可编程序控制器选用与系统设计实例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:362

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出版时间:2010-1

价格:49.00元

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isbn号码:9787111294214

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• PLC
• 可编程控制器
• 工业自动化
• 系统设计
• 实例
• 电气工程
• 控制工程
• 传感器
• 执行器
• 编程

现代工程控制系统中的PLC应用与高级设计方法 本书聚焦于当前工业自动化领域对可编程逻辑控制器（PLC）的深度应用、先进系统架构设计以及智能化集成策略的探讨与实践。 本书旨在为自动化工程师、系统集成商以及相关专业的研究人员提供一套全面、深入且具有高度实践指导意义的技术参考框架，超越了基础的选型与简单逻辑编程层面，直击现代复杂工业过程控制的痛点与前沿解决方案。 本书内容结构围绕“从需求分析到系统固化与优化”的主线展开，将PLC技术置于整个智能制造与工业物联网（IIoT）的宏大背景下进行审视。 --- 第一部分：高级控制策略与系统架构设计 本部分深入探讨了在传统顺序控制之外，现代工业系统对先进控制技术的需求，并阐述了如何基于PLC平台实现这些策略。 1. 过程控制理论在PLC中的深化应用 本章详细分析了PID控制算法在工业现场的应用局限性与优化方法。重点讲解了级联控制、前馈控制、比值控制等复杂控制结构的构建流程。书中提供了针对不同物理过程（如高惰性温度控制、快速响应流量控制）的自整定（Autotuning）技术的原理剖析与PLC程序实现案例，强调参数的在线调整与鲁棒性设计。此外，还将引入模糊逻辑控制（Fuzzy Logic Control）的基本原理，展示如何在标准PLC（如西门子S7-1500或罗克韦尔ControlLogix平台）中利用其数学功能块实现简单但有效的模糊推理控制，以应对非线性系统。 2. 分布式与模块化控制系统架构 现代工厂的规模和复杂性要求控制系统必须具备高度的分布式和模块化特性。本章将重点讨论基于现场总线（Fieldbus）和工业以太网的系统集成。详细解析了Profibus DP/PA、Foundation Fieldbus、Profinet IO 等主流通信协议在实际项目中的选型依据、网络拓扑设计、故障诊断机制。书中会通过大型化工装置或复杂装配生产线的案例，对比集中式I/O与分布式I/O的优劣，并指导读者如何构建一个具备高冗余和可扩展性的多控制器网络架构。特别关注时间敏感网络（TSN）在下一代高速同步控制中的潜力与实施挑战。 3. 安全控制系统的集成与设计标准 随着对人身和设备安全要求的提高，功能安全（Functional Safety, FuSa）成为系统设计中不可或缺的一部分。本章不涉及安全继电器，而是专注于安全可编程逻辑控制器（Safety PLC）的应用。详细阐述了IEC 61508/61511 标准对安全完整性等级（SIL）的要求，并指导读者如何根据风险矩阵选择合适的硬件和软件组件。内容包括安全编程语言（如ST或SCL）在安全功能块中的应用、安全相关数据的周期性校验机制，以及安全系统的验证（Validation）和确认（Verification）流程，确保系统满足预定的安全目标。 --- 第二部分：高级编程范式与软件工程实践 本部分将PLC编程从简单的梯形图逻辑提升到工程化、模块化的软件开发层面，强调代码的可维护性和复用性。 4. 面向对象设计（OOD）在PLC编程中的应用 传统的PLC编程往往缺乏结构化和面向对象的设计思想。本章系统地介绍了如何将面向对象编程的核心概念——封装、继承和多态——应用到SCL（Structured Control Language）或CST（Control Structure Text）编程中。通过设计标准化的“设备对象”（如电机对象、阀门对象），将设备状态、控制命令和报警逻辑封装在一起，极大地提高了大型项目中的代码复用率和调试效率。书中会提供具体的软件模块结构图和数据块设计范例。 5. 故障诊断与预测性维护（PdM）集成 系统可靠性是工业控制的核心指标。本章探讨如何利用PLC的高速数据采集能力，结合先进的诊断算法，实现从故障发生到预测性维护的过渡。内容包括：基于振动或电流特征的早期故障识别算法（如FFT分析在PLC中的近似实现）、基于运行时间与负载的设备健康度（Health Index）评估模型。同时，详细介绍如何设计高效的报警管理系统（Alarm Management），遵循ISA 18.2 标准，对报警进行优先级划分、抑制和归档，避免“报警泛滥”现象。 6. 现代人机界面（HMI/SCADA）的深度交互设计 HMI/SCADA不再仅仅是显示和操作的界面，而是人与复杂控制系统交互的桥梁。本章关注的是高可靠性、信息可视化和操作者体验（Operator Experience, OpEx）。内容涵盖如何设计符合“图形化设计原则”的报警屏幕，如何使用3D可视化技术（基于特定SCADA平台能力）模拟设备运行状态，以及如何实现操作员权限的细粒度管理。此外，还将探讨SCADA层如何通过OPC UA等协议与PLC进行高效数据交换，实现跨平台的数据一致性。 --- 第三部分：集成与数字化：PLC与上层系统的桥接 本部分关注如何将PLC采集的数据安全、高效地接入企业信息系统，实现OT（操作技术）与IT（信息技术）的融合。 7. 工业物联网（IIoT）数据采集与边缘计算 本书将PLC视为IIoT网络中的“边缘节点”。重点讲解OPC UA作为工业互操作性标准的实现细节，包括安全证书管理、信息模型构建（如Companion Specifications）以及与云平台（如AWS IoT Greengrass, Azure IoT Edge）的数据安全传输策略。同时，介绍边缘计算的概念，指导读者如何在高性能PLC或工业网关上预处理传感器数据（如数据清洗、协议转换、初步分析），减轻云端服务器的压力，并实现本地快速响应。 8. 制造执行系统（MES）接口设计与数据追溯 现代制造业要求对产品质量和生产过程进行完整追溯。本章详细描述了PLC系统如何与MES系统进行数据交互，实现工单管理、物料跟踪和批次记录。内容包括：定义标准的数据上下文（Contextualization）结构，确保采集到的温度、压力、操作时间等原始数据能够准确关联到特定的产品批次或序列号。书中将提供基于SQL或Web Service的通信接口设计模板，确保数据传输的原子性和可靠性。 --- 总结： 本书基于最新的工业标准和工程实践，为读者提供了一套超越基础选型手册的、面向未来工业控制需求的系统设计方法论。它强调将软件工程的最佳实践引入到PLC编程中，通过先进的控制理论和数字化集成能力，帮助工程师构建出更智能、更可靠、更易于维护的自动化生产线。

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我是一名有着一定年资的电气工程师，这些年陆陆续续做过一些自动化项目，对PLC的应用也有一些自己的理解。不过，随着工业4.0和智能制造的推进，PLC技术也在不断发展，新的通信协议、新的功能模块层出不穷，我感觉自己需要不断地更新知识体系，以跟上时代的步伐。市面上关于PLC的书籍很多，但质量参差不齐。有些书内容陈旧，已经不能满足当前的技术需求；有些书则过于学术化，离实际应用有一定距离。我更倾向于寻找那些既有理论深度，又能指导实践的著作。这本书的标题——“可编程序控制器选用与系统设计实例”，听起来就非常贴合我的需求。我特别想了解书中在PLC的“选用”方面，是否能给出一些前瞻性的指导，比如如何评估不同PLC在性能、成本、可扩展性、易用性等方面的优劣，以及如何根据未来的发展趋势进行选型。而“系统设计实例”更是我关注的重点，我希望能从中学习到一些先进的设计理念和成熟的应用方案。

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这本书的装帧设计给我的第一印象是专业和严谨。封面以沉稳的蓝色为主色调，搭配清晰的书名和副标题，透露出一种技术类书籍应有的成熟感。我是一个偏爱实践操作的人，对于那些只会讲理论而缺乏实际案例的书籍，通常兴趣不大。我更希望看到的是能够直接指导我进行工程设计的指导书，能够在我遇到具体问题时，提供切实可行的解决方案。这本书的目录结构给我一种这样的感觉，它似乎按照一个工程项目的流程来展开，从前期的需求分析、设备选型，到中间的系统设计、编程实现，再到后期的调试维护，都涵盖在内。我尤其对其中的“系统设计实例”部分充满了期待。我希望能够看到一些真实的、具有代表性的工业自动化项目设计过程，比如水处理厂的自动化控制系统，或者食品生产线的PLC控制方案等等。如果书中能够详细解析这些案例的设计思路、关键技术点、遇到的挑战以及解决方案，那将极大地提升我对PLC系统设计的理解和应用能力。

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这本书的封面设计简洁大气，一本厚实的工具书，拿在手里沉甸甸的。我是一位在自动化领域摸爬滚打了十多年的老工程师了，这些年也接触过不少PLC相关的书籍，但说实话，真正能让我眼前一亮的，能从头到尾细细研读的，屈指可数。通常，很多书要么过于理论化，公式一大堆，看得人头昏脑涨，却与实际应用脱节；要么就是太浅显，仅仅介绍一些基本概念，对于复杂的工程项目根本起不到指导作用。所以，当我翻开这本书的时候，内心是带着一丝期待，又夹杂着些许的审慎。书页的质感很好，纸张厚实，印刷清晰，排版也比较合理，阅读起来不会感到压抑。我先粗略地翻阅了一下目录，看到里面涉及了不同品牌PLC的选型原则、通信协议的应用，以及一些典型的工业自动化系统设计案例，这些都是我日常工作中经常会遇到的问题，也是我一直以来想要深入了解和提升的方面。光从目录来看，这本书的覆盖面似乎相当广，这让我对后续的内容充满了好奇。当然，最终的评价还要看实际内容是否能解决我工作中的痛点，是否能给我带来新的启发。

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作为一名刚刚踏入工业自动化领域不久的新人，对于PLC这个核心设备，我的认知还停留在非常基础的层面。学校里讲授的理论知识，虽然扎实，但在面对实际的工业生产场景时，总觉得力不从心。比如，不同品牌、不同系列的PLC，它们之间到底有什么样的性能差异？在实际项目中，如何根据工艺要求、控制规模、经济成本等因素，来选择最适合的PLC型号？这些问题常常让我感到困惑。市面上很多教材，要么过于侧重某一特定品牌的PLC，内容相对局限；要么就泛泛而谈，缺乏具体的指导性。而这本书，从我的初步了解来看，似乎提供了一个比较全面的视角。我特别关注了关于PLC选型的章节，希望它能提供一套系统性的方法论，而不是简单的罗列参数。如果书中能够结合一些实际的应用案例，详细分析不同场景下PLC选择的考量因素，并给出一些具体的推荐，那对我来说将是巨大的帮助。我期待这本书能像一位经验丰富的导师，为我指点迷津，让我少走弯路。

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拿到这本书，我首先被它沉甸甸的重量所吸引，这通常意味着内容丰富，能够深入讲解。我是一个喜欢研究细节的人，对于那些只讲表面现象的书籍，往往不太感兴趣。我对PLC的理解，不仅仅局限于如何编写梯形图，更在于如何从宏观上把握一个自动化系统的整体设计。从这本书的标题来看，“选用”和“系统设计”是两个核心的方面，这正是我所期望的。在“选用”方面，我希望它能提供一套系统性的方法，能够帮助我根据不同的应用场景，合理地选择最适合的PLC硬件，而不是仅仅罗列一些技术参数。比如，如何权衡不同品牌PLC的性价比，如何在冗余、安全、环保等方面的需求下做出决策。在“系统设计”方面，我期待看到一些具有启发性的案例分析，能够展示如何将PLC技术与其他自动化设备（如传感器、执行器、人机界面、上位机等）有机地整合，构建出稳定、高效、易于维护的自动化系统。我希望这本书能够引导我从“点”到“面”地理解PLC在整个自动化系统中的作用。

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