可编程序控制器网络系统应用案例

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页数:202
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出版时间:2009-1
价格:21.50元
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isbn号码:9787040255447
丛书系列:
图书标签:
  • 自动化
  • PLC网络
  • 工业控制
  • 自动化
  • 案例分析
  • 可编程控制器
  • 通信协议
  • 网络系统
  • 工业互联网
  • 数据采集
  • 智能制造
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具体描述

《可编程序控制器网络系统应用案例》是“可编程序控制系统应用案例系列丛书”的网络应用篇。它以OMRON可编程序控制器CJ、CS机型为主,以设备层、控制层、管理层组成的三级网络架构为主线,从工业控制PLC以太网、控制器网、现场总线网入口,一层一层地详细介绍每一层网络的基本原理、结构特点、技术指标、网络拓扑结构、典型网络模块、网络协议、通信方法设置以及软件编程实现通信等内容。

全书共分6章,分别是:PLC网络基础、DeviceNet网络应用案例、Controller Link网络应用案例、Ethernet网络应用案例、互连网络应用案例及网络系统综合应用案例。通过具体的设计案例详细地介绍设计步骤及实现方法。

《可编程序控制器网络系统应用案例》以应用为主要目的,结合CX-One软件介绍OMRON PLC三级网络的具体设计方法,既有理论,又有实例,且着重于组网设置操作过程的介绍。书中的每一个案例都有相对应的经过调试的梯形图程序,因此便于自学。《可编程序控制器网络系统应用案例》可作为大专院校自动化、过程控制、计算机应用、机电一体化等相关专业的短期培训教材,也可供工程技术人员自学使用,同时对OMRON PLC的用户具有一定的参考价值。

工业自动化领域的深度探索:现代控制系统架构与前沿实践 本书聚焦于工业自动化控制系统的核心技术与最新发展趋势,旨在为工程师、技术人员及相关专业学生提供一个全面、深入且富有实践指导意义的学习资源。本书并非探讨特定品牌或型号的可编程逻辑控制器(PLC)的网络应用案例,而是将视野拓宽至整个现代工业控制架构的构建、通信协议的演进、数据集成策略以及面向未来的智能制造挑战。 第一部分:现代控制系统理论基础与架构演进 本部分奠定了理解复杂工业系统的理论基石,并追溯了控制技术的发展脉络,以适应当前对柔性、集成和智能化的迫切需求。 1. 工业控制系统(ICS)的演进与当代范式 深入分析了从早期继电器逻辑、单机PLC时代到当前分布式控制系统(DCS)、集成控制与信息系统(ICIS)的演变过程。重点阐述了控制系统架构如何从传统的金字塔模型(现场层、控制层、监控层、信息层)向更扁平化、网络化的“云-边-端”架构过渡。探讨了这种转变对系统可靠性、实时性和可扩展性提出的新要求。 2. 实时操作系统与确定性通信 详细解析了支撑现代控制系统稳定运行的实时操作系统(RTOS)的关键特性,如任务调度算法(优先级继承、抢占式调度)及其对控制回路时间精度的影响。同时,系统性地介绍了确定性以太网技术(如EtherCAT, PROFINET IRT, TSN),分析了它们如何解决传统以太网在工业环境中的抖动和丢包问题,确保关键控制信号的纳秒级传输同步性。 3. 传感器与执行器接口技术 超越传统的4-20mA模拟信号和开关量输入输出,本书着重介绍了基于数字总线和智能现场设备的接口技术。深入讲解了HART、Fieldbus Foundation (FF) 等现场总线协议在设备配置、诊断和维护中的应用。探讨了如何利用智能传感器(如基于MEMS技术的设备)集成自诊断和预警功能,实现状态监测的早期介入。 第二部分:工业通信协议栈的深度剖析与互操作性挑战 现代控制系统不再是孤立的单元,其效能高度依赖于异构设备间的无缝通信。本部分专注于解析主流和新兴的工业通信协议,并探讨实现跨平台数据交换的策略。 4. 工业物联网(IIoT)通信协议栈 系统性地梳理了面向信息层和云端集成的关键协议。详细分析了MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)在低带宽、间歇性连接场景中的应用优势,包括其QoS级别设计、主题(Topic)结构设计及其在数据采集中的角色。对比研究了CoAP(Constrained Application Protocol)与HTTP在资源受限设备上的适用性。 5. 传统控制总线的高级特性 对工业控制领域长期使用的传统总线(如Modbus TCP/IP, Profibus DP/PA)进行了深入的协议层分析,着重探讨了在现代网络环境下,如何通过网关和协议转换技术实现旧有设备与新一代控制平台的集成。分析了不同协议在数据结构、寻址机制和错误处理上的差异。 6. 互操作性与数据模型标准化 讨论了实现不同厂商、不同通信层级设备间数据互操作性的重要性。重点介绍了工业语义模型的概念,例如 OPC UA(Unified Architecture)作为连接OT(操作技术)和IT(信息技术)的关键桥梁。深入解析了OPC UA的信息建模、安全机制(如数字证书和签名)以及其在构建统一数据视图中的核心作用。 第三部分:先进控制策略与系统集成实践 本部分从算法和系统集成层面,探讨如何构建更具适应性和优化能力的控制系统。 7. 分布式控制与冗余设计 详细讲解了如何设计高可用性的分布式控制架构。内容涵盖热备用(Hot Standby)、有源/无源冗余配置的原理、故障检测与自动切换机制。分析了在关键流程行业(如电力、化工)中,如何通过冗余设计满足极高的“五个九”甚至“六个九”的可用性要求。 8. 先进过程控制(APC)与模型预测控制(MPC) 本章侧重于超越基础PID控制的高级算法。系统阐述了模型预测控制(MPC)的理论基础,包括模型辨识、约束处理、优化求解器在实时控制中的集成。通过实际案例(如多变量耦合过程的优化控制),展示如何利用APC技术提升系统能效和产品质量。 9. 工业网络安全基础与防御策略 随着控制系统全面联网,网络安全成为系统可靠性的重要组成部分。本书系统介绍了工业网络安全(OT Security)的标准框架(如NIST CSF)。内容包括:网络分段(Purdue Model的现代应用)、深度包检测(DPI)在工业协议中的应用、身份验证与访问控制(NAC)在现场层级的实施,以及针对特定工业恶意软件的入侵检测与响应机制。 第四部分:数据驱动的系统优化与数字化转型 探讨控制系统如何从数据采集者转变为智能决策支持中心,支撑工业4.0的愿景。 10. 边缘计算在控制层面的部署 阐释了边缘计算(Edge Computing)在工业环境中的必要性与应用场景。重点讨论了在现场层(Edge)进行数据预处理、本地实时分析和控制算法卸载的优势,以及如何平衡本地实时性与云端数据存储和长期趋势分析的需求。 11. 数据清洗、时序数据库与可视化 研究了如何高效地管理和存储海量的、带有精确时间戳的工业过程数据。对比分析了关系型数据库与专为时序数据优化的数据库(TSDB)在历史数据回溯、趋势分析和大数据分析中的性能差异。介绍了高阶工程工作站和人机界面(HMI)的设计原则,强调如何通过直观的可视化界面揭示隐藏在数据背后的工艺问题。 12. 预测性维护(PdM)的数据基础 基于系统采集的运行数据,本书指导读者如何构建预测性维护的分析基础。内容包括振动分析、电流特征分析等非侵入式监测技术的原理,以及如何利用机器学习模型对设备健康指标(HoM)进行异常检测和剩余寿命(RUL)预测,从而将被动维修转变为主动优化。 本书的特色在于其广阔的视角和对技术原理的深度挖掘,它旨在培养读者构建、诊断和优化新一代集成化、智能化工业控制系统的综合能力,而非局限于某一特定应用场景的配置指南。

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读后感

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用户评价

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初次接触《可编程序控制器网络系统应用案例》这本书,我便被其贴近实战的风格所吸引。它并非仅仅停留在理论的堆砌,而是将复杂的PLC网络技术,通过一系列生动、详实的案例,呈现在读者面前。这本书的价值在于,它真正理解了我们一线工程师在实际工作中遇到的痛点。我特别喜欢书中关于“数据采集与可视化”的章节。在许多项目中,如何有效地从PLC网络中采集数据,并进行实时的可视化展示,是提升生产管理水平的关键。本书通过一个大型食品加工厂的案例,详细介绍了如何利用OPC UA、MQTT等协议,从不同品牌的PLC中采集生产参数、设备状态等数据,并利用SCADA系统或专门的可视化软件,构建直观的生产监控界面。书中对数据采集的策略、数据的预处理以及可视化图表的选择都进行了细致的讲解,让我能够更好地理解如何将冰冷的数据转化为有价值的信息。此外,书中对“PLC网络与IT网络的融合”的探讨也十分具有前瞻性。随着工业4.0的发展,IT技术与OT(操作技术)的融合越来越重要。本书通过一个智能制造工厂的案例,展示了如何将PLC网络与企业IT网络进行安全、高效的融合,实现数据的共享和协同。这本书不仅提升了我的技术能力,更重要的是,它让我看到了PLC网络系统在整个工业体系中的重要作用,以及如何通过优化和创新,不断推动工业自动化向更高层次发展。

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我一直认为,掌握PLC网络系统,不仅仅是学习某种通信协议或者某种PLC型号,更重要的是理解它们是如何在复杂的工业环境中协同工作的。《可编程序控制器网络系统应用案例》这本书,正是这样一本侧重于“系统性”和“应用性”的著作。它通过大量的实际案例,将抽象的技术概念转化为具体的解决方案。我尤其欣赏书中对“网络冗余与容错设计”的讲解。在关键的生产环节,任何网络故障都可能导致巨大的经济损失。本书通过一个石油化工装置的案例,详细介绍了如何构建双环冗余、热备冗余等多种网络冗余方案,以确保在部分设备或线路发生故障时,生产过程能够持续稳定运行。书中对不同冗余方案的实现原理、配置方法以及在实际项目中的优缺点分析,都非常深入和透彻。此外,书中对“工业无线网络”的探讨也让我耳目一新。在一些移动设备、仓储机器人等场景下,无线连接是必不可少的。本书通过一个港口自动化码头的案例,展示了如何利用工业Wi-Fi、5G等技术,实现PLC与移动设备之间的高效通信,以及如何保障无线网络的稳定性和安全性。这本书的出现,不仅为我提供了解决实际问题的思路和方法,也让我对PLC网络系统的未来发展趋势有了更深入的理解。它是一本真正能帮助我们在工业自动化领域攻坚克难的工具书。

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初次翻阅《可编程序控制器网络系统应用案例》时,我被它系统性的结构和深度所震撼。不同于市面上许多浅尝辄止的PLC技术书籍,这本书真正做到了“厚积薄发”。它不仅仅是将各种PLC品牌和网络协议罗列一番,而是深入剖析了它们在实际应用中所遇到的挑战,并提供了切实可行的解决方案。我特别感兴趣的是关于“网络安全”的章节,在工业4.0时代,网络安全已经成为不可忽视的环节。书中详细阐述了如何构建安全的PLC网络,包括防火墙的部署、访问控制策略的制定,以及加密技术的应用等。通过一个典型的智能制造车间案例,这本书展示了如何在一个高度互联的环境中,保障生产数据的安全和系统的稳定运行。此外,书中对“网络故障诊断与排除”的讲解也堪称一绝。它并没有提供万能的“一键解决”方案,而是循序渐进地指导读者如何运用专业的工具和方法,如网络抓包分析、日志文件查阅等,来定位问题的根源。这对于一线维护人员来说,无疑是极其宝贵的财富。我记得书中有一个关于“PLC通信丢包率过高”的案例分析,作者通过一步步的排查,最终定位到是由于交换机端口负载过大所致,并给出了具体的优化建议。这种严谨的逻辑和实操性,让这本书的价值远超一般技术读物。它不仅提升了我的理论认知,更重要的是,它教会了我如何去思考和解决问题,如何在复杂的网络环境中保持冷静和专业。

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这本书的实用性和深度,远远超出了我的预期。《可编程序控制器网络系统应用案例》不仅仅是一本介绍PLC网络技术的书籍,更像是一本为工程师量身定制的“实战宝典”。它聚焦于工业现场的实际应用,通过详实的案例分析,将抽象的技术概念落地。我尤其欣赏书中对“分布式控制系统”的讲解。在大型、复杂的自动化系统中,将控制逻辑分散到各个子系统中,并通过网络进行协同工作,是提高系统灵活性和可靠性的关键。本书通过一个智能交通信号控制系统的案例,详细展示了如何利用PLC和各种通信协议,构建一个分布式的控制网络,实现区域间的协同联动和信息共享。书中对分布式控制系统的架构设计、通信机制以及在实际部署中可能遇到的挑战和解决方案都进行了深入的阐述。这对于我之前在大型项目中的经验,提供了一个很好的理论支撑和实践指导。另外,书中对“网络性能监控与优化”的讲解也十分到位。它不仅仅是告诉你如何配置网络,更重要的是,它教会你如何去监控网络的运行状态,识别潜在的性能瓶颈,并采取有效的措施进行优化。我曾经在一个存在通信延迟问题的项目中,通过参考书中关于网络流量分析和参数调整的建议,成功地解决了问题,大大提升了系统的响应速度。这本书的价值在于,它能够帮助我们在复杂的工业网络环境中,更有效地解决问题,更高效地实现自动化目标。

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我一直对工业自动化领域的前沿技术充满好奇,尤其是PLC网络系统,因为它几乎是现代工厂的“神经系统”。《可编程序控制器网络系统应用案例》这本书,恰恰满足了我对这方面知识的渴望。它的内容涵盖了从基础的PLC编程与通信原理,到高级的网络集成与优化,再到最新的工业物联网(IIoT)应用。我最喜欢的是书中关于“多品牌PLC互联互通”的案例。在实际项目中,经常会遇到不同品牌PLC协同工作的情况,这对于通信协议、数据格式的匹配提出了极高的要求。这本书通过一个跨国企业的生产线升级项目,详细介绍了如何利用OPC UA等标准化的通信协议,实现西门子、罗克韦尔、三菱等不同品牌PLC之间的数据无缝交换,以及如何构建一个统一的数据平台。这种集成能力,对于提升生产效率和数据利用率至关重要。同时,书中对于“网络性能优化”的讲解也十分到位。它不仅讲解了如何选择合适的网络设备,还深入探讨了如何通过QoS(服务质量)设置、报文优先级划分等技术手段,来保证关键控制数据的实时性和稳定性。我曾在一台高速往复运动的设备上遇到过控制信号延迟的问题,在参考了本书的相关章节后,我尝试调整了PLC的网络参数和交换机的优先级设置,问题得到了显著改善。这本书就像一位经验丰富的导师,循循善诱,将枯燥的技术知识变得生动有趣,让我能够更好地理解和掌握PLC网络系统的精髓。

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这本书的出现,简直是工业自动化领域的一道曙光!一直以来,在实际的PLC网络系统应用中,我们常常会遇到各种各样错综复杂的问题,从最初的设备选型、通信协议的兼容性,到后期的系统集成、故障诊断,每一个环节都充满了挑战。过去,我们更多依赖于零散的资料、师傅带徒弟的经验传承,或是大量的试错,不仅效率低下,而且很容易走弯路。而《可编程序控制器网络系统应用案例》这本书,就像一本宝典,系统地梳理了PLC网络从基础理论到实际部署的方方面面。它不仅仅停留在理论的讲解,更重要的是,它通过大量详实的案例,将抽象的概念具象化。我尤其欣赏其中对不同通信协议(如Ethernet/IP、PROFINET、Modbus TCP/IP等)在不同应用场景下的优劣势分析,以及如何在实际项目中进行高效的选择和配置。书中的图示和流程图更是清晰明了,让人一看就懂。举个例子,关于分布式I/O的组网,书中不仅详细介绍了其原理,还通过一个大型包装生产线的案例,展示了如何通过PROFINET实现高效的数据采集和控制,每个环节都抠得很细,从硬件连接到软件参数设置,再到网络拓扑的优化,都提供了可操作的解决方案。对于我这种在现场摸爬滚打多年的工程师来说,这本书简直是如获至宝,解决了许多我曾经遇到的实际难题,也为我打开了新的思路,让我能够更从容地应对日益复杂的工业自动化项目。它不仅仅是一本书,更是一位良师益友,指引我们在PLC网络技术的海洋中扬帆远航。

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对于渴望深入理解PLC网络系统运作原理的读者来说,《可编程序控制器网络系统应用案例》绝对是一本不容错过的力作。它并没有停留在浅显的概念介绍,而是真正深入到工业现场的实际应用,并以此为基础,将复杂的网络技术拆解成易于理解的部分。我特别关注书中关于“实时通信与确定性”的章节,在许多对时间响应要求极高的自动化场景中,如机器人协同作业、高速包装等,PLC网络的实时性至关重要。本书通过一个智能物流仓储系统的案例,详细讲解了如何利用实时以太网协议(如Ethernet/IP CIP Sync、PROFINET IRT等)来实现高精度的时间同步和可靠的实时数据传输。书中对这些协议的特性、配置方法以及在实际项目中的应用技巧都进行了深入的阐述,让我对如何构建高性能的实时控制网络有了更清晰的认识。同时,书中对“远程监控与诊断”的讲解也十分到位。在现代工业环境中,能够远程访问和诊断PLC网络系统,对于降低维护成本、提高响应速度具有重要意义。本书通过一个风力发电场的案例,展示了如何利用VPN、云平台等技术,实现对分散在各地的PLC设备的远程监控和故障诊断,这对于偏远地区的设备维护尤其重要。这本书就像一个经验丰富的向导,带领我在PLC网络技术的复杂世界中,找到清晰的路径,学到实用的技能,并不断启发我思考如何更好地利用这些技术来解决实际问题。

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我一直认为,学习PLC网络系统,最关键的是要掌握其在实际应用中的部署和管理。《可编程序控制器网络系统应用案例》这本书,恰恰抓住了这个核心,提供了大量鲜活的案例来支撑其理论。它不仅仅是告诉你“是什么”,更重要的是告诉你“怎么做”以及“为什么这样做”。我特别欣赏书中关于“PLC网络集成”的章节,它详细阐述了如何将PLC网络与其他自动化系统,如SCADA(监控与数据采集)、MES(制造执行系统)等进行无缝集成。通过一个大型化工厂的案例,本书展示了如何构建一个集成的自动化控制平台,实现数据的集中管理和共享,从而提升整体的生产效率和决策能力。书中对不同集成方式的优劣势分析,以及在实际项目中的应用策略,都非常具有参考价值。另外,关于“网络拓扑结构设计与优化”的讲解也让我受益匪浅。它不仅仅是讲解了星型、总线型、环型等基本拓扑,更重要的是,它结合实际案例,分析了不同拓扑在不同场景下的适用性,以及如何通过优化网络结构来提高系统的可靠性和性能。我记得书中关于一个分散式仓库管理系统的案例,通过对网络拓扑的优化,大大降低了通信延迟,提高了货物扫描和入库的效率。这本书的每一个案例,都像一个精心设计的实验,让我能够清晰地看到PLC网络系统是如何解决实际问题的,也为我今后的工作提供了宝贵的经验和借鉴。

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作为一名在自动化行业摸爬滚打多年的老兵,我深知实践出真知这句话的含义。《可编程序控制器网络系统应用案例》这本书,正是这样一本将理论与实践完美结合的优秀著作。它不仅仅是一本技术手册,更像是一份实用的操作指南。书中大量的案例,都是从真实的项目中提炼出来的,涵盖了各种复杂的应用场景,如离散制造业、流程工业、智慧楼宇等。我特别关注的是关于“运动控制网络”的章节。在许多自动化生产线上,对伺服驱动器和电机的高精度控制是实现产品质量和生产效率的关键。本书通过一个汽车发动机装配线的案例,详细展示了如何利用EtherCAT等高性能实时以太网协议,实现多轴伺服系统的同步控制,以及如何进行网络配置、参数调整和故障诊断。书中对每个步骤的讲解都非常细致,从硬件接线到软件参数的设置,再到最终的调试过程,都提供了详细的步骤和注意事项。这对于我们这些需要直接面对设备进行调试和维护的工程师来说,无疑是极其宝贵的财富。此外,书中还探讨了如何构建一个健壮的PLC网络,以应对各种恶劣的工业环境,如强电磁干扰、高温高湿等。它提供了关于屏蔽线缆选择、接地规范、网络设备防护等方面的实用建议。这本书的出现,不仅为我提供了解决实际问题的思路和方法,也让我对PLC网络系统的理解更加深入和全面。

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我一直对能够解决实际问题的技术知识充满热情,而《可编程序控制器网络系统应用案例》这本书,正是这样一本让我茅塞顿开的佳作。它没有华而不实的理论堆砌,而是将重心放在了PLC网络系统在真实工业场景中的应用。书中大量的案例,都是从实际生产环境中提炼出来的,涵盖了各种复杂和典型的应用。我尤其被书中关于“PLC网络在能源管理系统中的应用”的章节所吸引。在当今社会,能源效率的提升是工业发展的重中之重。本书通过一个智能电网的案例,详细展示了如何利用PLC网络,实现对分布式能源(如风力、太阳能)的接入和控制,以及如何通过数据采集和分析,优化能源的分配和使用。书中对通信协议的选择、数据采集的策略以及与高级能源管理软件的集成都进行了深入的讲解。这让我对PLC网络在节能减排、绿色制造方面的巨大潜力有了更深刻的认识。同时,书中对“PLC网络故障排除策略”的讲解也极具指导意义。它并没有提供“万能药”,而是通过一系列的逻辑判断和工具应用,教导读者如何系统性地定位和解决网络故障。我曾在一个复杂的PLC网络项目中,遇到过频繁的通信中断问题,在参考了书中关于“故障树分析”和“日志文件分析”的章节后,我能够更有条理地进行排查,并最终找到了问题的根源。这本书,让我不仅掌握了技术,更学会了如何用科学的方法去解决实际工作中遇到的各种挑战。

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