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《电气控制与PLC》遵循“以能力培养为核心，以技能训练为主线，以理论知识为支撑”的编写思想，以“管用、适用、够用”为原则，按照“基于工作过程的教学模式”编写而成，充分体现了教材的科学性、先进性、实用性和可操作性。《电气控制与PLC》是一本理论与实训一体化的教材，集理论知识、技术应用、工程设计和创新思维于一体，以35个实训贯穿始终，内容涵盖了PLC的组成、工作原理、编程工具、指令系统、特殊功能模块、变频器及其综合应用。《电气控制与PLC》可作为大中专院校机、电类专业的理论与实训教材，也可作为技能培训教材，还可供相关工程技术人员参考。
《现代自动化系统集成：传感器、执行器与数据通信》 在当今工业生产和智能制造的浪潮中，高效、可靠的自动化系统已成为企业核心竞争力的关键。本书深入剖析了构成现代自动化系统的三大基石：传感器、执行器以及它们之间至关重要的数据通信技术。我们不再拘泥于单一的控制平台，而是将视野放宽至整个自动化系统的集成层面，旨在帮助读者建立起系统化、全局化的认知。 第一部分：感知世界的“眼睛”与“耳朵”——先进传感技术 本部分将带领您走进纷繁复杂的传感器世界，探寻它们如何将物理世界的各种信号转化为机器可识别的数据。我们将从基础的分类与原理入手，逐步深入到各类主流传感器的技术细节与应用场景： 测温技术： 深入讲解热电偶、热电阻、红外测温、光纤测温等原理，分析它们在不同温度范围、环境下的适用性，并探讨高精度、快速响应测温解决方案。 压力与液位测量： 详细介绍各种压力传感器（如压阻式、电容式、应变式）及液位传感器（如浮球式、超声波式、雷达式、电容式）的工作原理，重点阐述其在化工、食品、水处理等行业中的具体应用，以及如何应对腐蚀性介质、高温高压等复杂工况。 流量监测： 全面覆盖电磁流量计、涡轮流量计、超声波流量计、质量流量计等主流技术，分析它们在不同流体（导电、非导电、粘稠、气态）测量时的优劣势，并提供选型指南。 位移与接近检测： 详细介绍光电传感器、感应式传感器、电容式传感器、超声波传感器、编码器等在非接触式或接触式位移测量、物体存在检测方面的原理和应用，特别是针对精密位移和恶劣环境下的解决方案。 力与扭矩传感： 剖析应变片式、压电式、电磁式等力传感器和扭矩传感器的基本原理，以及它们在质量检测、机器人末端执行、发动机性能测试等领域的关键作用。 视觉与图像处理： 介绍工业相机、图像传感器、机器视觉系统的基础知识，探讨如何通过图像采集、处理和分析实现自动化检测、识别、定位等任务，为智能化生产提供“眼睛”。 环境与气体检测： 涵盖温湿度传感器、气体传感器（如CO、CO2、VOCs、可燃气等）、粉尘传感器等，分析其工作机制，并展示其在安全监控、环境监测、质量控制中的重要价值。 第二部分：驱动世界的“手”与“脚”——高效执行器技术 有了“感知”的能力，还需要“行动”的执行器来完成实际工作。本部分将聚焦于各种驱动装置，解析它们如何根据控制信号精确、有力地执行指令： 电机驱动系统： 直流电机与交流电机： 深入讲解不同类型直流电机（有刷、无刷）和交流电机（同步、异步）的结构、工作原理，以及相应的驱动方式。 步进电机与伺服电机： 详细分析步进电机的高精度定位特性与伺服电机的闭环控制优势，介绍不同控制模式（开环、半闭环、全闭环）及其适用场景。 变频器（VFD）与伺服驱动器： 重点阐述变频器在交流电机调速、节能降耗方面的原理与应用，以及伺服驱动器如何实现高精度、高动态性能的运动控制。 气动与液压执行器： 气动元件： 详尽介绍气缸（直线运动）、气动马达（旋转运动）、气动阀门（控制流体）、气动逻辑元件等，分析其响应快、易于控制的特点，并探讨其在轻载、高速、易燃易爆环境下的应用。 液压元件： 深入讲解液压泵、液压马达、液压缸、方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀等，分析其输出力大、精度高的优势，以及在重载、高精度、精密控制等领域的不可替代性。 电磁阀与比例阀： 介绍电磁阀在快速开关控制中的应用，以及比例阀和伺服阀在实现连续、精确流量或压力调节中的作用。 其他执行器： 探讨如热执行器、压电陶瓷执行器等在特定场合下的应用，以及它们如何实现微小位移、精密调节等功能。 第三部分：连接世界的“神经”——数据通信与网络技术 传感器和执行器只有通过可靠高效的数据通信才能形成协同工作的自动化系统。本部分将重点介绍工业通信的现状与发展趋势： 串行通信协议： RS-232/485/422： 详细讲解这些经典串行通信协议的电气特性、通信方式、传输距离和应用范围，分析其在点对点、多点通信中的优劣。 Modbus协议： 深入剖析Modbus RTU、Modbus TCP等协议的报文结构、功能码和应用模式，以及其在不同设备间数据交换中的广泛应用。 现场总线技术： Profibus/Profinet： 详细介绍Profibus（DP、PA）在现场设备连接中的可靠性和高效性，以及Profinet在工业以太网领域的快速发展和优势。 EtherNet/IP： 探讨EtherNet/IP如何将标准以太网技术应用于工业自动化领域，实现设备层、控制层和管理层的信息共享。 CC-Link/CC-Link IE： 分析CC-Link系列总线在亚洲市场的普及率，以及CC-Link IE在高速、大容量数据传输中的能力。 DeviceNet： 介绍DeviceNet在工业设备互联中的简单性、经济性和易用性。 工业以太网： 重点阐述工业以太网的优势，包括高带宽、灵活性和标准化，以及其在实现复杂自动化系统集成中的关键作用。 无线通信技术： 探讨工业Wi-Fi、LoRa、NB-IoT等在无线传感器网络、移动设备通信、远程监控等场景下的应用，以及其在降低布线成本、提高灵活性方面的优势。 OPC UA： 详细介绍OPC UA作为一种开放、平台独立、面向服务的通信协议，如何实现异构系统之间安全、可靠的数据互通，是迈向工业4.0的关键技术。 网络安全： 简要探讨工业网络安全的重要性，以及相关的防护策略和技术。 第四部分：系统集成与实践应用 本部分将前面三部分的技术融会贯通，展示如何在实际工程中进行系统集成，并结合典型应用案例进行说明： 系统设计原则： 强调模块化设计、标准化接口、可扩展性、可靠性与易维护性等原则。 传感器与执行器的选型： 提供基于应用场景、性能要求、成本效益的选型流程和注意事项。 通信网络的构建与配置： 讲解不同通信协议的组网方式、设备地址分配、参数配置等。 数据采集与处理： 介绍如何从传感器获取数据，进行滤波、校准、数据转换等处理，为上位机或云平台提供可用数据。 典型应用案例分析： 智能生产线： 如何集成各类传感器、执行器，通过工业网络实现物料追踪、质量检测、过程控制、机器人协同等。 楼宇自动化： 如何实现环境监测、安防控制、能耗管理等子系统的互联互通。 智能仓储： 如何利用AGV、堆垛机、输送线等实现自动化存取、分拣、搬运。 过程控制系统： 在化工、制药等行业中，如何通过传感器、执行器和强大的通信网络实现对温度、压力、流量、液位等关键参数的精确控制。 未来发展趋势： 展望工业物联网（IIoT）、边缘计算、人工智能（AI）在自动化系统集成中的应用，以及数字化孪生等前沿技术。 本书内容力求深入浅出，理论与实践相结合，旨在为广大从事自动化工程、机械工程、电子工程、电气工程等相关领域的工程师、技术人员、在校学生提供一份系统、全面的参考资料，帮助他们更好地理解和掌握现代自动化系统的核心技术，提升系统集成能力，应对日益复杂的工业挑战。
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