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出版者:清华大学

作者:殷洪义//吴建华

出品人:

页数:385

译者:

出版时间:2008-10

价格:39.00元

装帧:

isbn号码:9787302183068

丛书系列:

图书标签:

• PLC
• 可编程逻辑控制器
• 工业自动化
• 电气控制
• 编程
• 技术
• 实践
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• 工程师
• 学习

《工业自动化控制系统设计与应用》 本书聚焦于现代工业自动化领域的核心技术与实践，旨在为读者构建一个全面而深入的工业控制系统知识体系。全书分为三大模块，层层递进，从基础理论到系统架构，再到实际应用与前沿趋势，力求覆盖工业自动化控制的方方面面。 第一模块：工业自动化控制系统基础理论与核心技术 本模块将为读者打下坚实的理论基础。我们首先从控制系统概述入手，深入剖析自动化控制的定义、发展历程及其在现代工业中的重要地位。随后，我们将详细阐述经典控制理论，包括自动控制系统的基本组成、数学模型建立（如传递函数、状态空间方程），以及时域和频域分析方法，如伯德图、奈奎斯特图、根轨迹等。在此基础上，我们将重点介绍现代控制理论，包括PID（比例-积分-微分）控制器的原理、设计与优化，这是工业控制中最常用且最有效的控制算法之一。我们将探讨不同PID整定方法，如Ziegler-Nichols法、临界比例度法以及模型参考自适应控制（MRAC）等，并结合实际案例分析PID在温度、压力、流量等参数调节中的应用。 接着，我们深入研究传感器与执行器技术。传感器是工业自动化的“眼睛”和“耳朵”，我们将详细介绍各类工业传感器的工作原理、技术参数、选型原则及应用场景，例如温度传感器（热电偶、热电阻）、压力传感器、流量传感器、液位传感器、位置传感器、编码器、接近开关、光电开关等。同时，我们也涵盖了执行器，即工业自动化的“手”和“脚”，重点介绍电动执行器（如伺服电机、步进电机）、气动执行器、液压执行器的工作原理、选型及控制方式，以及它们在阀门控制、电机驱动、机械运动等方面的应用。 此外，本模块还将探讨信号处理与通信技术。工业现场信号的采集、滤波、放大以及数字化处理是实现精确控制的前提。我们将介绍模拟信号与数字信号的转换（ADC/DAC）、滤波器设计（低通、高通、带通）以及常用的信号处理算法。在通信方面，我们将聚焦于工业通信网络，详细介绍工业以太网、现场总线（如CAN总线、Profibus、DeviceNet、Modbus）的工作原理、特点、通信协议以及在数据采集与传输中的作用。我们还将简要介绍无线通信技术在工业自动化中的应用。 第二模块：工业自动化控制系统架构设计与实施 在掌握了基础理论后，本模块将引导读者构建完整的工业自动化控制系统。我们将从分布式控制系统（DCS）的架构设计、功能模块、组态与编程、系统集成与调试等方面进行深入讲解。DCS系统在大型、连续性生产过程控制中发挥着至关重要的作用，我们将通过案例分析，展示DCS在流程工业（如石化、电力、冶金）中的应用。 紧接着，我们将重点介绍监控与数据采集系统（SCADA）。SCADA系统在实现远程监控、数据采集、设备管理和过程优化方面具有核心价值。本书将详细阐述SCADA系统的组成，包括前端采集设备、通信网络、监控中心软件等，并重点介绍SCADA系统的组态、数据可视化、报警管理、历史数据存储与分析功能。我们将结合实际案例，讲解SCADA系统如何应用于制造业、水处理、能源管理等领域。 此外，本模块还将探讨人机界面（HMI）的设计与应用。HMI是操作员与自动化系统之间交互的桥梁，一个直观、高效的HMI界面对于生产过程的顺利进行至关重要。我们将介绍HMI的软件开发工具、界面设计原则、画面逻辑、组态要素以及动画效果的实现，并讲解如何通过HMI实现对设备状态的监控、参数的设置和生产过程的调度。 在系统实施层面，我们将详细讲解系统集成与调试。成功的系统集成需要精确的规划和细致的执行。本书将涵盖系统集成前的需求分析、方案设计、硬件选型、软件开发、现场布线、设备安装、系统调试（包括回路调试、联调、试运行）等关键环节。我们将提供一套完整的系统调试流程和注意事项，帮助读者规避常见问题。 第三模块：工业自动化控制系统的应用案例与前沿发展 本模块旨在通过具体的应用案例，巩固读者的理论知识，并展望工业自动化的未来发展。我们将选取具有代表性的行业应用案例，如： 制造业自动化生产线： 详细分析汽车制造、电子产品组装等生产线上的自动化控制策略，包括运动控制、机器人集成、视觉检测等。 智能楼宇自动化： 讲解楼宇管理系统（BMS）如何集成暖通空调（HVAC）、照明、安防等子系统，实现节能与舒适的居住环境。 能源与电力系统自动化： 介绍发电厂、变电站的自动化控制，包括发电机组调速、电压调节、故障保护等。 环保与水处理自动化： 阐述污水处理厂、供水系统的自动化监控与控制，重点关注过程优化与能耗管理。 在案例分析中，我们将深入探讨每个案例中采用的控制策略、设备选型、系统架构以及遇到的挑战与解决方案。 最后，本模块将展望工业自动化的前沿发展趋势。我们将探讨工业物联网（IIoT）如何改变传统工业控制模式，包括边缘计算、大数据分析、人工智能（AI）与机器学习在预测性维护、故障诊断、过程优化等方面的应用。此外，我们还将简要介绍数字孪生（Digital Twin）技术在工业设计、模拟与优化中的作用，以及信息安全在工业控制系统中的重要性。 本书力求理论与实践相结合，通过丰富的图表、清晰的逻辑和深入的案例分析，帮助读者建立起对工业自动化控制系统的全面认知，并为他们在实际工程应用中提供宝贵的指导。无论您是工业自动化领域的初学者，还是希望深化专业知识的工程师，本书都将是您不可或缺的参考。

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初识《PLC原理与实践》这本书，便被其直观的封面设计和扎实的标题所吸引。我是一名在自动化生产线上摸爬滚打多年的技术工人，深知PLC（可编程逻辑控制器）在现代工业自动化中的核心地位，但常常感到理论知识与实际操作之间存在一道难以逾越的鸿沟。这本书的出现，恰似为我打开了一扇通往更深层次理解的大门。书中的内容，从PLC的基本构成、指令系统，到实际应用案例的分析，都进行了细致的阐述。我尤其欣赏书中对各种传感器、执行器接口的详细讲解，以及如何根据实际生产需求进行梯形图、指令表等编程方式的选择与优化。书中通过大量图示和实例，将抽象的原理具象化，让我能够清晰地看到指令如何在PLC内部执行，又是如何驱动机械设备的。对于那些工作中遇到棘手问题，但又找不到清晰思路的技术人员来说，这本书无疑是一本宝贵的参考资料。它不仅仅是理论的堆砌，更是将理论与实践紧密结合的典范，相信通过深入研读，能够显著提升我解决实际自动化问题的能力。

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我是一位对工业自动化充满好奇心的业余爱好者，通过《PLC原理与实践》这本书，我得以窥探这个神秘领域的一角。虽然我没有专业的工业背景，但书中详实的图文并茂的讲解，让我能够逐步理解PLC是如何控制各种工业设备的。从最基础的二进制和逻辑门的概念，到PLC如何将这些基础知识转化为实际的控制信号，整个过程都被描绘得非常清晰。书本循序渐进的编排方式，让我能够一步步掌握PLC的编程逻辑，即使是像我这样初学者，也能从中找到学习的乐趣。书中对于不同应用场景下的PLC控制方案的介绍，也极大地拓展了我的视野，让我了解到PLC在汽车制造、食品加工、楼宇自动化等各个行业都有广泛的应用。这本书让我深刻体会到，在现代工业中，PLC扮演着“大脑”的角色，而掌握PLC知识，就如同掌握了与这个“大脑”沟通的语言。

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作为一名资深的自动化设备制造商，我们深知PLC选型和应用策略对项目成功至关重要。《PLC原理与实践》一书，在技术深度和广度上都达到了相当的高度，为我们提供了宝贵的参考。书中对不同PLC体系结构、通信协议（如Modbus, Profinet等）的深入分析，帮助我们能够根据项目需求选择最合适的PLC硬件平台和网络架构。特别值得一提的是，书中关于PLC在安全控制、运动控制等领域的应用案例，以及对这些领域特有编程指令和算法的讲解，为我们设计更高级、更智能的自动化解决方案提供了有力支持。此外，书中对PLC维护和故障排除的探讨，也为我们后期设备的生命周期管理提供了重要指导。这本书的理论高度和实践指导意义，使其成为我们团队在技术研发和培训过程中不可或缺的重要参考资料，帮助我们不断提升产品的竞争力和客户满意度。

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作为一名刚入行不久的自动化专业学生，我对PLC的认识尚处于朦胧阶段。翻阅《PLC原理与实践》后，感觉自己仿佛获得了一张详尽的工业自动化地图。书本的开篇部分，对PLC的历史演变和不同品牌型号的特点进行了概览，这为我建立了一个宏观的认知框架。接着，书中深入浅出地介绍了PLC的硬件结构，如CPU模块、输入/输出模块、通信模块等，并详细解释了它们的功能和工作原理。最让我受益匪浅的是关于PLC编程语言的部分，特别是对梯形图、功能块图等多种编程方式的讲解，配以生动形象的示例，让我能够理解不同指令的逻辑关系和执行顺序。书中的案例分析也极具启发性，涵盖了从简单的开关量控制到复杂的伺服系统联动，让我看到了PLC的强大应用潜力。虽然有些概念还需反复琢磨，但整体而言，这本书为我打下了坚实的理论基础，也激发了我对PLC更深入学习的兴趣。

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我是一名有着十年以上工业现场调试经验的工程师，在工作中经常需要面对各种复杂的PLC控制系统。在众多技术书籍中，《PLC原理与实践》给我留下了深刻的印象。本书在原理讲解方面，摒弃了空洞的理论术语，而是从实际需求出发，逻辑清晰地阐述了PLC工作的核心机制。例如，书中对PLC扫描周期、断电保持、中断处理等关键概念的解读，结合了大量实际场景，让我对PLC的实时性和可靠性有了更深刻的认识。在实践部分，书中提供的案例设计周密，覆盖了常见的工业自动化应用，如传送带控制、液位控制、温度控制等。我特别注意到书中在故障诊断和排除方面提供了一些实用的技巧和方法，这对于我们一线调试人员来说尤为重要。这本书不仅能够帮助我们理解PLC的工作原理，更能指导我们在实际工作中如何进行更高效的调试和优化，避免不必要的麻烦。

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