可编程控制器基础与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:227

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出版时间:2009-9

价格:26.00元

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isbn号码:9787111279143

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图书标签:

• PLC
• 可编程控制器
• 工业自动化
• 单片机
• 传感器
• 执行器
• 电气控制
• 编程
• 技术入门
• 基础知识

数字孪生技术：理论、建模与实践 内容简介 本书全面深入地探讨了数字孪生（Digital Twin）技术的理论基础、核心建模方法以及在多个关键行业中的实际应用。数字孪生作为连接物理世界与数字世界的桥梁，正以前所未有的速度改变着工程设计、运营维护和决策制定的范式。本书旨在为工程技术人员、研究人员以及高新技术企业管理者提供一套系统、前沿且具有实践指导意义的知识体系。 第一部分：数字孪生技术的基础理论与概念框架 本部分首先界定了数字孪生的核心概念，将其与传统仿真模型、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）进行清晰的区分。我们将详细阐述数字孪生所依赖的关键技术支柱，包括物联网（IoT）、云计算/边缘计算、大数据分析、人工智能（AI）以及先进的建模与仿真技术。 1. 数字孪生的演进与层次结构： 追溯数字孪生从概念提出到工业界大规模应用的历史脉络，并构建一个多尺度的、多维度的分层参考架构。这包括物理实体层、数据采集与通信层、数字模型层、服务与应用层。特别强调了数据在不同层级间的流动与转换机制。 2. 核心理论基础： 深入解析支持数字孪生运行的数学和计算理论。重点讨论系统辨识、状态估计（如卡尔曼滤波及其变种在实时状态同步中的应用）、模型驱动与数据驱动的融合机制。阐明如何确保数字模型在时间、空间和功能上与物理实体保持高保真度的对应关系。 3. 生命周期管理视角： 数字孪生并非单一的模型，而是一个贯穿产品、系统或过程整个生命周期的动态实体。我们将从概念设计、制造装配、运行维护到最终退役的各个阶段，分析数字孪生如何提供连续的洞察和支持，实现全生命周期的价值最大化。 第二部分：数字孪生的建模、仿真与数据驱动 本部分聚焦于构建高保真数字孪生的技术核心——建模与数据集成。 1. 多物理场建模与集成： 探讨如何将结构力学、热力学、流体力学、电磁学等多个领域的物理模型集成到一个统一的数字环境中。介绍基于第一性原理（First Principles）的建模方法，以及如何处理复杂系统的模型简化与升维/降维技术，以满足实时性要求。 2. 实时数据集成与同步： 详细介绍工业物联网（IIoT）在数据采集中的作用，包括传感器技术、网络协议（如OPC UA, MQTT）的选择与部署。重点讨论“映射”机制，即如何将异构的实时数据流准确、高效地映射到数字模型的相应参数和状态变量上，实现物理世界与数字世界的动态同步。 3. 人工智能在孪生中的应用： 分析机器学习（ML）和深度学习（DL）如何增强数字孪生的预测和决策能力。这包括使用AI进行故障模式预测、剩余寿命评估（RUL）、工况优化以及模型参数的自适应校准，弥补纯物理模型在处理不确定性和非线性问题时的不足。 4. 可视化与交互技术： 讨论如何利用先进的可视化技术（如三维可视化、沉浸式技术）来呈现复杂的数字孪生数据和分析结果。强调交互性设计，使用户能够直观地“进入”并操作数字孪生体进行“假设分析”（What-if Scenarios）。 第三部分：行业应用与前沿实践 本部分结合多个关键工业领域，展示数字孪生技术的落地案例和实践挑战。 1. 智能制造与工业4.0： 阐述数字孪生在柔性制造系统、生产线优化、质量追溯和预测性维护中的应用。探讨如何构建车间级、工厂级乃至供应链级的数字孪生，以实现生产效率的最大化和停机时间的最小化。 2. 智慧城市与基础设施： 聚焦于城市级数字孪生的构建，涵盖交通管理、能源网格优化、公共安全监控等方面。讨论如何融合地理信息系统（GIS）数据与实时传感器数据，为城市规划和应急响应提供决策支持。 3. 航空航天与国防： 分析数字孪生在复杂装备（如飞机、火箭发动机）的设计验证、服役健康监测（PHM）中的关键作用。强调在极端工况下，数字孪生如何替代高成本、高风险的物理测试。 4. 能源系统与流程工业： 讨论在发电厂、石油化工等大型流程工业中，利用数字孪生进行过程优化、能效管理和安全风险评估的方法。 第四部分：挑战、安全与未来展望 本书最后部分将探讨数字孪生技术当前面临的主要挑战，并展望其未来发展方向。 1. 互操作性与标准化： 分析当前不同平台和工具间的模型格式不统一、数据标准缺乏等问题，讨论相关国际标准的制定进展。 2. 安全与隐私保护： 鉴于数字孪生涉及高度敏感的运营数据和知识产权，本章将深入探讨数据安全、网络安全（Cybersecurity）在孪生系统中的防护策略，以及如何确保数据隐私合规性。 3. 迈向自主决策的孪生体： 展望未来数字孪生的发展趋势，包括与自主系统（如自主机器人）的深度融合，以及实现更高水平的自动化、自适应和自我修复能力的路径。 本书内容丰富，结构严谨，理论联系实际，是理解和应用数字孪生技术的理想参考资料。通过学习本书，读者将掌握构建、部署和利用数字孪生系统所需的前沿知识和实用技能。

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我一直认为，学习任何一门技术，最怕的就是理论与实践脱节。《可编程控制器基础与应用》这本书在这一点上做得非常到位。它在讲解完每一个基础概念或编程指令后，都会紧接着给出相关的实践操作指导。比如，在讲解定时器指令时，它不仅会告诉你定时器的原理，还会提供一个简单的实例，教你如何在PLC模拟器上设置定时器，实现一个延时启动的功能。书中还鼓励读者动手去修改和扩展这些实例，让我能够边学边练，加深对知识的理解。它提供的这些实践指导，非常具有操作性，无论是使用PLC仿真软件，还是连接实际的PLC硬件，都能得到很好的指导。我特别喜欢书里关于“PLC系统集成”的章节，它讨论了如何将PLC与其他自动化设备，比如人机界面（HMI）、变频器、传感器等连接起来，构建一个完整的自动化系统。它还介绍了一些PLC网络通信协议，比如Modbus RTU和Profinet，并且给出了相应的连接和通信配置方法。这些内容对我来说，极大地拓展了我的视野，让我能够从更宏观的角度去理解PLC在整个自动化系统中的角色和作用。这本书就像一位耐心的导师，一步一步地引导我将理论知识转化为实际的操作技能。

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坦白说，我拿到《可编程控制器基础与应用》这本书的时候，并没有抱太大的期望，因为市面上关于PLC的书籍实在太多了，而且很多都大同小异。但是，当我翻开这本书后，我才意识到它的与众不同之处。它在讲解PLC原理的同时，非常注重对“故障诊断与排除”这一环节的阐述，这在很多同类书籍中都是比较少见的。书中列举了大量PLC系统中可能出现的常见故障，例如输入信号丢失、输出驱动失效、程序运行异常、通信中断等等，并且针对每一种故障，都提供了详细的分析方法和排查步骤。它不仅仅是告诉你“哪里出了问题”，更重要的是告诉你“为什么会出问题”以及“如何科学地找到问题所在”。这一点对于我这个平时负责维护现场设备的人来说，简直是太重要了。它教会了我如何运用逻辑思维去分析问题，如何通过观察PLC的指示灯状态、查看PLC的报警信息、使用在线监控工具等手段来定位故障点。书中的一些案例分析，更是让我受益匪浅，仿佛亲身经历了一次次复杂的故障排除过程。这本书让我意识到，掌握PLC编程只是第一步，更重要的是能够让PLC稳定可靠地运行，而这本书恰恰在这一点上做得非常出色。

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《可编程控制器基础与应用》这本书，我真的觉得挺有意思的，虽然我接触PLC的时间不算长，但这本书确实帮我打下了不少基础。它从最基本的概念讲起，比如PLC是什么，它和传统继电器控制有什么区别，以及PLC的硬件组成，像CPU模块、输入模块、输出模块等等，都讲得很清楚。我尤其喜欢它讲解的PLC编程语言，主要是梯形图和指令表。梯形图对我来说就好像搭积木一样，把一个个逻辑指令像梯子一样串联起来，很容易理解。它里面有很多实际的例子，比如如何控制一个简单的电机启停，如何实现延时和计数功能，这些都是我工作中经常会用到的。书里还讲了一些常用的指令，比如LD、OUT、AND、OR这些，并且解释了它们的作用和用法。一开始我总觉得PLC编程有点抽象，但看了这本书之后，我发现只要理解了逻辑关系，编程起来就没那么难了。而且，它还提到了一些关于PLC系统设计的原则，比如如何选择合适的PLC型号，如何考虑I/O点的数量和类型，这对于我以后独立设计一些小系统很有帮助。总的来说，这本书的讲解方式非常接地气，不像一些理论书那么枯燥，很适合初学者入门。

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在我接触《可编程控制器基础与应用》之前，我对PLC的认知主要停留在“能控制灯闪烁”的层面。这本书彻底颠覆了我的想法。它不仅讲解了PLC的基本原理和编程方法，更让我看到了PLC在工业自动化领域的广阔前景和无限可能。书中对PLC在各种复杂控制系统中的应用进行了深入的探讨，比如在机器人手臂的精确运动控制、在食品包装生产线的速度同步控制、在智能仓储系统的物料搬运调度等方面，都进行了详细的阐述。它让我明白了，PLC不仅仅是一个简单的逻辑控制器，更是一个强大而灵活的平台，能够实现高度复杂的自动化任务。我尤其对书中关于“PLC与人工智能的结合”的一些前瞻性探讨很感兴趣，虽然目前这部分内容还比较初步，但它给我描绘了一个未来自动化发展的方向，让我充满了期待。这本书的写作风格非常严谨，同时又充满了启发性，它不仅仅是在教授知识，更是在激发读者的思考和探索精神。它让我意识到，PLC技术正在不断发展，未来的应用领域也将更加广泛。这本书让我看到了一个更广阔的世界，也让我更加坚定了继续深入学习PLC技术的决心。

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我一直对自动化技术很感兴趣，所以《可编程控制器基础与应用》这本书自然就引起了我的注意。这本书的内容非常丰富，不仅仅停留在理论层面，更侧重于实际的应用。它深入讲解了PLC在不同行业中的应用案例，比如在制造业中的流水线控制、在楼宇自动化中的环境监测和控制，甚至在水处理厂中的流程控制等等。每个案例都结合了具体的PLC硬件和编程思路，让我能够直观地了解到PLC是如何解决实际工程问题的。我特别关注了书里关于运动控制的部分，它详细介绍了如何使用PLC实现步进电机和伺服电机的精确控制，包括位置控制、速度控制和力矩控制。这对我正在进行的一个机器人项目来说，简直是雪中送炭。书里还提到了PLC与上位机通信的各种方式，比如RS232、RS485以及以太网通信，并给出了相关的编程实例，这对于我整合PLC系统与SCADA系统非常有价值。虽然有些章节的技术细节比较深入，需要反复阅读和实践，但总体而言，这本书的实用性和前瞻性都非常强，对于想要深入了解PLC技术并将其应用于实际工作中的工程师来说，绝对是一本不可多得的好书。

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