西门子PLC开发入门与典型实例

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页数:292
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出版时间:2009-2
价格:32.00元
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isbn号码:9787115188373
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  • 西门子PLC开发入门与典型实例
  • PLC
  • 西门子PLC
  • 工业控制
  • 自动化
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  • S7-1200
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具体描述

《西门子PLC开发入门与典型实例》以德国西门子公司的S7系列可编程控制器(PLC)为蓝本,由浅入深、循序渐进地介绍了PLC应用开发电气基础、PLC应用硬件基础、PLC应用软件基础、PLC应用实例等相关知识。分为3篇,分别介绍了PLC应用开发电气基础、PLC应用硬件基础、PLC应用软件基础、PLC基本指令应用基础,PLC控制程序线性编程实例、PLC步进控制指令应用实例、子程序块编制与调用、PLC高速计数指令应用实例、脉冲串输出功能应用实例、PLC在变频器控制中的应用实例、数据计算应用实例、PLC分布式网络系统应用实例、组态监控软件应用等内容。

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《工业自动化控制系统设计与实践:基于新型嵌入式平台的应用探索》 内容简介 本书旨在为工业自动化领域的工程师、技术人员及相关专业学生提供一套全面、深入且具有前瞻性的系统级设计与实践指导。它聚焦于当前工业控制领域快速迭代的新型嵌入式技术、先进的物联网(IoT)架构在控制层面的落地应用,以及如何构建高可靠性、高实时性的现代自动化解决方案。全书内容侧重于系统架构的理论构建、关键硬件平台的选型与集成,以及面向工业4.0场景下的数据采集、边缘计算和云端协同策略。 第一部分:现代工业控制系统架构的演进与基础理论 本部分首先对当前工业控制系统的发展趋势进行深入剖析,重点探讨从传统的集中式控制向分布式、模块化、网络化控制范式的转变。 第一章:工业控制系统的新范式 本章详细阐述了工业4.0、智能制造对控制系统提出的新要求,包括柔性制造、大规模定制化和对网络安全性的更高标准。我们将引入“系统思维”的概念,强调控制系统不再是孤立的设备集合,而是一个集成了物理设备、信息技术(IT)和运营技术(OT)的复杂集成体。内容涵盖实时操作系统(RTOS)的选择标准、确定性网络协议(如TSN)在控制环路中的应用潜力,以及如何评估不同架构(如基于PC/软PLC的方案与传统PLC的优势互补)。 第二章:嵌入式核心与异构计算 本章深入探讨用于构建高性能控制节点的核心技术。我们将聚焦于现代工业网关和边缘控制器中常用的高性能微处理器(MPU)和微控制器(MCU)的特性对比,例如ARM Cortex-A系列与Cortex-M系列的适用场景分析。重点内容包括: 异构计算平台的集成: 如何高效利用FPGA(现场可编程门阵列)加速特定算法(如复杂运动控制或实时图像处理)与通用CPU进行协同工作。 内存管理与访问策略: 针对控制应用中的高速数据流,讲解Cache一致性、直接内存访问(DMA)的优化配置,以确保数据在传感器、执行器和处理单元间的低延迟传输。 第二部分:高级通信与数据互操作性 现代自动化系统的核心在于信息的高效、可靠流动。本部分将完全脱离传统串行通信的范畴,专注于工业以太网和无线技术的深度应用。 第三章:工业以太网协议栈的深度解析 本章详细对比和分析了Profinet, EtherCAT, Ethernet/IP等主流实时以太网协议的底层机制。重点放在: 时间同步技术: 如何实现亚微秒级的同步精度,这是实现高精度运动同步控制的关键。内容涉及IEEE 1588(PTP)在不同拓扑结构下的配置与优化。 数据帧结构与实时性保障: 分析不同协议如何通过优化数据包的调度和传输机制,确保控制指令的确定性交付,并介绍如何使用网络分析工具诊断实时性抖动问题。 第四章:OT/IT融合的数据采集与边缘智能 本章关注如何安全、有效地将现场控制数据(OT域)桥接到企业信息系统(IT域)。 OPC UA作为通用桥梁: 全面介绍OPC UA的地址空间模型、安全机制(证书管理、加密通信)及其在跨平台数据互操作中的核心作用。 边缘计算在控制中的部署: 讲解如何利用嵌入式系统强大的计算能力,在现场对海量传感器数据进行预处理、特征提取和初步的机器学习推理(如设备健康状态预测),以减轻云端负担并提升响应速度。设计模式包括数据聚合、时序数据库(TSDB)选型及本地缓存策略。 第三部分:面向可靠性的系统设计与诊断 本书的实践性很大一部分体现在对系统可靠性、安全性和可维护性的深入探讨。 第五章:高可用性与冗余策略 针对关键任务系统,本章提供了多种冗余和故障转移(Failover)的设计方案,并分析其成本效益: 控制逻辑的热备份与切换: 探讨不同冗余架构(如N+1、1+1)在软件层面的实现细节,包括状态同步机制和故障检测时间窗口的优化。 电源与通信链路的保护: 介绍工业级电源的浪涌保护设计、环网冗余配置,以及如何通过冗余通道的“心跳”机制实现毫秒级的切换。 第六章:系统诊断、维护与生命周期管理 成功的工业系统需要强大的运维能力。本章侧重于如何将诊断信息嵌入到控制流程中。 嵌入式日志与追溯机制: 设计一套高效的、非侵入式的事件记录系统,确保在系统发生故障时,能够快速定位到触发错误的最后几条关键指令和状态变量。 远程健康监测与OTA更新: 讨论如何安全地进行固件和应用软件的空中下载(OTA)更新,包括版本控制、回滚机制和防止恶意代码注入的安全通道设计。 附录:高级嵌入式系统开发工具链 附录部分将介绍一套完整的、现代化的嵌入式开发工具链,包括但不限于交叉编译环境的搭建、硬件抽象层(HAL)的设计原则、以及利用虚拟化技术(如容器化)对控制软件进行环境隔离和部署的先进方法。 本书的读者将能够掌握构建下一代工业自动化解决方案所需的核心技术视野和实践能力,能够自信地进行跨平台、高实时性控制系统的架构设计与集成工作。

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目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的另一个突出优点是其对理论与实践的完美结合。作者在讲解每一个概念时,都会配以大量的图示和代码示例,让读者能够更直观地理解抽象的技术原理。我非常喜欢书中关于“PLC程序的结构化设计”的讲解,它提供了如何将复杂的控制任务分解为更小的、可管理的模块,以及如何通过调用子程序和功能块来提高程序的可重用性和可维护性。这对于我将来参与更大型的PLC项目非常有帮助。书中还对PLC的运动控制和伺服系统进行了初步的介绍,这让我对PLC在更高级的自动化领域的应用有了更深的认识。总而言之,这本书为我提供了一个全面而深入的PLC开发学习体验,让我能够从入门到精通,掌握PLC开发的核心技能。

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从这本书中,我不仅学到了西门子PLC的开发技术,更重要的是,它帮助我建立了一种系统性的思考模式。作者在讲解过程中,始终围绕着“如何实现某个功能”这一核心,逐步引导读者去分析需求、拆解问题、选择合适的工具和指令,最终完成程序的编写和调试。我特别欣赏作者在案例分析中所展现出的严谨逻辑和条理清晰的思路。每一个案例都像是对一个小型工业自动化项目的一次完整复盘,从项目的背景介绍,到PLC硬件的配置,再到详细的程序设计和参数设置,以及最后的调试和优化,都进行了详尽的阐述。这让我明白,PLC开发并非孤立的编程行为,而是需要与实际的机械、电气、工艺流程相结合的系统工程。书中对于不同型号PLC的特性差异、通信方式的兼容性等问题也进行了提及,这对于需要在不同项目中使用不同PLC设备的工程师来说,非常有参考价值。此外,作者在讲解某些复杂算法或功能时,并没有简单地给出代码,而是先解释其原理,然后再逐步构建实现代码,这种“由内而外的讲解方式”让我能够深入理解其工作机制,而不仅仅是停留在“会用”的层面。这本书的写作风格非常务实,没有过多空洞的理论,而是充满了实实在在的技术干货,让我在学习过程中始终感到充实和有收获。

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这本书最大的亮点在于其极强的实践指导性。作者在编写过程中,仿佛是带着读者一起进行实际的PLC项目开发。每一章的知识点都紧密结合实际应用,并且都配有详细的、可执行的代码示例。我非常喜欢书中对于如何构建一个完整的PLC程序框架的讲解,包括了如何组织主程序、子程序、中断程序,如何进行数据管理和变量命名,以及如何进行程序注释和文档编写。这些看似基础但至关重要的细节,往往在初学者身上被忽略,而这本书却给予了足够的重视。我记得在学习如何对PLC程序进行故障诊断和排除时,作者提供了很多实用的技巧和方法,比如如何利用PLC的监控功能来查看变量状态、如何使用在线调试工具来单步执行程序、如何通过PLC的诊断指示灯来判断故障原因等。这些经验性的指导,对于我来说是无价之宝,让我能够更快速、更有效地解决实际工作中遇到的问题。书中还提到了PLC项目的生命周期管理,包括了项目设计、开发、测试、部署、维护等各个阶段的关键点,这让我对整个PLC工程有了更全面的认识。我感觉这本书不仅仅是教授PLC编程技能,更重要的是培养了我一种解决工程问题的能力和职业素养。

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这本书不仅仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的导师,循循善诱地引导我进入PLC的世界。作者在撰写过程中,充分考虑到了读者的接受能力,对于一些初学者容易感到困惑的地方,都做了特别的强调和详细的解释。我记得在学习步进梯形图(SFC)的时候,作者用了大量图示来展示状态之间的跳转和转换条件,使得复杂的流程控制逻辑变得一目了然。而且,书中很多地方都强调了“安全第一”的原则,比如在讲解安全相关指令和程序设计时,作者特别提醒了潜在的危险性以及如何通过程序设计来规避风险。这让我深刻认识到,PLC开发不仅仅是代码的编写,更关乎到工业生产的安全和稳定运行。我还注意到,作者在介绍各种指令时,不仅提供了指令的详细功能描述,还包含了指令的使用场景、参数说明以及注意事项。这种全方位的讲解,让我在实际编程时,能够更加准确地选择和使用指令,避免出现不必要的错误。书中的一些高级主题,如运动控制、变频器控制等,虽然只是初步介绍,但已经为我打开了新的视野,让我对PLC的应用范围有了更深的认识。我感觉这本书的价值远不止于学习基础知识,它更是一种思维方式的培养,教会我如何去分析问题、解决问题。

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这本书的案例分析是其最突出的优点之一。每一个案例都仿佛是一个独立的“迷你项目”,从项目的背景、功能需求,到硬件选型、程序设计,再到调试和优化,都有详尽的介绍和说明。作者在案例中巧妙地融入了各种PLC指令和编程技巧,使得读者在学习具体指令的同时,也能看到它们是如何在实际应用中发挥作用的。我特别喜欢书中关于“起重机控制”和“自动生产线”的案例,它们的设计非常贴合实际工业生产的需求,并且涵盖了多种PLC控制技术,比如步进梯形图、中断处理、数据传输等。通过对这些案例的学习,我不仅掌握了具体的编程方法,更重要的是学习到了如何将PLC技术应用于解决实际工程问题。书中还提到了PLC程序的结构化设计,以及如何通过模块化编程来提高程序的可读性和可维护性。这对于我今后参与更大型的PLC项目非常有帮助。我感觉这本书的案例数量和质量都非常高,而且覆盖的领域也非常广泛,能够满足不同读者的学习需求。

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作为一名刚刚接触PLC开发的读者,这本书为我提供了一个非常全面且易于理解的入门路径。作者的语言风格非常平实,没有使用过于专业化或晦涩的术语,即使是完全没有PLC基础的人,也能轻松跟上学习的步伐。我最欣赏的是书中对“为什么”的解释,很多其他书籍可能只会告诉你“怎么做”,而这本书会深入剖析“为什么这么做”,这让我能够从根本上理解PLC的工作原理和编程逻辑,而不是死记硬背。例如,在解释I/O扫描周期时,作者通过生动的比喻,让我明白了CPU如何周期性地读取输入信号,执行程序,然后刷新输出信号,这对于理解PLC实时性至关重要。书中还包含了很多实用的“技巧”和“窍门”,比如如何有效地使用定时器和计数器,如何在程序中实现简单的逻辑控制,以及如何在实际应用中避免一些常见的错误。这些都是作者在多年实践中总结出来的宝贵经验,对于我这样的新手来说,可以少走很多弯路。此外,我还注意到书中对于软件环境的介绍也非常详细,包括了STEP 7等开发软件的安装、配置和基本操作,这为我后续的学习奠定了坚实的基础。

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这本书的排版设计真的是非常用心,每一页的内容都清晰明了,不会让人感到眼花缭乱。大量的图例和代码片段穿插其中,使得原本可能枯燥的技术讲解变得生动有趣。我特别欣赏作者在解释概念时所采用的比喻和类比,它们非常形象地将复杂的PLC工作原理和编程逻辑传递给了读者,即使是初学者也能快速理解。例如,在讲解中断程序时,作者用生活中的“紧急呼叫”来比喻,让我瞬间就明白了中断的意义和在实际应用中的重要性。而且,这本书的章节划分也非常合理,从最基础的PLC硬件结构、输入输出原理,到指令系统、梯形图、指令表等各种编程语言的介绍,再到具体的应用案例,层层递进,逻辑性很强。我感觉自己完全是被作者“牵着鼻子走”,一步一步地掌握了PLC开发的核心技能。我尤其喜欢它在介绍每一个新的概念或指令时,都会附带一个简短但精辟的示例,让我能够立刻上手练习,加深印象。这种“理论+实践”的学习模式,对于我这种需要快速上手的人来说,简直是福音。书中的一些细节处理也做得非常到位,比如对于一些常用指令的后缀、地址的表示方法等,都解释得非常清楚,避免了我在学习过程中可能出现的混淆。整体而言,这本书为我打开了PLC开发的大门,让我对这个领域充满了兴趣和信心。

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本书在内容的深度和广度上都给我留下了深刻的印象,它不仅仅是停留在“是什么”的层面,更深入地探讨了“为什么”和“怎么做”。作者在解释某些高级指令或功能时,并没有回避其背后的逻辑原理,而是花了相当的篇幅去剖析,这让我受益匪浅。例如,在讲解PID控制算法时,作者不仅给出了算法的实现方法,还详细解释了比例、积分、微分参数的含义以及它们对控制效果的影响,并提供了调整参数的指导性建议。这使得我能够更好地理解PID控制在实际应用中的调优过程,而不是简单地套用公式。此外,书中还涉及了一些关于PLC通信协议的介绍,比如Modbus、Profibus等,虽然不是最核心的内容,但对于想要进行更复杂的系统集成和组网的读者来说,这些信息无疑是非常宝贵的。我特别喜欢作者在讨论不同编程语言(如梯形图、SCL)的优缺点时,能够结合实际项目需求给出分析,这让我能够根据项目的特点选择最合适的编程方式。书中的案例分析也做得非常扎实,每一个案例都围绕着一个具体的工业场景,从需求分析、硬件选型、程序设计到调试过程,都有详细的介绍和说明。这些案例的设计非常有代表性,能够覆盖到许多实际生产中遇到的问题,让我学到了很多实用的解决思路和方法。

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我不得不提的是这本书在知识的系统性和连贯性上做得非常出色。作者并没有将PLC的知识点零散地呈现,而是按照一个清晰的逻辑顺序进行编排,让读者能够循序渐进地掌握核心技术。从最基础的PLC硬件组成、信号原理,到指令系统的详细讲解,再到各种编程语言(梯形图、指令表、SCL等)的深入剖析,最后到典型的应用案例,整个学习过程非常流畅。我非常欣赏作者在介绍指令时,不仅给出了指令的功能说明,还详细解释了其指令的执行时序、寻址方式以及与其他指令的配合使用方法。这让我能够更深入地理解每一条指令的精髓,而不是停留在表面。书中对于PLC通信的学习也做了初步的介绍,比如如何进行PLC之间的通信,以及如何通过通信模块与上位机进行数据交换。这些内容对于想要构建更复杂的自动化系统的人来说,是非常有价值的。总而言之,这本书为我提供了一个扎实而全面的PLC开发基础,让我对整个行业有了更深刻的认识。

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这本书在内容的深度和实用性上都给我留下了深刻的印象。作者在讲解过程中,不仅提供了大量的技术细节,还结合了许多实际生产中的经验和教训。我特别喜欢书中关于“PLC程序的优化和调试”这一部分的讲解,它提供了许多实用的技巧,可以帮助开发者提高程序的运行效率,并快速定位和解决程序中的错误。例如,作者提到了如何使用PLC的监控功能来观察程序的运行状态,如何利用在线调试工具来单步执行程序,以及如何通过PLC的诊断指示灯来判断故障原因。这些都是在实际工作中非常重要的技能,能够帮助我更高效地完成工作。书中还对PLC的安全编程进行了详细的阐述,包括如何设计安全逻辑,如何避免潜在的安全风险,以及如何在程序中实现安全联锁等。这让我深刻认识到,PLC编程不仅仅是技术的实现,更重要的是要确保生产过程的安全和稳定。

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