具体描述
《西门子S7-200 系列PLC快速入门与实践》主要介绍西门子公司S7-200系列PLC的硬件资源、指令系统等基础知识，并详细讲解了编程软件的安装和使用方法、PLC控制系统的设计方法与步骤，并通过10个综合实例介绍了S7-200系列PLC在控制领域的应用与开发方法。《西门子S7-200 系列PLC快速入门与实践》采用图、表、文相结合的方法，使书中的内容通俗易懂又不失专业性。
《西门子S7-200 系列PLC快速入门与实践》可供工程技术人员自学使用，还可作为相关专业培训的参考教材。
工业自动化领域深度探索：现代控制系统与前沿技术应用实践 本书籍旨在为工业自动化领域的工程师、技术人员以及对现代控制系统有浓厚兴趣的学习者提供一个全面、深入的知识框架和实战指南，重点聚焦于当前主流工业控制技术的设计原理、应用部署与优化策略。 本书超越了对单一硬件平台的简单介绍，而是着眼于整个工业控制生态系统的构建、优化与智能化升级。我们将从宏观的控制理论基础出发，逐步深入到具体的实施层面，确保读者不仅理解“如何操作”，更能洞悉“为何如此设计”。 第一部分：现代工业控制系统的理论基石与架构解析 本部分将系统梳理支撑现代工业控制的理论基础，为后续的实践操作奠定坚实的理论根基。 1. 工业控制系统（ICS）的演进与现代架构概述 深入探讨从传统继电器控制到集散控制系统（DCS）、以及当前主流的分布式控制系统（0）和基于PC的控制架构的演变历程。重点解析当前工业4.0背景下，控制系统在信息物理系统（CPS）框架下的新定位。内容涵盖了层次化控制结构（L1-L4）的划分、各层级的功能职责划分、以及系统级的安全冗余设计原则。 2. 过程控制理论与算法精讲 详细阐述过程控制的核心：反馈控制理论。对PID（比例-积分-微分）控制器的原理、数学模型、参数整定方法（如Ziegler-Nichols法、内模控制IMC等）进行详尽的分析与对比。此外，本书还将引入更先进的控制策略，如模糊控制、自适应控制的基本思想及其在复杂非线性系统中的应用潜力。 3. 现场总线技术与工业网络通信协议 深入剖析工业现场通信的主干技术。重点讲解目前应用最广泛的工业以太网协议（如EtherNet/IP、ProfiNet）的工作机制、数据帧结构、实时性保障机制。同时，对传统现场总线（如DeviceNet、CANopen）的拓扑结构、报文传输方式和诊断功能进行详细的对比分析，指导读者根据应用场景选择最合适的通信介质和协议栈。 第二部分：先进传感器、驱动技术与人机交互界面设计 控制系统的精度和效率，很大程度上取决于输入端传感器的选择和输出端执行器的响应速度。本部分将聚焦于这些关键环节的技术细节。 4. 工业测量技术与信号调理 全面介绍各类工业传感器的工作原理，包括高精度温度、压力、流量、位移等测量技术的物理基础。重点讲解如何处理和优化来自传感器的模拟信号，包括滤波技术（如卡尔曼滤波）、抗干扰设计、以及高速模数（A/D）转换器的选型标准，以确保数据采集的准确性和实时性。 5. 伺服与运动控制系统深度解析 运动控制是高端制造的核心。本部分将详述永磁同步电机（PMSM）的基本特性、伺服驱动器的控制环路（电流环、速度环、位置环）的级联结构。内容包含S曲线速度规划、电子凸轮、多轴同步控制（如笛卡尔坐标系与关节坐标系之间的转换）的实现方法，并探讨了基于总线的运动控制架构。 6. 现代HMI/SCADA系统的设计与可视化工程 探讨构建高效人机交互界面的核心原则。内容涵盖图形化设计规范（如色彩心理学、信息密度控制）、报警管理系统的设计标准（ISA 18.2合规性）、趋势图与历史数据分析工具的应用。特别强调SCADA系统在数据集成、远程监控与诊断方面的能力构建。 第三部分：工业物联网（IIoT）与数据驱动的智能制造实践 本部分将视角提升至企业级应用，探讨如何利用新兴的IIoT技术，实现控制系统的数据化、网络化和智能化转型。 7. 工业数据采集与云边协同架构 解析当前工业数据流动的路径和架构。详细介绍边缘计算（Edge Computing）在控制层数据预处理、实时分析中的作用。讲解如何安全、高效地将OT数据（操作技术数据）通过OPC UA等标准协议安全传输至IT云平台（如Azure IoT Hub, AWS IoT Core），并探讨MQTT协议在低带宽、高延迟环境下的优化策略。 8. 预测性维护（PdM）与数字孪生基础 介绍如何利用采集到的设备运行数据，建立基于状态的监测模型。内容包括振动分析、热成像数据与历史故障数据的关联分析，从而实现故障的早期预警。深入探讨数字孪生（Digital Twin）的概念，包括如何利用仿真模型对物理设备进行状态映射和“What-If”场景验证。 9. 网络安全在控制系统中的应用与加固 随着系统互联的深入，网络安全成为关键挑战。本部分将系统介绍ISA/IEC 62443系列标准在OT环境下的应用。内容涵盖安全区域划分、安全等级评估、访问控制策略（基于角色的访问控制RBAC）的实施，以及针对特定工业控制协议的安全漏洞防护技术。 --- 本书的特色在于其高度的实践导向性和跨平台视野。 它不仅仅是一本技术手册，更是一份指导工程师应对未来挑战的路线图。通过对控制理论的深入挖掘、对前沿硬件接口的详细剖析，以及对IIoT集成思路的清晰阐述，读者将能够构建起一个全面、健壮、智能化的现代工业控制解决方案。无论您是致力于提升现有生产线效率，还是规划下一代自动化工厂的设计，本书都将是您不可或缺的参考资料。
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目录信息
入门篇第1章 S7-200系列PLC的硬件及其内部资源 1.1 西门子S7-200系列PLC简介 1.2 S7-200系列PLC的基本硬件单元 1.3 S7-200系列PLC的扩展硬件单元 1.4 S7-200系列PLC的寻址方式 本章小结第2章 S7-200系列PLC的基本指令系统 2.1 基本逻辑指令 2.2 立即I/O指令 2.3 电路块串、并联指令 2.4 多路输出指令 2.5 计时器和计数器指令 2.6 正(负)跳变触点指令 2.7 顺序控制继电器指令 2.8 比较触点指令 本章小结第3章 S7-200系列PLC的功能指令 3.1 程序控制指令 3.2 传送指令 3.3 逻辑操作指令 3.4 移位和循环移位指令 3.5 数学运算指令 3.6 高速运算指令 3.7 中断指令 3.8 PID指令 3.9 数据转换指令 3.10 其他功能指令 本章小结提高篇第4章 S7-200系列PLC的编程系统 4.1 S7-200系列PLC编程系统简介 4.2 STEP 7-Micro/WIN编程软件的安装 4.3 STEP 7-Micro/WIN32编程软件简介 4.4 编程前准备 4.5 程序的调试与监控 本章小结第5章 S7-200系列PLC的应用系统设计 5.1 应用设计系统的基本知识 5.2 S7-200系列PLC的应用系统设计 5.3 PLC软件设计步骤及应用举例 本章小结第6章 S7-200系列PLC的网络与通信 6.1 通信的基本知识 6.2 工业局域网基础 6.3 S7-200系列PLC的网络通信部件 6.4 S7-200系列PLC网络通信 6.5 S7-200系列PLC的通信指令 本章小结实践篇第7章 S7-200系列PLC在电气控制中的应用实例 7.1 交流双速电梯控制系统 7.2 三相异步电动机自动往返正反转控制 7.3 步进电动机控制系统 7.4 城市供水系统 本章小结第8章 S7-200系列PLC在机电控制系统中的应用 8.1 板材切割控制系统 8.2 机械手控制系统 8.3 桥式起重机控制系统 本章小结第9章 S7-200系列PLC在日常生活和工业生产中的应用 9.1 十字路口交通灯控制系统 9.2 污水处理系统 9.3 全自动洗衣机控制系统 本章小结附录参考文献
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