(高职高专)可编程控制器原理与程序设计实验指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:66

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出版时间:2009-2

价格:10.00元

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isbn号码:9787561146903

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• PLC
• 可编程控制器
• 高职高专
• 实验指导
• 程序设计
• 原理
• 自动化
• 工业控制
• 电气工程
• 职业教育

工业控制系统基础概念与实践应用 本书旨在为初学者提供一个全面而扎实的工业控制系统基础知识体系，重点阐述现代工业自动化领域中核心组件的工作原理、应用场景及基本的系统集成方法。内容涵盖了从基础的电气控制理论到复杂的分布式控制系统（DCS）架构的演进，旨在帮助读者构建对现代制造环境中自动化技术全局的认知。 第一部分：电气控制与继电器逻辑基础 本部分从电气控制的基础理论入手，为后续的自动化技术学习打下坚实的基础。 1.1 电气控制基础原理 详细讲解了工业电路中的基本元件，如接触器、热继电器、断路器、熔断器和按钮等的作用及其选型原则。深入分析了基本的电路连接方式（串联、并联、混联），并重点探讨了电机（单相与三相交流电机）的启动、制动和反转的电气原理图绘制与分析。内容侧重于传统继电器逻辑的实现，包括自锁电路、定时控制电路和联锁控制电路的构建方法，强调安全规范在电气设计中的重要性。 1.2 继电器逻辑的局限性与向自动化过渡 阐述了使用纯继电器实现复杂逻辑控制时面临的缺点，例如接线复杂、维护困难、逻辑修改成本高昂等问题。在此基础上，引入了自动化控制系统的概念，为介绍固态继电器和早期的数字逻辑控制单元做铺垫，引导读者认识到引入可编程逻辑控制器的必要性。 第二部分：传感器、执行器与信号处理 本部分聚焦于工业控制系统的“感觉器官”和“肢体”，即现场设备与控制系统之间的接口技术。 2.1 工业传感器原理与选型 全面介绍了各类传感器的工作原理、输出信号类型（开关量、模拟量）及环境适应性。内容包括： 位置检测： 接近开关（电感式、电容式、霍尔式）的感应原理、限位开关的应用。 过程量检测： 温度传感器（热电偶、热电阻）的测温原理与线性化处理；压力变送器（应变片式、电容式）的测量机制；流量计（涡街、电磁、超声波）的基本工作方式。 信号调理： 模拟信号（4-20mA, 0-10V）的工业标准、噪声抑制技术以及信号转换电路的基本知识。 2.2 执行机构驱动技术 深入探讨了工业现场中常用执行机构的控制方式： 电机驱动： 步进电机与伺服电机的基本控制模式（开环与闭环）。变频器（VFD）在交流电机调速中的作用、控制方式（V/f控制、矢量控制）及其与上位系统的通讯接口。 流体控制： 电磁阀、比例阀的电气驱动原理，以及气动和液压系统的基本回路设计概念。 第三部分：分布式控制系统（DCS）与网络架构 本部分将视角从单一的控制单元扩展到整个工厂的自动化网络层面，介绍现代大型自动化系统的结构。 3.1 DCS 核心架构与功能 详细解析了分布式控制系统的基本组成部分：现场控制站（控制层）、监控与操作站（操作层）以及工程组态工作站（管理层）。重点讨论 DCS 与传统集中式控制系统的区别，强调其高可靠性、模块化设计和系统冗余的实现机制。内容包括数据采集、报警管理、历史趋势记录和操作员界面的设计原则。 3.2 工业网络通讯协议栈 系统地介绍了支撑工业自动化的主要通信标准，对比了不同网络在速度、实时性、拓扑结构上的差异： 现场总线技术： Profibus DP/PA、Foundation Fieldbus 的结构特点和主要应用场景。 工业以太网： PROFINET、EtherNet/IP 的实时性保证机制（如时间同步技术）及其在现代产线中的部署。 数据交换标准： OPC（OLE for Process Control）在跨平台数据互操作性中的关键作用。 第四部分：工业控制系统集成与安全基础 本部分关注如何将分散的组件有机结合起来，并确保系统在复杂运行环境下的安全与稳定。 4.1 系统集成与调试方法论 阐述了从需求分析到系统投运的全生命周期管理流程。包括：控制方案的逻辑分解、I/O点表的编制规范、系统联调的步骤（从单点测试到联锁测试）以及故障排除的系统化方法。强调在系统集成过程中，遵循电气安全标准和人机工程学设计的重要性。 4.2 工业信息安全基础概述 鉴于控制系统日益增加的网络连接性，本部分简要介绍了工业信息安全的必要性。内容涉及：工控网络的安全边界划分、基础的访问控制策略、常见的威胁类型（如恶意软件、拒绝服务攻击对控制系统的影响），以及如何实施基础的补丁管理和隔离措施来保护关键的生产控制网络。 第五部分：现代制造中的前沿技术综述 本部分对当前工业控制领域正在快速发展的新兴技术进行简要介绍，帮助读者了解行业的发展方向。 5.1 工业物联网（IIoT）与数据驱动决策 探讨了 IIoT 架构中，控制系统如何与云计算、边缘计算平台进行数据交互。重点在于如何利用汇聚的大数据进行设备健康状态监测（PHM）和高级过程优化，实现从“反应式维护”向“预测性维护”的转变。 5.2 机器人与自动化集成 简要介绍了工业机器人在现代生产线中的作用，及其与 PLC/DCS 系统的集成方式，特别是在高精度装配和物料搬运中的应用。 本书内容结构严谨，逻辑清晰，理论结合实际案例分析，旨在构建一个覆盖工业控制领域广阔图景的知识框架，为读者深入学习更专业的控制技术打下坚实基础。

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作为一本实验指导，这本书的理论深度把握得相当精准，它没有陷入过于晦涩的数学推导，而是用一种非常贴近工匠精神的方式来阐述控制逻辑的构建。书中对不同类型指令的详细解释，尤其是数学运算和数据处理指令的讲解，简直就是一本“速查手册”。我记得有一章专门讲解了如何利用内部寄存器进行复杂的流水线节拍控制，那段文字的逻辑性极强，层层递进，让人茅塞顿开。作者似乎非常懂得高职高专学生的学习特点，语言风格直白、务实，少有不必要的学术腔调。然而，我发现书中对于故障诊断和程序调试这一关键环节的论述略显单薄。在实际操作中，程序写对和程序跑对往往是两码事，如何有效地利用PLC自带的诊断功能或示波器等工具进行故障排查，这本书提供的实战经验相对不足，这可能是为了控制篇幅而不得不做出的取舍吧。

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这本书的实验项目设置充满了工业场景的真实感，这一点我非常欣赏。它不仅仅是机械地重复书本上的理论知识，而是紧密结合了实际生产线中常见的逻辑控制、定时/计数以及数据运算等任务。比如，关于电机正反转控制和多台设备联锁运行的实验，它提供了非常细致的步骤分解，从硬件接线图到软件逻辑的每一步都标注得清清楚楚，极大地降低了实验操作的难度。我个人特别喜欢它在每组实验后都设置了“思考与拓展”环节，这部分内容引导我们去思考如何优化程序、如何处理异常情况，这才是真正体现了从“做实验”到“做工程”的转变。可惜的是，一些复杂的工业网络通信协议，比如Profibus或EtherNet/IP的配置与应用，在本书中几乎没有涉及，这让习惯了现代化分布式控制系统的读者感到有些意犹未尽。

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这本书的封面设计得相当朴实，一看就知道是面向工程实践的教材。我刚翻开目录，就被它清晰的章节划分所吸引。它似乎非常注重基础概念的讲解，从PLC的基本结构到硬件组成，再到编程指令集的梳理，都有详尽的文字描述和丰富的示意图。尤其是关于模拟量输入输出处理的部分，图文并茂地展示了如何进行信号调校和数据转换，这对于初学者来说无疑是一盏明灯。我记得我以前在接触这些概念时总是感到云里雾里，但这本书的表述方式却能让人迅速抓住要点，仿佛作者就在旁边手把手地指导。不过，我注意到其中对最新一代智能型PLC的深度介绍似乎有所欠缺，更多地侧重于经典的梯形图编程，这对于紧跟行业前沿的学生来说，可能需要再补充一些资料。整体来看，这是一本非常扎实的入门级实验指导书，能够为打下坚实的自动化控制理论基础提供有力的支持。

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这本书的排版和图示质量给我留下了深刻印象。线路上使用的元器件符号规范统一，梯形图的逻辑块划分清晰，即便是复杂的程序逻辑，也能通过良好的视觉组织结构，让人一目了然。这对于需要长时间盯着屏幕或电路图进行分析的学生来说，极大地减轻了阅读负担。此外，作者似乎非常重视不同品牌PLC编程环境之间的共性与差异性，虽然全书主要围绕某一款主流PLC展开，但在理论描述时，尽量采用了更具普适性的术语。这使得我们即使未来接触到其他品牌的设备，也能快速迁移学习到的知识体系。美中不足的是，可能是出版年代的限制，书中引用的软件界面截图略显陈旧，如果能更新到最新的开发环境版本，对于培养学生的现代化软件操作习惯会更加有利。

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这本书的语言风格非常接地气，几乎没有让人感到晦涩难懂的“书面语”，读起来感觉就像是一位经验丰富的老师傅在耐心讲解他的绝活。尤其在讲解程序优化技巧时，例如如何使用跳转指令减少扫描时间，或者如何通过位操作实现高效的数据打包，这些“小窍门”的分享，体现了作者深厚的实践积累，这是教科书上很难见到的宝贵经验。它更像是一本“干货集锦”，而不是冰冷的理论集合。不过，在涉及面向对象编程思想在PLC应用中的体现，或者更先进的结构化编程方法（如功能块FB的大量应用）时，本书的介绍明显滞后于当前工业软件的发展趋势。它更偏重于传统顺序控制的搭建，对于培养具备未来软件架构思维的工程师来说，可能需要读者自行去探索更前沿的编程范式。

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