可编程控制器应用技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:

出品人:

页数:293

译者:

出版时间:2010-1

价格:31.00元

装帧:

isbn号码:9787508392240

丛书系列:

图书标签:

• PLC
• 可编程控制器
• 工业自动化
• 电气控制
• 技术
• 应用
• 编程
• 传感器
• 执行器
• 控制系统

工业自动化控制系统设计与实施 前言 在飞速发展的工业时代，自动化已成为提升生产效率、降低运营成本、保障产品质量的关键驱动力。从精密的微电子制造到庞大的流程化工，再到高效的物流仓储，几乎所有工业领域都离不开智能化的控制系统。本书旨在为读者提供一个全面、深入的工业自动化控制系统设计与实施的知识框架，帮助有志于投身于此领域的技术人员、工程师，以及对工业自动化感兴趣的学生，掌握核心理论，熟悉实际操作，并了解行业发展趋势。 本书不同于单纯的技术手册，它更侧重于从宏观到微观，从原理到实践的系统性讲解。我们将逐步剖析工业自动化控制系统的各个组成部分，阐述其工作原理，并探讨在实际工程中如何进行科学合理的设计、精确的选型、严谨的实施以及有效的维护。我们力求让读者在理解“是什么”的同时，更能掌握“为什么”和“怎么做”，从而具备独立解决实际工程问题的能力。 第一章 工业自动化的基本概念与发展历程 本章将为读者勾勒出工业自动化的全景图。我们将从自动化这一概念的起源讲起，回顾其在不同历史时期的发展演变，重点阐述工业自动化是如何应运而生并逐步成熟的。 自动化溯源： 定义自动化，探讨其在人类生产活动中的意义，从最早的机械装置到现代的智能系统。 工业自动化的定义与范畴： 明确工业自动化的内涵，介绍其涵盖的领域，如过程控制、离散控制、运动控制、机器人技术等。 发展里程碑： 回顾工业自动化发展史上的关键技术和事件，如继电器控制、DCS（集散控制系统）、PLC（可编程逻辑控制器）的出现、HMI（人机界面）的应用、SCADA（数据采集与监视控制系统）的普及，以及MES（制造执行系统）和ERP（企业资源计划）的集成。 自动化技术的驱动力： 分析推动工业自动化发展的核心因素，包括提高生产效率、降低人力成本、提升产品一致性、保障生产安全、优化资源利用等。 现代工业自动化特征： 探讨数字化、网络化、智能化、柔性化等现代工业自动化的主要特征，以及工业4.0、智能制造等前沿概念。 第二章 工业传感器与变送器技术 传感器是工业自动化系统的“眼睛”和“触角”，它们将物理世界的各种参数转化为可被控制系统识别的电信号。本章将深入探讨各类工业传感器的工作原理、选型原则及其在实际应用中的注意事项。 传感器基础知识： 定义传感器和变送器，阐述其基本功能和分类。 压力测量技术： 介绍压阻式、电容式、应变片式等压力传感器的工作原理，以及在液位、流量、压差等方面的应用。 温度测量技术： 讲解热电偶、热电阻（RTD）、红外测温仪等温度传感器的特性，以及不同应用场景下的选择依据。 流量测量技术： 深入分析电磁流量计、涡轮流量计、超声波流量计、质量流量计等主流流量测量方法，并讨论其优缺点及适用范围。 液位测量技术： 介绍浮球式、静压式、雷达式、超声波式等液位传感器的原理，以及在各种介质和容器中的应用。 物位测量技术： 涵盖料位计、雷达物位计、超声波物位计等用于固体物料测量的技术。 位置与位移测量技术： 探讨编码器、线性位移传感器、接近开关、光电开关等用于检测物体位置和位移的技术。 其他常用传感器： 介绍气体传感器、湿度传感器、力传感器、pH传感器等在特定工业过程中的应用。 传感器信号处理与接口： 讲解模拟信号（4-20mA, 0-10V）和数字信号（HART, Modbus, Profibus）的输出形式，以及信号调理与接口技术。 传感器选型原则： 总结在不同工业环境下，如何根据精度、量程、稳定性、成本、环境适应性等因素进行科学的传感器选型。 第三章 执行机构与驱动技术 执行机构是工业自动化系统的“手”和“脚”，它们接收控制系统的指令，并将其转化为实际的物理动作，从而改变生产过程的状态。本章将重点介绍各类执行机构的工作原理、控制方式及相关驱动技术。 执行机构概述： 定义执行机构，介绍其在控制系统中的作用。 阀门驱动技术： 详细讲解电动阀门执行机构、气动阀门执行机构、液压阀门执行机构的工作原理、选型要点以及在调节和开关控制中的应用。 电机驱动技术： 深入分析直流电机、交流电机（笼型感应电机、同步电机）的特性，以及伺服电机、步进电机在精密运动控制中的应用。 驱动器（变频器、伺服驱动器）功能： 讲解变频器在交流电机调速中的应用，伺服驱动器在精密定位和动态响应中的作用。 液压与气动系统： 介绍液压缸、气动缸、液压马达、气动马达等执行元件，以及相关的液压泵、气泵、阀组等组成部分。 电磁铁与电磁阀： 阐述电磁铁在吸合、释放等动作中的应用，电磁阀在流体通断控制中的重要作用。 执行机构的选型与集成： 总结在选择执行机构时需要考虑的因素，如负载特性、精度要求、响应速度、能源消耗、环境条件等，以及如何与上位控制系统进行集成。 第四章 DCS（集散控制系统）与SCADA系统 DCS和SCADA系统是实现复杂工业过程集中监控与管理的核心平台。本章将深入剖析这两种系统的架构、功能、设计原则以及在不同工业场景下的应用。 DCS系统架构与组成： 详细介绍DCS系统的分层结构，包括现场控制站、操作员站、工程师站、历史数据库、通信网络等。 DCS系统的核心功能： 讲解DCS在过程控制、顺序控制、报警管理、数据采集、趋势显示、报表生成、联锁保护等方面的能力。 DCS系统的设计原则： 讨论系统的冗余设计、分散性、集成性、开放性等重要原则。 DCS系统在流程工业中的应用： 以炼油、化工、电力、水处理等行业为例，展示DCS系统在复杂工艺流程控制中的成功案例。 SCADA系统概述： 定义SCADA系统，阐述其在区域性、分布式工业过程监控中的作用。 SCADA系统架构与关键组件： 介绍SCADA系统的RTU（远程终端单元）、通信网络、主站（监控计算机）等核心组成。 SCADA系统功能与优势： 讲解SCADA系统在数据采集、远程监控、设备状态监测、事件记录、告警处理等方面的功能，以及其在电网、油气管道、水务系统等领域的应用。 DCS与SCADA系统的比较与融合： 分析DCS和SCADA系统的异同点，以及在现代工业环境中两者融合发展的趋势。 第五章 工业网络通信技术 工业网络通信是连接自动化系统中各个设备和单元的“神经系统”。本章将系统介绍各类工业通信协议、网络拓扑结构及其在实际应用中的关键考虑因素。 工业通信协议基础： 介绍工业通信的基本概念，如串行通信、并行通信、现场总线、工业以太网等。 串行通信协议： 详细讲解RS-232、RS-485等协议的特点、通信方式及应用场景。 现场总线技术： 深入分析Profibus、DeviceNet、CANopen、Foundation Fieldbus等主流现场总线技术的工作原理、通信机制、优缺点及其在不同应用领域（如工厂自动化、过程自动化）的适用性。 工业以太网技术： 讲解Ethernet/IP、Profinet、EtherCAT等基于标准以太网的工业通信协议，以及它们在实时性、带宽、集成性等方面的优势。 通信网络拓扑结构： 介绍总线型、星型、环型、树型等网络拓扑结构，以及它们对系统可靠性、扩展性和维护性的影响。 工业通信硬件： 讲解工业交换机、路由器、通信接口模块、网关等关键硬件设备。 网络安全在工业通信中的重要性： 强调工业控制系统网络安全防护的重要性，介绍常见的安全威胁和防护措施。 通信协议的选型与应用： 提供指导，帮助读者根据具体工程需求，选择最适合的工业通信协议和网络方案。 第六章 工业自动化系统集成与故障诊断 系统集成是将分散的自动化设备和系统整合成一个协同工作的整体，而故障诊断则是保障系统稳定运行的关键。本章将探讨工业自动化系统的集成策略、实施流程以及有效的故障排除方法。 工业自动化系统集成的意义与挑战： 阐述系统集成对于提升整体效率、优化资源配置的重要性，以及集成过程中可能遇到的挑战，如协议不兼容、数据格式不一致、通信延迟等。 系统集成设计流程： 遵循需求分析、方案设计、设备选型、硬件集成、软件开发、系统调试、用户培训等步骤，详细介绍系统集成的全过程。 标准化与开放性在系统集成中的作用： 强调采用开放式标准和协议，以提高系统的兼容性和可扩展性。 人机界面（HMI）与组态软件： 介绍HMI在用户与自动化系统交互中的作用，以及组态软件在界面开发、功能实现中的重要性。 MES与ERP系统的集成： 探讨如何将MES（制造执行系统）和ERP（企业资源计划）系统与自动化控制系统进行有效集成，实现生产计划、执行、监控的全面联动。 工业自动化系统的故障诊断基础： 讲解故障诊断的基本原理，包括故障的分类（硬件故障、软件故障、人为失误）、故障的产生原因及影响。 故障诊断方法与技术： 介绍定性分析（目视检查、听诊、嗅诊）和定量分析（信号测量、逻辑分析、数据记录分析）等方法。 常用故障诊断工具： 讲解示波器、万用表、逻辑分析仪、诊断软件等在故障排除中的应用。 预防性维护与预测性维护： 介绍通过定期检查、设备状态监测等方式，预防故障发生，以及利用大数据分析预测设备可能出现的故障。 案例分析： 通过具体的故障案例，演示如何运用所学的知识，快速准确地定位并解决工业自动化系统中的常见故障。 第七章 工业自动化发展趋势与未来展望 本章将带领读者眺望工业自动化的未来，探讨当前的技术热点和未来的发展方向。 物联网（IoT）在工业领域的应用： 介绍工业物联网（IIoT）的概念，以及传感器、连接性、云平台等在实现万物互联、数据驱动决策中的作用。 人工智能（AI）与机器学习在工业自动化中的角色： 探讨AI技术如何应用于预测性维护、生产过程优化、质量检测、机器人智能控制等方面。 大数据分析在工业生产中的价值： 阐述如何利用海量生产数据进行深度分析，挖掘潜在的价值，提升生产效率和管理水平。 数字孪生（Digital Twin）技术： 介绍数字孪生在产品设计、生产模拟、设备监控、故障预测等方面的应用前景。 云计算与边缘计算的融合： 分析云计算和边缘计算在工业自动化中的优势互补，以及如何实现高效的数据处理和智能决策。 柔性制造与个性化定制： 探讨自动化技术如何支持更加灵活的生产模式，满足日益增长的个性化定制需求。 人机协作机器人： 介绍协作机器人（Cobots）的发展，以及它们如何与人类工人协同工作，提高生产效率和工作安全性。 绿色自动化与可持续发展： 探讨自动化技术在节能减排、资源优化利用方面的重要作用，以及如何实现绿色制造。 工业自动化人才的培养与发展： 分析未来工业自动化领域对人才的需求，以及相关职业技能的培养方向。 结语 工业自动化技术正在以前所未有的速度改变着我们的世界。本书的编写旨在为读者构建一个扎实的基础，激发对工业自动化更深入的探索。希望本书能够成为您在工业自动化领域学习、工作中的有益伙伴，助您在快速发展的科技浪潮中，把握机遇，创造价值。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆