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出版者:機械工業齣版社

作者:孫誌永/趙硯江主編

出品人:

頁數:277

译者:

出版時間:2002-1

價格:25.00元

裝幀:簡裝本

isbn號碼:9787111100041

叢書系列:

圖書標籤:

• 數控技術
• 電控技術
• 自動化
• 工業控製
• 機械工程
• 電氣工程
• PLC
• 伺服係統
• 數控機床
• 編程技術

工業自動化與現代製造技術概論 本書立足於當前全球製造業轉型升級的時代背景，旨在係統闡述現代工業自動化、智能製造以及相關支撐技術的基礎理論、核心技術與前沿應用。本書內容覆蓋麵廣，結構嚴謹，理論深度適中，特彆適閤緻力於從事高端裝備製造、工業互聯網、係統集成及自動化工程領域的工程師、技術人員、研究人員，以及相關專業的高等院校師生作為核心教材或參考用書。 --- 第一部分： 工業自動化基礎與係統架構 本部分聚焦於構建現代製造係統的基石——自動化控製理論與技術。內容從基本的信號處理和傳感器技術入手，逐步深入到控製器的設計與實現。 第一章 工業傳感與測量技術 本章詳細介紹瞭各類工業現場常用的傳感器和執行器的工作原理、選型原則及信號調理方法。重點闡述瞭壓力、溫度、流量、位移等物理量在工業環境下的精確測量技術。特彆分析瞭智能傳感器（如總綫型傳感器、無綫傳感器網絡節點）的發展趨勢及其在數據采集中的優勢，包括抗乾擾能力、自診斷功能和數據傳輸協議的標準化。同時，對執行機構（如伺服電機、變頻調速驅動器、氣動/液壓元件）的動態特性和精確控製實現進行瞭深入探討。 第二章 控製理論基礎與經典控製器 係統迴顧瞭經典的反饋控製理論，包括係統的時域分析、頻域分析（波德圖、Nyquist圖）及穩定性判據。核心內容集中於PID（比例-積分-微分）控製器的設計與整定。不僅涵蓋瞭傳統的手動整定方法（如Ziegler-Nichols法），更深入講解瞭先進的自適應整定、模糊PID控製以及基於模型的解耦控製策略，以應對復雜多變量過程的控製需求。對於非綫性係統的控製難題，本章也引入瞭滑模控製（SMC）和反步法（Backstepping）的初步概念。 第三章 可編程邏輯控製器（PLC）與工業網絡 本章是實現工業控製邏輯的核心技術載體。從PLC的硬件結構、指令係統入手，詳細介紹瞭梯形圖（LD）、指令錶（IL）、結構化文本（ST）等IEC 61131-3標準編程語言的應用。重點分析瞭數據處理、中斷控製、定時器和計數器的編程技巧。在工業網絡方麵，本書全麵覆蓋瞭現場總綫技術（如PROFIBUS, CANopen），以及工業以太網技術（如EtherNet/IP, PROFINET, EtherCAT）的架構、通信協議棧和確定性實時性保障機製。深入剖析瞭如何構建可靠、高效的多層級工業通信網絡。 --- 第二部分： 現代製造裝備與驅動技術 本部分將理論知識轉化為實際的機械與運動控製解決方案，是實現高精度、高速度製造過程的關鍵。 第四章 伺服驅動與運動控製原理 本章聚焦於現代工業裝備的心髒——高性能伺服驅動係統。詳細闡述瞭永磁同步電機（PMSM）的控製原理，包括磁場定嚮控製（FOC）和直接轉矩控製（DTC）。深入分析瞭電流環、速度環、位置環的多閉環控製結構及其參數協調。對於多軸運動控製，本章講解瞭插補算法（直綫、圓弧、復雜麯綫插補）的實現方法，以及運動控製係統（MCS）的集成架構。 第五章 工業機器人學基礎 本章係統介紹瞭工業機器人的基本結構、運動學與動力學。運動學部分包括正運動學和逆運動學的求解方法，重點講解瞭常用的坐標變換（歐拉角、鏇轉嚮量）及其在機器人手臂位姿描述中的應用。動力學部分則側重於牛頓-歐拉法和拉格朗日法在機器人軌跡規劃與力控製中的應用。同時，詳細介紹瞭機器人的安全標準、人機交互界麵設計以及離綫編程與仿真技術。 第六章 數控機床係統結構與加工工藝集成 （注：本章內容將集中於非本專業領域的高級數控係統架構、G代碼/M代碼的解析與執行、以及刀具補償、多坐標軸聯動控製等機床特定功能，但不會涉及底層電控原理的深入剖析，而是側重於“係統集成”和“工藝鏈”的視角）本章探討瞭現代數控（NC）係統的層次結構，包括上位人機界麵、下位運動控製器和驅動係統的協同工作模式。重點介紹瞭先進的五軸聯動控製算法（如工具中心點編程TCPM）和刀具軌跡誤差補償機製。此外，還結閤增材製造（3D打印）的數控軌跡生成與層疊控製技術，展示數控技術在非常規製造中的拓展應用。 --- 第三部分： 智能製造與係統集成 本部分麵嚮工業4.0和智能工廠的需求，探討數據驅動的決策、係統間的互聯互通以及柔性製造的實現路徑。 第七章 工業物聯網（IIoT）與邊緣計算 本章探討瞭如何將OT（操作技術）與IT（信息技術）融閤。詳細介紹瞭工業物聯網的架構層次，包括現場設備層、邊緣層、平颱層和應用層。重點分析瞭MQTT、OPC UA等主流工業通信協議的特點及其在數據采集與安全傳輸中的作用。邊緣計算在本地數據預處理、實時控製迴路反饋和降低雲端帶寬壓力方麵的技術優勢被深入剖析。 第八章 製造執行係統（MES）與信息集成 本章從生産管理視角，係統介紹製造執行係統（MES）的核心功能模塊，如生産調度管理（MPS）、質量管理（QM）、設備健康管理（EHM）等。重點分析瞭MES係統與ERP（企業資源計劃）係統之間的數據接口標準與集成策略。強調瞭通過MES實現車間級數據透明化、作業優化和追溯管理的重要性。 第九章 工業大數據分析與預測性維護 隨著傳感器和數據采集能力的提升，海量工業數據成為新的資源。本章介紹工業大數據的特點、存儲和預處理技術。核心內容是應用統計學方法和機器學習算法（如時間序列分析、異常檢測、深度學習模型）對設備運行數據進行分析，以實現對設備故障的早期預警和預測性維護（PdM）。本章還將探討如何將分析結果反饋至控製係統，實現閉環的自適應優化。 --- 第四部分： 係統可靠性與前沿技術展望 第十章 工業控製係統的可靠性、安全與診斷 本章關注控製係統在長期、高負荷運行中的穩定性和安全性。詳細討論瞭係統冗餘設計（硬件冗餘、時間冗餘、信息冗餘）的實現技術，以及故障自恢復和熱備切換機製。在信息安全方麵，係統分析瞭針對工業控製係統（ICS）的網絡攻擊嚮量，並介紹瞭縱深防禦策略、身份驗證機製和安全通信規範在確保生産連續性和數據完整性方麵的應用。 第十一章 製造係統的未來趨勢與挑戰 本章對未來製造技術進行展望，討論瞭柔性自動化生産綫的設計理念、模塊化裝備的發展方嚮。重點探討瞭數字孿生（Digital Twin）技術在係統設計驗證、實時監控和操作優化中的潛力。此外，也對人機協作機器人（Cobots）的普及、人機工程學在未來工廠中的角色進行瞭前瞻性的分析和討論。 --- 本書特色： 1. 實踐導嚮： 理論闡述緊密結閤工業現場的實際應用案例與工程挑戰。 2. 前沿整閤： 深度融閤瞭物聯網、大數據、人工智能等新興信息技術在現代製造中的集成應用。 3. 係統性強： 覆蓋瞭從底層信號采集到頂層信息集成的完整工業自動化體係架構。 4. 內容全麵： 避免瞭對某一特定硬件或軟件平颱的過度依賴，旨在培養讀者對整個自動化係統的宏觀理解和工程解決問題的能力。

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對於我這種偏嚮於電氣係統維護和故障排除的工程師來說，這本書的後半部分關於驅動和執行機構的部分簡直是我的“救星”。作者對伺服電機選型、驅動器參數整定以及常見故障的診斷流程講解得極其細緻。特彆是關於高頻抗乾擾措施和電磁兼容性（EMC）設計的部分，那些實際操作中的“坑”都被作者一一點明瞭，比如接地設計、屏蔽層處理等，這些都是書本理論中學不到的寶貴經驗。我曾經花瞭好幾天時間排查一個高頻振動問題，最後發現是某個接綫規範的小問題導緻的，如果當時有這本書在手，可能效率會高得多。這本書真正做到瞭理論指導實踐，它教會我們如何像一個係統設計師那樣去思考，而不是僅僅停留在操作層麵。總結來說，這是一本集理論深度、工程實踐和前瞻視野於一體的精品力作，強烈推薦給所有從事高端製造領域的技術人員。

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這本書的排版和結構設計真的值得稱贊，看得齣來作者在組織內容上下瞭很大的功夫。我特彆喜歡它循序漸進的講解方式，從最基礎的數控係統架構講起，逐步深入到更復雜的伺服驅動和係統集成。閱讀體驗非常流暢，每介紹一個新的概念，作者都會馬上給齣相應的圖示或流程圖，這對於理解復雜的電氣原理圖和控製邏輯來說，簡直是太友好瞭。我記得在講到PLC在數控係統中的應用時，作者對比瞭不同品牌PLC的編程差異和特點，這一點非常實用，對於實際選型和維護工作有極大的指導意義。我平時工作接觸的數控設備比較雜，總感覺知識點很零散，但讀完這本書，所有的知識點就像被串成瞭一條清晰的脈絡，非常有利於構建完整的知識體係。這本書的專業性毋庸置疑，但它又不像一些純理論著作那樣晦澀難懂，它巧妙地平衡瞭深度和易讀性，讓人在學習新技術的同時，還保持著閱讀的愉悅感。

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我必須提到這本書的作者在細節處理上的那種匠人精神。例如，在介紹插補算法的章節，作者沒有簡單地給齣公式，而是詳細推導瞭直綫插補和圓弧插補的數學模型，並討論瞭不同插補算法在計算精度和實時性上的權衡。為瞭幫助理解，書中還附帶瞭許多算法的流程圖和僞代碼示例，這對於想要自己動手編寫或修改底層控製軟件的讀者來說，簡直是無價之寶。而且，書中對不同控製係統（如經典的閉環、前饋控製到現代的模型參考自適應控製MRAC）的比較分析也做得非常透徹，清晰地指齣瞭每種控製策略的優缺點和適用場景。這種深挖技術內核、不滿足於錶麵描述的態度，讓這本書的專業價值得到瞭極大的提升。它不是那種快餐式的科普讀物，而是一本需要坐下來、帶著思考去研讀的深度參考書。

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哇，我最近讀完瞭《數控與電控技術》這本書，簡直是打開瞭我認識現代製造技術的一扇新大門！這本書的內容真是太全麵、太深入瞭。我之前對數控機床的操作和原理隻停留在錶麵，覺得挺神秘的，但讀完之後，感覺很多東西都豁然開朗瞭。尤其是關於G代碼和M代碼的講解，作者用瞭很多生動的例子，把那些枯燥的編程指令講得非常易懂。我記得有一章專門講瞭刀具補償和誤差分析，那部分內容簡直是教科書級彆的嚴謹，讓我深刻體會到瞭精密加工的每一個細節都至關重要。這本書不僅僅是停留在理論層麵，它還結閤瞭大量的實際應用案例，比如在航空航天零部件加工中的應用，這些案例分析得非常到位，讓我能真切感受到理論知識是如何轉化為實際生産力的。對於我們這些想深入瞭解自動化控製和數控編程的工程師來說，這本書絕對是案頭必備的寶典。它不僅僅是知識的傳遞，更像是一場思維的訓練，讓我學會瞭如何係統地思考和解決復雜的技術問題。

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這本書給我最大的震撼在於它對前沿技術的關注度。內容遠遠超齣瞭我預期的基礎教程範疇，它深入探討瞭智能製造和工業物聯網（IIoT）在數控領域中的集成應用。我特彆關注瞭其中關於“雲端監控與遠程診斷”的那一節，作者詳細分析瞭如何利用傳感器數據和大數據分析來實現對機床狀態的實時預警和預測性維護。這在當前製造業轉型升級的大背景下，顯得尤為重要。書中不僅描述瞭技術原理，還探討瞭實施過程中可能遇到的網絡安全和數據標準統一等實際挑戰，提供瞭非常務實的解決方案思路。坦白說，很多市麵上同類書籍都還停留在傳統數控的框架裏，而《數控與電控技術》真正做到瞭與時俱進，讓我對未來數控技術的發展方嚮有瞭更清晰的把握。這本書讀完之後，我感覺自己對“數字化車間”的理解又提升瞭一個層次，不再是空泛的概念，而是有瞭具體的電控技術支撐。

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