Lab Manual for Programmable Logic Contollers pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Petruzella, Frank D.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2005-10

价格:$ 113.57

装帧:

isbn号码:9780073269221

丛书系列:

图书标签:

• PLC
• Programmable Logic Controllers
• Industrial Automation
• Electrical Engineering
• Control Systems
• Lab Manual
• Engineering
• Technology
• Automation
• Troubleshooting

现代控制系统中的先进传感器技术与应用 本书概述： 本书深入探讨了现代工业自动化和控制系统中至关重要的先进传感器技术及其在实际工程中的广泛应用。在当今快速发展的智能制造、工业物联网（IIoT）和精密过程控制领域，对环境和物理量的精确、实时测量能力是实现高效、可靠自动化系统的基石。本书旨在为控制工程师、自动化技术人员以及相关专业的学生提供一个全面、深入且极具实践指导意义的参考资料，重点关注超越传统温度、压力、流量测量的新一代智能传感器、多物理场融合技术以及数据驱动的传感器校准与维护策略。 本书结构清晰，逻辑严谨，从传感器基本原理出发，逐步深入到复杂系统的集成与优化。内容涵盖了从微机电系统（MEMS）传感器在恶劣环境下的应用，到基于光学和声学的非接触式测量技术，再到面向边缘计算和云端分析的智能传感节点设计。 --- 第一部分：现代传感技术的基础与演进 本部分为后续高级主题奠定坚实的理论基础，并梳理了传感器技术的发展脉络，特别是数字化和智能化趋势对传统传感器的颠覆性影响。 第一章：传感器与变送器在控制回路中的核心地位 控制系统架构回顾： 从经典的反馈控制到现代分布式控制系统（DCS）和安全仪表系统（SIS）中传感器的数据流向与关键作用。 性能指标的再定义： 深入分析非线性度、迟滞、漂移（Drift）的物理根源，以及在高动态系统对带宽（Bandwidth）和时间响应的严苛要求。 从模拟到数字的飞跃： 模数转换（ADC）的精度、采样率与量化噪声控制，以及同步采样技术在多传感器数据融合中的必要性。 第二章：先进材料与微纳制造技术赋能传感器 MEMS技术原理与驱动力： 探讨硅基、聚合物基微加工技术如何实现高灵敏度的惯性传感器（如高精度加速度计和陀螺仪）和微流控传感器。 压电与压阻效应的深化应用： 聚焦于高频动态压力测量和声波传感中的新材料晶体结构与性能优化。 光纤传感技术（FOS）的优势： 特别是基于布拉格光栅（FBG）和法布里-珀罗干涉仪的分布式温度、应变和振动传感，及其在长距离、高电磁干扰环境下的独特价值。 --- 第二部分：特定领域的高级传感原理与应用 本部分聚焦于传统传感器难以精确测量的关键物理量，介绍当前工业界最前沿的解决方案。 第三章：精密温度与热流测量的新范式 热电测量的局限性与突破： 探讨传统热电偶在高精度和极端温度下的挑战，转而研究基于量子隧穿效应的隧道结（Tunnel Junction）温度传感器。 红外辐射测温的准确性校准： 深入分析发射率（Emissivity）对非接触式测量的影响，以及如何通过多光谱数据进行温度场重构。 热流传感器（Heat Flux Sensors）： 设计与应用，用于分析设备表面的热损失和热防护系统的性能评估。 第四章：流体动力学的高分辨率测量 激光多普勒测速（LDV）与粒子图像测速（PIV）： 详细介绍这些光学技术如何实现非侵入式、高空间分辨率的流场速度剖面测量。 超声波与声学传感在流体中的应用： 包括通过声速变化测量气体成分（如CO2浓度）和液体温度的原理，以及空化现象的声学监测。 磁致伸缩与涡流技术在液位和物位测量中的精确度提升： 针对复杂介质（如高粘度、强腐蚀性液体）的鲁棒性设计。 第五章：面向化学过程的智能气体与成分分析 选择性化学传感器的开发： 重点介绍基于导电聚合物、金属氧化物半导体（MOS）以及表面声波（SAW）器件在痕量气体（VOCs、H2S）检测中的选择性提高方法。 光谱分析技术的便携化： 傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱在现场（In-situ）过程成分监测中的集成方案。 电化学传感器阵列（Electronic Noses）： 如何通过多传感器交叉响应矩阵实现复杂混合气体的识别和定量分析。 --- 第三部分：传感器数据的智能化处理与系统集成 本部分将视角从单个传感器扩展到整个传感网络，强调数据处理、信息融合和系统级可靠性的重要性。 第六章：多传感器信息融合（MSIF）的理论与实践 融合层级分析： 从数据级、特征级到决策级的融合策略对比。 卡尔曼滤波族（EKF, UKF）在状态估计中的应用： 如何有效融合具有不同噪声特性和更新频率的传感器数据以获得最优状态估计。 贝叶斯网络与 Dempster-Shafer 理论在不确定性推理中的应用： 处理传感器故障或数据冲突时的鲁棒决策机制。 第七章：传感器网络的部署、通信与边缘计算 无线传感器网络（WSN）的拓扑设计： 覆盖率、能量效率与数据吞吐量的权衡分析。 低功耗广域网（LPWAN）技术在工业环境中的适用性： LoRaWAN、NB-IoT在远程资产监测中的部署案例。 传感器数据预处理与边缘智能： 在本地节点上执行特征提取、异常检测和数据压缩的必要性，以减轻云端压力并缩短响应时间。 第八章：传感器健康管理（SHM）与预测性维护 传感器漂移模型的建立与补偿： 基于历史数据和环境参数（如温度、振动）建立适应性漂移模型，实时校正输出。 故障诊断与隔离（FDI）： 使用残差分析和基于模型的冗余比较方法，对传感器自身的性能下降或完全失效进行早期预警。 数据驱动的校准策略： 利用机器学习算法，根据过程工况的变化自动调整传感器的增益和零点，确保长期测量的准确性。 --- 本书特色： 本书的价值在于其对“智能”和“先进”概念的深入剖析，而非简单介绍基础传感器的工作原理。它紧密结合了当前工业4.0和过程数字化转型的需求，提供了大量工程案例和设计指南，帮助读者理解如何选择、集成和维护下一代高精度、高可靠性的测量系统，是深入理解现代控制系统“眼睛”的必备工具书。

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我最欣赏这本书的是它对“变通”和“故障排除”部分的深度挖掘。在真实的工业环境中，代码很少能一次性完美运行，总会遇到各种奇怪的错误或者系统限制。这本书没有回避这些“不完美”的现实，反而用了相当大的篇幅来讨论常见错误代码的解读，以及在PLC逻辑链出现僵死或循环依赖时，应该如何系统地、有条理地进行排查。它提供的不仅仅是“如何做”，更是“万一做错了怎么办”的应对策略。这种务实到近乎苛刻的指导，培养了读者一种严谨的工程思维，让人在面对突发状况时，不会手足无措，而是能迅速定位问题根源，这才是真正衡量一个技术人员水平的关键能力所在。

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坦白说，我原本对这种偏向操作性的指南抱持着一丝怀疑，毕竟很多手册内容陈旧或者流程描述过于书面化，读起来像是在啃干巴巴的法律条文。然而，这本书的叙事方式极其贴近实际工作场景。它不是简单地罗列理论公式，而是将每一个编程逻辑的实现步骤，都嵌入到一个具体的工业应用案例中去讲解。比如，讲述定时器功能时，它会立刻过渡到“如何用这个定时器来控制一个电机启动延迟3秒”这样的实际需求。这种“问题—解决方案—代码实现”的结构，让学习过程充满了目的性，极大地提升了我的学习效率。我感觉自己不是在读一本教材，而是在一个经验丰富的工程师的指导下，一步步完成实际任务。这种沉浸式的教学体验，远胜于那些空泛的理论堆砌。

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这本书的附录部分简直是宝藏，我几乎是把这里当作我个人查阅的快速参考手册来使用的。通常的教材附录可能就是一些不重要的补充材料，但这里面收录了大量的标准符号对照表、不同品牌PLC的寄存器命名约定差异对比，甚至还有一套非常实用的术语缩写速查清单。对于我这种需要同时接触不同厂商设备进行项目开发的工程师来说，这种跨平台的对比资料简直是省时利器。它仿佛预设了读者在实际工作中会遇到的所有“小麻烦”，并提前准备好了相应的工具箱。我甚至觉得，单凭这些附录的实用价值，就已经值回票价了，因为它大大减少了我为了查找一个特定参数而在网络上漫无目的地搜索时间。

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这本手册的印刷质量简直让人眼前一亮，纸张厚实有质感，不像某些教材那样薄得一碰就可能撕坏。装订也非常结实，即便是经常翻阅查找资料，也不会出现散页的担忧。色彩的还原度也相当不错，图示和电路图看起来清晰锐利，即便是那些复杂的逻辑流程图，也能一眼看出关键节点，这对于初学者来说至关重要，省去了因为看不清图示而反复猜测的烦恼。而且，书的开本适中，无论是放在桌面上摊开学习，还是随身携带到实验室进行对照操作，都非常方便。我特别欣赏它在细节上的处理，比如章节标题和关键术语的字体选择，既专业又不失易读性，长时间阅读也不会感到视觉疲劳。这本手册拿在手里，就给人一种“耐用、专业”的信赖感，感觉作者和出版方在制作过程中确实下了不少功夫，完全对得起它在专业领域内的定位。

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从排版和内容组织上看，这本书的处理方式简直是一股清流。它巧妙地平衡了深度与广度。在介绍新的控制指令集时，它总能给出足够详细的参数说明和位地址的引用规范，确保读者能够准确无误地配置硬件。然而，在介绍完基础知识后，它立刻会引入一些高级的主题，比如数据结构的运用或者复杂的通讯协议基础应用。更值得称赞的是，每一个新的复杂概念，都会通过一个清晰的图表或者流程图进行可视化解释。这种图文并茂的展示，使得原本晦涩难懂的控制逻辑变得立体而生动，极大地降低了理解曲线的陡峭程度。这种对读者学习路径的体贴入微，真的很少在技术手册中看到。

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