PLC控制系统和人机对话 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:傅钟庆

出品人:

页数:216

译者:

出版时间:2010-6

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787512300859

丛书系列:

图书标签:

• PLC
• 工业控制
• 人机界面
• 自动化
• 编程
• 电气工程
• 控制系统
• HMI
• 可编程逻辑控制器
• 工业自动化

好的，这是一本关于 《先进制造中的机器人学基础与应用》 的图书简介： --- 《先进制造中的机器人学基础与应用》 图书简介 在当前全球制造业向智能化、自动化转型的大背景下，工业机器人已不再是简单的替代重复劳动的工具，而是驱动“工业4.0”和“智能制造”核心变革的关键技术。《先进制造中的机器人学基础与应用》一书，正是针对这一时代需求，系统、深入地阐述了现代机器人学从理论基石到前沿应用的全面知识体系。 本书旨在为工业自动化工程师、机器人系统集成商、自动化专业的研究生以及希望掌握新一代制造技术的工程技术人员，提供一本既具理论深度又富实践指导意义的参考手册。我们摒弃了传统机器人教材中过于侧重单一控制算法的局限性，力求构建一个涵盖机械设计、运动学、动力学、感知技术、控制策略与前沿应用的全景式知识框架。 第一部分：机器人学理论的坚实基石 本书的开篇聚焦于建立扎实的理论基础。我们首先详细解析了工业机器人的结构组成与分类，特别是针对并联机构、串联臂和柔性机器人等不同构型的力学特性和适用场景进行了深入的比较分析。 运动学（Kinematics） 部分是本书的重中之重。我们不仅详细讲解了齐次变换（Homogeneous Transformation）、D-H（Denavit-Hartenberg）参数法等经典建模工具，更引入了球面坐标系和四元数（Quaternions） 等更高效的数学工具来处理高维空间中的姿态描述和插值问题。对于逆运动学（Inverse Kinematics） 的求解，本书区分了解析法（Analytic Solutions）和数值法（Numerical Methods），并着重探讨了在存在多解或无解情况下的实际工程处理流程，特别是针对复杂七轴或更高自由度机器人的解耦策略。 动力学（Dynamics） 章节则从拉格朗日方程和牛顿-欧拉方程出发，系统推导了机器人的惯性、科里奥利力和重力矩的精确数学模型。这部分内容对于后续的轨迹规划和高精度力控至关重要。我们特别强调了模型辨识（Model Identification） 在实际应用中的重要性，讨论了如何通过实验数据校准模型的参数误差，以提高仿真与实际运动的一致性。 第二部分：感知、规划与先进控制 现代机器人系统之所以能实现复杂任务，离不开对环境的精准感知和智能化的决策与控制。 感知技术（Sensing and Perception） 章节深入探讨了机器视觉在制造业中的应用。从基础的二维/三维图像处理、特征提取到视觉伺服（Visual Servoing） 技术的原理和实现，都有详尽的论述。本书特别关注了3D点云数据的处理技术，如配准算法（Registration）和基于深度学习的环境理解，这些是实现无序抓取和人机协作的基础。 轨迹规划与碰撞检测（Path Planning and Collision Avoidance） 是实现自动化路径的关键。本书涵盖了从传统的关节空间插补到笛卡尔空间路径优化的方法。对于复杂工作环境，我们详细介绍了基于采样的方法（如RRT） 和基于势场（Potential Field） 的实时避障策略，并讨论了如何将规划结果与机器人的动态约束相结合，生成可行且高效的运动指令。 在控制策略（Control Strategies） 方面，本书超越了传统的PID控制。我们系统讲解了基于模型的前馈/反馈控制，特别是牛顿-欧拉反馈线性化控制在消除耦合效应中的应用。更进一步，本书详细介绍了自适应控制（Adaptive Control） 和鲁棒控制（Robust Control） 在应对负载变化、摩擦补偿等不确定性问题时的理论框架与工程实现案例。 第三部分：前沿应用与系统集成 本书的第三部分将理论与实践紧密结合，探讨了当前工业机器人技术的前沿应用场景。 人机协作与安全（Human-Robot Collaboration and Safety）：随着协作机器人（Cobots）的普及，如何设计既高效又安全的交互界面是关键。本书详细分析了力/力矩传感器（Force/Torque Sensors） 的应用，以及基于安全边界和动态速度调整的接触安全策略，并结合国际安全标准（如ISO/TS 15066）给出了实际部署指南。 柔性制造与复杂装配：针对电子产品和汽车零部件的精密装配需求，本书探讨了高精度力控技术在插孔、拧紧和表面抛光等任务中的应用。讨论了如何利用柔顺控制（Compliance Control）来补偿机械装配中的公差和误差。 机器人系统集成与调试：最后，本书提供了一份关于机器人工作站集成的实战指南。这包括通信协议（如EtherCAT、PROFINET IRT） 的选择、多机器人协同路径管理、离线编程（Offline Programming, OLP） 工具的使用方法，以及系统级的故障诊断与快速恢复流程。 《先进制造中的机器人学基础与应用》内容全面、逻辑严谨，通过丰富的数学推导、系统级的框图分析以及大量的工程实例，旨在帮助读者真正掌握现代机器人系统的设计、建模、控制与集成能力，为推动我国制造业的智能化升级提供坚实的技术支撑。本书不仅是一本教材，更是一本指导工程师解决实际制造难题的案头必备工具书。

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读完这本书，最大的感受就是“视野被拓宽了”。过去我总认为PLC只是一个执行层面的设备，专注于开关量和模拟量的快速响应。然而，这本书却清晰地展示了现代PLC如何通过OPC UA、MQTT等协议深度融入工业物联网（IIoT）架构中。关于数据安全性和系统冗余备份的章节，让我对构建高可靠性工业控制系统有了更深层次的理解。作者详细阐述了如何利用冗余CPU配置实现热备份，以及在非停机状态下进行程序升级的策略，这些都是在实际工程中非常棘手但又必须解决的问题。另外，书中对人机界面（HMI）的讲解，也远远超出了简单的画面跳转和变量显示。它深入探讨了人机工程学在界面布局中的应用，比如如何通过颜色、动画和报警分级来最大程度地减少操作员的认知负荷，从而降低误操作的概率。这种从“能不能用”到“好不好用，安不安全”的升华，体现了作者深厚的行业洞察力，也让我开始重新审视自己以往在项目交付中对HMI设计上的投入程度。

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这本书的文字风格非常接地气，没有那种晦涩难懂的学术腔调，读起来非常流畅自然，就像一位经验丰富的老工程师在跟你分享他的“独家秘籍”。在讲解PID控制算法的PLC实现部分，作者没有直接抛出复杂的数学公式，而是先从实际工艺流程中常见的问题入手，引导读者理解为什么要用PID，以及不同参数调整对系统动态性能的影响，这种“问题导向”的教学方法极大地提高了我的学习兴趣。我记得其中有一个关于包装机同步控制的案例，描述得极为细致，从传感器选型、信号采集的时序控制，到伺服电机的速度和位置同步调节，每一个环节都考虑得非常周全，甚至连常见的电气噪声干扰如何通过软件滤波来抑制都做了详细说明。这种对细节的极致追求，恰恰是衡量一本优秀工程技术书籍的重要标准。这本书对初学者非常友好，但即便是像我这样有一定的项目经验的人来说，也能从中挖掘出不少可以改进现有工作流程的新思路。特别是关于工业以太网通信和MES系统集成的章节，虽然篇幅不算特别长，但给出的架构图和数据交互流程清晰明了，具有很高的参考价值。

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我必须承认，在阅读这本书的过程中，我几次因为内容的深度而被震撼到。尤其是关于故障诊断和预防性维护的那一章，作者没有停留在简单的错误代码罗列上，而是深入分析了常见故障背后的底层逻辑，例如I/O点失效、扫描周期超限、存储器溢出等问题是如何在PLC内部产生并影响整个控制系统的。书中提到了一种基于“状态机”的程序设计方法来管理复杂批次生产流程，这种结构化的思维方式，极大地改善了我过去那种“代码堆砌式”的编程习惯。每当遇到一个技术难点时，我总能在这本书里找到与之对应的权威解答，而且往往作者提供的解决方案是经过时间和实践检验的“最优解”。这本书的排版设计也值得称赞，关键术语和核心代码块都有特别的标识，使得快速查阅和重点回顾变得异常便捷。可以说，这本书在技术深度和易读性之间找到了一个近乎完美的平衡点，它既能满足本科高年级学生对系统知识的系统学习需求，也能作为一线技术人员案头必备的“工具书”。

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这本书的实用性是毋庸置疑的，但更让我惊喜的是它所蕴含的工程哲学。作者在书中多次强调，好的控制系统设计，本质上是对“不确定性”的有效管理。在面对瞬息万变的生产需求和不可避免的硬件老化时，我们应如何设计出具有弹性、可维护性和可扩展性的系统。书中对模块化编程和标准化指令集的推崇，就是这种哲学的具体体现。我特别喜欢作者在讲解如何为大型项目划分功能模块时的思路，它教会我如何将一个复杂的任务分解成若干个独立、可测试的小单元，这极大地提高了项目的管理效率和后期的维护效率。这本书并没有承诺能让你立刻成为编程大师，但它确实为你构建了一个坚实可靠的知识框架，让你在面对新的、未曾见过的控制难题时，能够迅速找到切入点和分析工具。它不仅仅是关于“如何做”，更重要的是关于“为什么要这样做”，这种底层逻辑的阐述，才是真正有价值、能让人受益终身的宝贵财富。

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拿到这本《PLC控制系统和人机对话》的时候，我其实是抱着一种既期待又有些忐忑的心情的。毕竟市面上讲PLC的书不少，但真正能把理论讲透彻，又能结合实际应用案例，同时在人机界面设计上有所建树的，却凤毛麟角。这本书的封面设计简洁大气，没有过多花哨的元素，给人一种专业、严谨的感觉。我最先翻看的是目录，发现内容结构安排得非常合理，从基础的PLC硬件组成、编程语言介绍，到复杂的程序逻辑控制、数据通信，再到人机界面的设计与实现，层层递进，逻辑清晰。特别是对不同品牌PLC的共性和特性进行了对比分析，这对于我们这些需要跨平台操作的工程师来说，无疑提供了极大的便利。书中对梯形图、指令表、结构化文本等编程方式都有深入浅出的讲解，配以大量的代码示例和仿真截图，使得枯燥的编程学习变得生动起来。我尤其欣赏作者在讲解中断处理、模拟量控制这些高级功能时所展现出的扎实功底，不仅给出了标准化的解决方案，还探讨了在特定工业场景下的优化思路。这种从理论到实践的无缝衔接，让我感觉这不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师在手把手地教导。

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