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出版者:机械工业出版社

作者:王建

出品人:

页数:205

译者:

出版时间:2012-3

价格:29.00元

装帧:平装

isbn号码:9787111373148

丛书系列:

图书标签:

• PLC
• PLC
• 可编程逻辑控制器
• 工业自动化
• 电气工程
• 技术手册
• 实用指南
• 编程
• 控制系统
• 维修
• 调试
• 工业控制

精密机械控制系统：理论与实践的深度探索 本书旨在为读者提供一个关于现代精密机械控制系统的全面、深入的视角。我们不再聚焦于传统意义上的可编程逻辑控制器（PLC）的应用，而是将重点放在更广阔、更前沿的工业自动化和智能制造领域的核心技术上。本书构建了一个从基础理论到复杂系统集成的知识框架，旨在培养读者解决复杂工程问题的能力，而不仅仅是熟悉特定硬件的操作。 第一部分：现代控制理论基础与信号处理 本部分首先回顾了经典控制理论的核心概念，如传递函数、频率响应和稳定性分析，但随即转向现代控制理论的视角。我们将详细阐述状态空间法，这是理解复杂多变量系统的关键工具。深入探讨了能控性和能观性，并介绍如何利用这些概念进行控制器设计。 在信号处理方面，本书强调了数字信号处理（DSP）在实时控制中的关键作用。内容涵盖了数字滤波器的设计原理，包括FIR和IIR滤波器，并讨论了采样理论（如Nyquist-Shannon采样定理）在确保系统精度和避免混叠效应中的重要性。我们还将分析如何利用快速傅里叶变换（FFT）对运行中的机械系统进行在线故障诊断和振动分析，这是预测性维护的基础。 第二部分：先进运动控制与伺服系统精讲 现代精密机械的性能高度依赖于其驱动和运动控制的精度。本部分将彻底摒弃基于继电器逻辑的控制思维，转而专注于高动态伺服驱动技术。 内容将详尽阐述永磁同步电机（PMSM）的控制原理，包括其在d-q坐标系下的矢量控制（Field-Oriented Control, FOC）。我们将深入分析FOC算法的实现细节，包括磁场定向、电流环、速度环和位置环的级联设计。对于高精度场合，本书将详细介绍先进的凸轮、电子齿轮和多轴插补算法的数学模型和实现策略，着重于如何处理运动轨迹的平滑过渡和实时误差补偿。 此外，对编码器和解析器的信号处理技术将进行深入探讨。重点放在如何从高分辨率反馈设备中提取精确的位置和速度信息，并介绍如何利用软件算法进行细微的误差修正和抗干扰处理，以应对实际环境中的噪声和温漂问题。 第三部分：分布式网络与工业物联网架构 在现代工厂中，孤立的控制单元已成为历史。本部分聚焦于如何构建高效、可靠、可扩展的分布式控制网络。 我们不会仅仅介绍现场总线的简单配置，而是深入剖析工业以太网的底层协议和实时性保证机制。EtherCAT（以太网控制自动化技术）将作为核心案例进行详尽讲解，包括其“在即”处理原理、帧结构、分布式时钟同步机制（DC）以及如何实现纳秒级的同步精度。还将介绍TSN（时间敏感网络）在未来统一工业通信中的潜力。 数据通信的安全性也是重点。我们将讨论OT（操作技术）网络的安全挑战，并介绍基本的网络安全框架，如身份验证、加密通信在工业控制环境中的应用，确保数据在采集和传输过程中的完整性与机密性。 第四部分：基于PC和实时操作系统的嵌入式控制 本部分将控制系统的重心从专有硬件转移到高性能的计算平台。我们将探讨如何利用工业PC（IPC）和实时操作系统（RTOS），如VxWorks、QNX或高性能Linux内核的实时补丁（如PREEMPT_RT），构建强大的软实时控制器。 重点在于软PLC（Soft PLC）的编程范式，它允许用户使用更高级的语言（如C++或MATLAB/Simulink）进行算法开发，并直接在高速CPU上执行。内容将包括如何利用多线程和进程间通信（IPC）机制来管理高频的I/O扫描和复杂的运动学解算任务。 此外，将专门开辟章节介绍模型预测控制（MPC）在处理约束条件复杂、响应速度要求高的机械系统中的应用。MPC的在线优化过程、状态观测器设计（如卡尔曼滤波）及其在实际生产环境中的部署优化将被详细阐述。 第五部分：智能传感与视觉引导系统 真正的精密控制需要精确的感知。本部分将介绍如何整合先进的传感技术来提升系统的适应性和鲁棒性。 激光位移传感器、高精度力矩传感器和三维扫描仪的数据采集与融合技术是关键内容。我们将讨论如何处理和校准这些多源异构数据，构建精确的“数字孪生”模型。 视觉系统将作为智能感知的重要组成部分进行深入讲解。内容涵盖了机器视觉的基础光学原理、图像采集、特征提取和三维重建技术。重点在于如何将视觉反馈集成到实时运动控制环路中，实现动态目标跟踪和无序抓取（Bin Picking）的闭环控制，这需要复杂的运动规划和高频的姿态修正。 第六部分：系统集成、调试与可靠性工程 最终的知识点汇聚于如何将所有理论和组件整合为一个可靠的工程实体。本部分强调的是工程实践中的关键环节。 系统集成部分将侧重于电磁兼容性（EMC）设计，包括屏蔽、接地和布线规范，以确保高精度信号的纯净性。调试环节将超越简单的I/O点确认，深入探讨如何利用数据采集和后处理工具（如示波器和逻辑分析仪）进行亚毫秒级的时序分析，定位系统中的延迟源。 可靠性工程部分将讨论如何应用FMEA（失效模式与影响分析）方法论来评估控制系统的脆弱点，并介绍冗余架构（如双CPU备份和数据链路冗余）的设计原则，确保关键生产线的持续稳定运行。 本书旨在为从事高端装备制造、机器人技术、半导体设备开发等领域的工程师提供一个超越基础自动化编程的、面向系统级设计的技术指南。

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作为一个在自动化生产线上摸爬滚打多年的技术工人，我深知PLC在现代工业生产中的重要性。我们车间里各种机械设备的控制系统，几乎都离不开PLC。我之前也尝试过阅读一些相关的书籍，但很多都太过晦涩难懂，感觉像在读天书一样。而这本书，则完全不同。它的语言风格通俗易懂，即使是没有深厚理论基础的读者，也能轻松理解。书中大量引用的实际案例，都来自我们日常工作中会遇到的场景，读起来非常有代入感。我最欣赏的是它在讲解PLC硬件选型时，详细对比了不同品牌和型号PLC的优缺点，以及在不同应用场景下的适用性，这对于我们一线操作人员来说，非常有指导意义。这本书让我重新认识了PLC，也让我对未来的技术学习充满了信心。

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我是一名刚入行不久的自动化工程师，对于PLC的知识可以说是一知半解，很多时候在实际工作中都感觉力不从心。市面上关于PLC的书籍很多，但往往内容过于理论化，或者只针对某一特定品牌进行讲解，很难找到一本能够系统全面地介绍PLC技术，并且能兼顾不同应用的教材。这本书的出现，简直是为我量身定做的。我特别喜欢它在讲解PLC通信协议的部分，用了很多图示和表格，清晰明了地解释了各种通信方式的原理和应用场景，这对我理解不同设备之间如何协同工作非常有帮助。而且，书中还穿插了一些实际操作的小技巧和注意事项，这些都是在学校里学不到的，但却是在实际工作中至关重要的。我非常有信心，通过认真研读这本书，能够快速掌握PLC的核心技术，提升自己的工作效率和解决问题的能力，成为一名更优秀的工程师。

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我是一名在校的电气工程专业的学生，对于PLC的学习一直充满着浓厚的兴趣，但总感觉缺乏一本能够将理论与实践完美结合的书籍。市面上很多教材侧重于理论推导，而缺乏实际操作的指导，这让我常常感到无从下手。而这本书，则恰恰弥补了这一不足。它不仅仅讲解了PLC的基本原理，还提供了大量的实操案例，从简单的逻辑控制到复杂的运动控制，都进行了详细的演示。书中关于PLC安全性和可靠性的探讨，以及如何进行PLC系统的维护和升级，也给我留下了深刻的印象。我尤其喜欢书中关于“PLC与其他自动化设备（如变频器、伺服电机、触摸屏）的接口与通信”的章节，这对于我们理解整个自动化系统的构成非常有帮助。我坚信，通过这本书的学习，我能够更好地掌握PLC技术，为我未来的职业生涯打下坚实的基础。

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这本书的封面设计非常吸引人，深蓝色的背景搭配着银色的立体字体，透着一种专业和稳重的感觉。翻开内页，纸张的质感也相当不错，触感细腻，印刷清晰，阅读起来眼睛不容易疲劳。从目录来看，这本书涵盖了许多我一直想深入了解的PLC领域知识，比如它的基础架构、不同品牌PLC的选型原则、编程语言的详细讲解，还有实际应用中的案例分析。我尤其对“PLC在工业自动化中的应用”这一章节充满了期待，希望能从中学习到如何将理论知识转化为实际的生产力，解决我工作中遇到的实际问题。虽然我还没开始深入阅读，但仅从其内容的大纲和结构设计来看，这本书无疑是一本非常有价值的参考书。它似乎并没有涉及很多抽象的理论概念，而是更侧重于实际操作和应用，这正是我需要的。我希望通过这本书的学习，能够大大提升我在PLC编程和维护方面的能力，为我的职业发展添砖加瓦。

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这本书的作者显然是一位经验丰富的PLC专家，他在书中分享的许多“独门秘籍”和“经验之谈”都让我受益匪浅。比如，在讲解PLC故障诊断时，他不仅仅列举了常见的故障现象，还深入分析了这些故障发生的根本原因，并提供了多种排查和解决的方法，而且这些方法都非常具有可操作性。我印象最深刻的是关于“PLC的优化编程技巧”那一章节，作者分享了一些非常实用的建议，例如如何提高程序的运行效率，如何减少PLC的资源占用，以及如何编写易于维护和扩展的程序。这些内容对于任何一个PLC工程师来说都是非常宝贵的财富。我相信，这本书的价值远不止于教会我们如何编程，更重要的是教会我们如何成为一名更专业、更高效的PLC应用者。

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