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出版者:

作者:廖常初 编

出品人:

页数:265

译者:

出版时间:2010-7

价格:39.00元

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isbn号码:9787111310488

丛书系列:

图书标签:

• PLC
• S7-1200
• 西门子
• 编程
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• 自动化
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精品技术图书推荐：深度解析现代工业自动化前沿技术 本期推荐的系列技术图书，旨在为工业控制、机电一体化及自动化工程领域的专业人士和有志于此的读者，提供一套全面、深入且极具实战价值的学习资源。这些书籍的编写严格遵循行业最新标准和技术发展趋势，内容涵盖了从基础理论到复杂系统集成的多个层面。 --- 第一册：《工业通信网络与现场总线技术：从 Profibus 到 Industrial Ethernet》 核心内容概述： 本书聚焦于现代工业生产环境中至关重要的通信基础设施。它不仅详细介绍了传统现场总线技术（如 Profibus DP/PA、DeviceNet）的原理、配置与故障排除方法，更将大量篇幅用于解析当前主流的工业以太网协议，如 PROFINET IO、EtherNet/IP 以及新兴的 TSN（时间敏感网络）技术。 重点章节解析： 1. 网络拓扑结构与物理层基础： 深入探讨了星型、环形、总线型等不同拓扑结构在实际应用中的优缺点，以及屏蔽、双绞线、光纤等不同物理介质的选择依据。 2. 数据帧结构与协议栈分析： 对比分析了不同协议的数据帧结构，讲解了 OSI 七层模型在工业控制领域如何被适配和简化，重点剖析了 TCP/IP 协议族在工业环境下的优化应用。 3. 实时性保证机制： 详细阐述了确定性通信的关键技术，包括时间同步（如 PTP/IEEE 1588 协议）、循环数据交换的原理，以及如何通过 QoS（服务质量）策略保障关键控制信号的实时性。 4. 网络安全在工业控制中的实施： 鉴于工业物联网（IIoT）的兴起，本书专门开辟章节讲解了 OT（操作技术）环境下的网络安全风险评估、防火墙/DMZ 划分、VPN 接入以及最新的安全标准（如 IEC 62443 系列）。 5. 诊断与维护实践： 提供了大量使用专业网络分析仪（如 Wireshark 的工业协议插件）对现场网络进行性能监控、延迟分析和故障定位的实战案例和操作步骤。 适用读者： 网络工程师、系统集成商、负责工厂网络架构规划与维护的工程技术人员。 --- 第二册：《高级运动控制系统：伺服驱动、机器人基础与轨迹规划》 核心内容概述： 本著作是关于精密机械运动控制的深度参考手册。它摒弃了简单开环控制的介绍，直接切入到现代高精度伺服驱动系统的核心理论与工程实现。内容覆盖了伺服电机选型、驱动器参数整定、多轴协同控制以及基础机器人学原理。 重点章节解析： 1. 伺服控制回路理论： 详尽讲解了位置环、速度环、电流环的三闭环控制结构，并深入分析了 PID 控制器的离线整定（如 Ziegler-Nichols 法）和在线自整定技术。书中特别包含了先进控制策略如 MCSA（Model-based State Augmentation）在抑制共振方面的应用。 2. 总线型运动控制架构： 重点介绍了基于 EtherCAT、SERCOS III 等高速总线技术的分布式驱动架构。通过对比集中式和分布式架构，指导读者进行系统设计选型。 3. 机器人学基础与运动学： 从齐次变换矩阵开始，推导机器人的正运动学和逆运动学方程。书中提供了多个标准工业机器人构型（如 SCARA、六轴关节型）的具体数学模型案例，便于读者理解坐标系转换。 4. 复杂轨迹生成与插补： 讲解了点到点运动、直线插补、圆弧插补以及样条曲线插补算法的数学原理。书中提供了如何通过高层控制器（如 CNCs 或 IPCs）实时计算平滑、无冲击轨迹的工程实例。 5. 安全与限位： 覆盖了功能安全（Functional Safety）在运动控制中的应用，包括安全扭矩关断（STO）、安全限速（SLS）等，并结合相关 ISO 标准进行讲解。 适用读者： 机械设计工程师、自动化设备开发人员、从事机器人和数控机床相关领域的研发人员。 --- 第三册：《人机界面（HMI）设计与数据可视化：工程实践与用户体验》 核心内容概述： 本册图书关注人与机器交互的界面设计，强调的不仅仅是界面的“美观”，更是其在复杂工业环境下的“可用性”和“信息传递效率”。它涵盖了从底层数据采集到上层图形渲染的完整流程。 重点章节解析： 1. HMI 系统架构与通信协议： 详细对比了嵌入式 HMI、PC-Based HMI 和云端 Web HMI 的技术选型。重点阐述了 OPC UA 作为统一数据访问标准的关键作用，以及如何高效地建立 HMI 与底层控制设备之间的数据链路。 2. 图形元素设计与信息层级： 引入了工程可视化设计原则，如颜色编码标准、符号规范化（参照 ISA S5.1 等标准），以及如何利用动画和动态反馈来清晰指示设备状态和故障信息。 3. 报警管理系统设计： 这是工业 HMI 的核心。本书提供了先进的报警管理方法论，包括报警分级、报警抑制、报警历史记录的有效存储与查询，并讲解了如何设计避免“报警风暴”的策略。 4. 数据趋势分析与历史记录： 介绍了实时数据点（Tag）的采集频率设置、数据压缩算法，以及如何构建高效的历史数据库（如 SQL Server 或 InfluxDB）以支持长周期的数据回溯和分析报告生成。 5. 移动端 HMI 与远程访问： 探讨了利用 HTML5 和相关框架（如 React/Vue）开发跨平台、响应式工业界面的方法，并强调了远程访问时的身份验证和数据加密措施。 适用读者： 自动化软件工程师、工业设计师、负责工厂监控系统（SCADA）部署与维护的人员。 --- 总结： 这三册技术专著构成了一个完整的现代工业自动化知识体系。它们互为补充，共同为读者构建了从底层通信基础设施、到核心运动控制实现、再到上层人机交互与数据管理的全方位技术能力。书中案例均为贴近实际生产环境的复杂场景，旨在培养读者“解决真实问题”的能力，而非仅停留在理论层面。

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章节的逻辑编排堪称教科书级别的范本，层层递进，浑然天成。它没有一开始就抛出晦涩的指令集，而是遵循了从宏观到微观的认知规律。开篇就搭建了S7-1200的整体架构和通信基础，让你对整个系统的“骨架”有一个清晰的认识。随后才进入到基础的逻辑运算、数据类型，这些基础内容讲解得极其扎实，为后续的难点铺平了道路。最妙的是，它将高级应用，比如MODBUS通信和数据记录，放在了相对靠后的位置，但这些章节的衔接非常自然，你会感觉学到高级应用是水到渠成的事情，而不是突兀地插入一个陌生的知识点。每完成一个大的知识模块，书中都会安排一个综合性的“小型项目实战”，这个设计简直太棒了。它强迫读者在学习新指令的同时，回顾和整合前面学过的所有知识点，形成一个完整的知识闭环，让人对所学内容的掌握程度有一个即时、有效的检验。

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这本书的插图和图示简直是一场视觉盛宴！我以前翻阅过好几本关于自动化控制的书籍，很多都是密密麻麻的文字和简陋的截图，读起来晦涩难懂，常常需要对照着实际的硬件反复揣摩。但《S7-1200 PLC编程及应用》在这方面做得太出色了。每一个功能模块的讲解，无论是硬件连接、I/O分配，还是程序块的构建逻辑，配的都是高分辨率、清晰标注的实物图和界面截图。比如讲到模拟量处理时，它不仅展示了梯形图的逻辑，还细致地配上了WinCC TIA Portal中如何设置量程转换的面板截图，连小数点后的精度设置都看得一清二楚。这对于初学者来说，简直是救命稻草，让我能直接“看到”代码是如何在机器上运行的。更让我惊喜的是，书中对于一些复杂算法的流程图绘制得极为专业，那些流程箭头和判断框的逻辑关系梳理得井井有条，让人一眼就能把握住整个控制流程的核心脉络，而不是像看一本枯燥的说明书。这种注重视觉化学习体验的做法，极大地提升了我的学习效率和兴趣，让我不再惧怕面对复杂的工业控制系统。

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这本书对于现代工业网络通信的覆盖程度，远超出了我最初的预期，这一点我必须给予高度赞扬。在很多侧重于基础逻辑的PLC书籍中，网络通信往往是一笔带过或者只简单提及，但这本书显然紧跟了工业4.0的趋势。它花费了相当大的篇幅来详细阐述如何使用S7-1200作为Profinet IO控制器与其他设备进行通信，并且还深入到了更具挑战性的工业以太网应用。我尤其欣赏它对“数据块（DB）”在网络数据交换中角色的解释，清晰地说明了如何通过结构化数据来高效地组织和传输信息，而不是依赖于零散的输入输出点。书中甚至还涉及了如何通过Web服务器功能对PLC进行远程诊断，这对于现代分散式控制系统的维护人员来说，是极其实用的技能。它没有停留在传统的点对点通信，而是将视野拓展到了更具集成性的网络化控制层面。

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这本书的叙事风格充满了实践的烟火气，读起来完全不像一本冰冷的教科书，更像是一位经验丰富的工程师在旁边手把手地指导你。作者在讲解每一个编程概念时，总是会穿插一些他在实际项目中遇到的“坑”和“妙招”。比如，在介绍定时器和计数器应用时，他没有停留在标准的T/C指令用法上，而是用了一个真实的“料仓液位控制”案例，详细分析了如何通过软件延时来避免继电器触点抖动带来的误判，以及如何用更高效的循环中断来替代繁琐的等待指令。这种基于真实工程问题的剖析，让理论知识立刻落地生根，变得有血有肉。我记得有一次我为一个设备编写了循环启动程序，总是出现设备启动不完全的问题，后来翻到书中关于“启动顺序逻辑”的一章，作者提到在多电机启动时，必须加入一个短暂的“去能”步骤来彻底释放前一个接触器线圈，我照此修改后，问题迎刃而解。这种“过来人”的经验分享，是任何标准教程都无法提供的宝贵财富。

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装帧和印刷质量绝对是同类书籍中的佼佼者，这对于需要经常翻阅和携带的书籍来说至关重要。纸张的厚度适中，既保证了墨水的清晰度，又不会因为太薄而容易撕裂。内页采用的是哑光处理，这在反光严重的学习环境下简直是福音，我可以在强光下阅读，屏幕上的代码和图表也不会产生刺眼的眩光，这极大地减轻了长时间阅读带来的视觉疲劳。装订方面，全书可以完全平摊在桌面上，这在使用笔记本电脑进行编程对照学习时，简直是太方便了，我不需要用手去按住书页，可以腾出双手专注于键盘操作和屏幕上的调试工作。书本的封面设计也很有工业气息，配色沉稳大气，拿在手里很有分量感，让人感觉这是一本值得珍藏和长期使用的工具书，而不是那种读完一遍就束之高阁的快餐读物。

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