西门子PLC S7-200/300/400/1200应用案例精讲 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业

作者:向晓汉 编

出品人:

页数:313

译者:

出版时间:2011-7

价格:56.00元

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isbn号码:9787122108968

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现代工业自动化系统集成与调试实战手册 本书聚焦于当前主流工业控制系统（ICS）的实际应用、系统集成、高级调试技巧与故障诊断策略，为自动化工程师、系统集成商以及相关专业技术人员提供一本深度聚焦于实战操作与复杂项目交付的参考指南。全书内容紧密围绕现代工厂对可靠性、柔性化和智能化升级的需求展开，涵盖了从硬件选型到软件架构设计的全流程技术细节。 --- 第一部分：高级工业网络与通信架构设计 本章深入探讨了现代工业网络协议栈的复杂性，超越了基础的现场总线概念，重点解析了工业以太网技术在大型项目中的应用。 1.1 工业以太网协议的深度解析与选型 详细对比了 PROFINET (IRT/RT)、EtherNet/IP (CIP) 和 Modbus TCP/IP 在高实时性、带宽需求和兼容性方面的性能差异。特别分析了在同步控制应用中，如何正确配置和优化 PROFINET 的等时性要求，包括时间抖动（Jitter）的测量与控制方法。 1.2 OPC UA 架构与数据安全集成 本书提供了一套完整的 OPC UA 实施指南，着重于如何构建一个安全、可扩展的跨平台数据交换架构。内容包括： 服务器与客户端的安全配置： 证书管理、身份验证机制（X.509）的部署实践。 信息模型设计： 如何根据 ISA-95 或 IEC 62264 标准，构建语义化的设备和流程信息模型，实现真正的互操作性。 边缘计算与云端对接： 通过 OPC UA 结合 MQTT 协议，实现数据从生产层到 MES/ERP 层的平滑、高效传输。 1.3 现场总线网络的冲突解决与健康监测 针对 PROFIBUS DP/PA 和 CANopen 网络，本书详细介绍了在复杂电磁环境中如何进行布线优化、终端电阻的精确计算以及网段划分。内容包括使用专用分析工具（如 PROFIBUS 诊断工具）进行网络延迟测试和故障定位，并提供了针对总线争用问题的实战排查案例。 --- 第二部分：中大型 DCS 与 HMI/SCADA 系统集成 本部分完全侧重于分布式控制系统（DCS）的架构设计与上位机系统的深度应用，这些内容是大型流程工业（化工、电力、制药）的核心技术。 2.1 分布式控制系统（DCS）的硬件选型与冗余设计 详细分析了主流 DCS 供应商（如 ABB Harmony、Honeywell Experion PKS、Yokogawa CENTUM VP）在 控制器冗余（处理器、I/O 卡件、通信模块）上的实现原理。内容包括： 热备份与冷备份策略的决策矩阵： 针对不同关键程度的回路，选择最佳的冗余方案。 I/O 系统的分区与光纤环网设计： 如何在分布式 I/O 架构中保证高可用性和抗单点故障能力。 2.2 SCADA 系统的多层架构与数据库集成 超越简单的 HMI 画面设计，本书深入讲解了现代 SCADA 系统的软件工程实践： 历史数据管理（Historian）： 重点介绍高性能时间序列数据库（如 OSIsoft PI System 或 InfluxDB）的配置、数据压缩算法的选择，以及如何应对每秒数千点的高速数据记录需求。 报警管理系统（AMS）： 依据 EEMUA 191 标准，设计清晰的报警分级、抑制与确认流程，避免“报警泛滥”问题。 图形用户界面（GUI）的最佳实践： 运用人因工程学原理，设计符合 ISA 101 动态显示标准的“高表现力 HMI”画面。 2.3 运动控制与高性能伺服系统的集成 讲解如何将先进的 EtherCAT 或 SERCOS III 运动控制系统与上位监控层进行有效集成。内容涉及： 多轴同步控制： 凸轮曲线的生成、插补算法的实现。 安全集成： 解释 Safety over EtherCAT (FSoE) 的工作机制，以及如何通过安全控制器（Safety Controller）实现符合 SIL 3/PL e 标准的紧急停止和安全限位功能。 --- 第三部分：高级控制算法与系统优化 本章侧重于提升过程控制的精度、稳定性和能源效率，主要面向过程控制工程师。 3.1 模型预测控制（MPC）的原理与应用 详细介绍了 模型预测控制 (Model Predictive Control, MPC) 的核心思想，包括系统辨识（System Identification）的步骤、预测模型的建立（如基于脉冲响应或阶跃响应测试）以及优化问题的求解方法（线性规划或二次规划）。书中将提供一个中等规模蒸馏塔的 MPC 案例分析。 3.2 PID 环路的自整定与参数优化 内容涵盖传统 PID 参数整定方法的局限性，重点介绍 基于软件的在线自整定技术（如 Ziegler-Nichols 极限法、Smith/Dahlin 算法的应用边界）。此外，还包括针对 非线性过程 的先进 PID 变体，如回差控制和前馈补偿的实际部署。 3.3 能源管理与过程优化（APC 2.0） 讲解如何利用控制系统的数据分析能力，实现节能减排。这包括： 加热炉的温度分布优化： 通过多变量控制实现燃料消耗的最小化。 压缩机组的喘振（Surge）预防与控制策略。 --- 第四部分：工厂信息系统（MES/MOM）集成与数据交换标准 本部分着眼于自动化金字塔的更高层，讲解如何实现制造执行系统（MES）与控制层的无缝集成，这是实现工业 4.0 的关键步骤。 4.1 ISA-95 模型与数据映射 系统阐述 ISA-95 层次模型，并提供详细的 数据域（Data Domains） 映射指南：如何将控制层的设备状态、批次记录（Batch Records）准确、无损地映射到 MES 要求的物料、生产工序和质量数据结构中。 4.2 批次控制与 S88 标准实施 针对制药和食品饮料行业，本书详尽介绍了 ANSI/ISA-88（S88）标准 在批次过程控制中的应用。内容包括： 通用模型（Generic Model）到物理模型（Physical Model）的转换。 过程指令（Procedure）与控制模块（Control Module）的编程结构，确保批次配方（Recipe）的柔性化管理。 4.3 工业物联网（IIoT）的数据采集网关设计 探讨如何设计一个健壮的 工业数据采集网关。网关不仅需要协议转换能力，更需要具备本地数据缓存、断点续传（Store and Forward）以及边缘数据预处理（如滤波、去噪）的能力，以确保在网络中断时数据不丢失，并在网络恢复后自动同步。 --- 第五部分：系统生命周期管理与安全加固 本章关注自动化系统的长期维护、升级和网络安全防护，这是保障生产连续性的基石。 5.1 自动化系统的备份与恢复策略 提供针对复杂项目（包含上千个标签点和复杂的脚本逻辑）的全面备份方案。这包括： 控制程序、HMI 画面、历史数据库的定期快照策略。 灾难恢复（DR）演练： 建立可验证的恢复时间目标（RTO）和恢复点目标（RPO）。 5.2 ICS 网络安全深度防御体系构建 内容严格遵循 IEC 62443 标准框架，提供针对操作技术（OT）环境的实战安全加固措施： 网络分段与深度包检测（DPI）： 如何在保持实时性的前提下，使用防火墙对控制网络流量进行深度检查。 资产清单与漏洞管理： 针对老旧设备（Legacy Systems）的被动监控与隔离策略。 远程访问安全： 实施多因素认证（MFA）和跳板机（Jump Server）机制，严格控制供应商和工程师的访问权限。 本书通过大量的工程案例、图表和技术规范引用，旨在帮助读者从“会用”编程软件升级到“精通”系统集成与优化，确保工业自动化项目的高质量交付与长期稳定运行。

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我是一名初入自动化行业的学生，对PLC技术充满了好奇和学习热情。在接触西门子PLC的初期，我常常被各种型号、各种指令弄得头晕脑胀，感觉就像是在一座巨大的迷宫里找不到方向。市面上关于PLC的书籍很多，但很多都过于理论化，缺乏实际操作的指导，读起来非常枯燥乏味，也难以理解。当我看到《西门子PLC S7-200/300/400/1200应用案例精讲》这个书名时，我眼前一亮。我非常看重“应用案例”这四个字，因为我相信，学习技术最有效的方式就是通过实际的案例来理解和掌握。我特别希望这本书能够包含一些贴近工业现场的实际项目，比如简单的生产线控制、物料输送系统、温度控制等，并且能够详细讲解每个案例的设计思路、硬件选型、程序编写、调试过程，以及在实际应用中可能遇到的问题和解决方法。如果这本书能够用清晰易懂的语言，辅以大量的图示和代码示例，那对我这样的初学者来说，简直是如同雪中送炭。我期待通过这本书，能够真正理解PLC的工作原理，并能够独立完成一些简单的自动化项目，为我未来的职业发展打下坚实的基础。

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我是一位对工业自动化技术充满研究兴趣的爱好者，常常关注行业内的最新动态和技术发展趋势。西门子的PLC产品线一直以其稳定性和领先性著称，而S7系列更是其中的佼佼者。对于《西门子PLC S7-200/300/400/1200应用案例精讲》这本书，我最感兴趣的是它在“精讲”二字上所蕴含的深度和广度。我希望这本书不仅仅是罗列一些简单的应用，而是能够深入剖析每一个案例背后的技术逻辑，比如在S7-300和S7-400的应用中，如何有效地运用STEP 7的各种高级功能，如PID控制、通讯协议（如PROFIBUS, PROFINET）的配置和应用，以及如何进行系统集成和网络化管理。对于S7-1200，我则期待看到其在物联网（IoT）和工业4.0背景下的应用案例，例如如何与上位机系统进行数据交互，如何利用其内置的Web服务器实现远程监控，以及如何将其集成到更复杂的自动化解决方案中。我希望这本书能提供一些前瞻性的视角，帮助我理解西门子PLC在未来工业自动化发展中的作用和潜力。

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作为一名资深的电气工程师，我在项目设计过程中，经常需要为不同的客户和项目选择合适的PLC平台，并且要根据具体的工艺需求进行定制化的开发。西门子PLC的S7系列，从经典的S7-200到现代化的S7-1200，覆盖了从低端到高端的广泛应用场景。这本书的全面性让我印象深刻，涵盖了S7-200/300/400/1200这几个主要的系列，这对于我进行项目规划非常有帮助。我尤其关注的是书中对S7-400在大型复杂系统应用中的案例解析。S7-400作为西门子的旗舰级PLC，在复杂流程控制、大规模数据采集和高级功能集成方面有着独特的优势。我希望这本书能够提供一些关于S7-400在高端制造、能源行业或过程控制领域中的实际项目案例，例如如何利用其强大的处理能力和冗余特性实现高可靠性的生产，如何有效地集成第三方设备和系统，以及如何进行复杂的算法实现和故障诊断。如果书中能够分享一些在这些领域积累的宝贵经验和最佳实践，那将极大地拓展我的设计思路和技术视野。

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我是一名在设备制造行业工作的技术人员，我们公司正在逐步更新和升级我们生产的自动化设备，并且正在考虑全面引入西门子PLC作为核心控制单元。目前我们对西门子PLC的了解还停留在比较基础的认知层面，对于如何在实际的设备控制中充分发挥其性能，以及如何进行高效的程序开发和维护，还有很多不确定的地方。这本书的标题《西门子PLC S7-200/300/400/1200应用案例精讲》，听起来非常务实，我希望它能够提供一些与我工作直接相关的案例，比如在包装机械、注塑机、数控机床等设备上的应用。我特别希望能够看到书中对S7-1200系列在紧凑型、高性能设备上的应用案例，因为我们公司很多新设备都倾向于采用这种小型但功能强大的PLC。详细的硬件连接图、程序逻辑讲解、以及调试过程中需要注意的事项，对我来说都非常重要。我期待通过这本书，能够快速掌握西门子PLC在设备自动化领域的应用技巧，从而缩短新设备的开发周期，提高设备的稳定性和智能化水平。

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这本《西门子PLC S7-200/300/400/1200应用案例精讲》的封面和名称，第一眼就吸引了我。作为一名在自动化领域摸爬滚打多年的工程师，我对西门子的PLC产品线可谓是了如指掌，但总感觉理论与实践之间，尤其是在一些复杂应用场景下，总会存在一些难以逾越的鸿沟。我翻阅了不少技术手册和网上零散的资料，但总觉得不够系统、不够深入，而且很多时候，别人写的东西，未必能完全贴合我的实际工作需求。这本书的出现，让我看到了希望。我尤其期待它在S7-200和S7-300这些经典系列的应用案例上，能够有别于市面上那些泛泛而谈的介绍，能够真正触及到一些关键性的技术难点和解决方案。比如，在S7-200的紧凑型设计下，如何实现更高效的运动控制？在S7-300的分布式I/O配置中，如何优化通信和数据处理？这些都是我在日常工作中经常遇到的问题。这本书的“应用案例精讲”几个字，让我对它抱有极高的期望，希望它能提供一些独到的见解和实用的技巧，让我能够举一反三，解决工作中遇到的各种疑难杂症，从而提升我的工作效率和解决问题的能力。

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