控制(MPC)与PID的结合应用,或者基于模糊逻辑的自适应PID控制,那将更是锦上添花。我希望通过这本书,能够进一步提升我在化工过程控制方面的专业技能,为保障生产安全、提高经济效益贡献力量。

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