PLC原理与应用

PLC原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京航空航天大学出版社 作者:李树雄 出品人: 页数:290 译者: 出版时间:2006-10 价格:24.00元 装帧:简裝本 isbn号码:9787810778107 丛书系列:
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具体描述

PLC原理与应用,ISBN:9787810778107,作者:李树雄

好的,这是一本关于嵌入式系统设计与实践的图书简介,与《PLC原理与应用》主题完全不同: --- 嵌入式系统设计与实践:从理论到高性能应用 图书简介 在当代科技浪潮中,嵌入式系统已成为驱动物联网(IoT)、智能制造、汽车电子、消费电子乃至航空航天领域的核心动力。它们不再是简单的微控制器集合,而是具备高度集成性、实时性、低功耗和特定功能优化的高度复杂系统。本书《嵌入式系统设计与实践:从理论到高性能应用》旨在为有志于深入理解和掌握现代嵌入式系统全生命周期设计的工程师、研究人员及高年级本科生提供一本详尽、前沿且注重实践的参考指南。 本书的结构设计遵循了从基础理论构建到复杂系统实现的逻辑递进路线,确保读者不仅能够理解“是什么”,更能掌握“如何做”以及“为什么这样做”。我们摈弃了传统教材中过于冗余的理论堆砌,专注于那些对现代高性能嵌入式开发至关重要的核心技术栈。 第一部分:嵌入式系统的基础架构与核心元件 本部分是构建坚实理论基础的关键。我们首先对嵌入式系统的定义、发展趋势以及其与通用计算系统的本质区别进行了深入剖析,重点强调了资源受限环境下的优化思想。 微处理器与微控制器选型深度解析: 我们详细对比了主流的指令集架构(ISA),特别是CISC(x86/ARMv7)与RISC(ARMv8/RISC-V)的哲学差异及其对功耗、性能和生态系统的影响。书中以大量篇幅介绍了ARM Cortex-M系列在功耗敏感型应用中的地位,并特别引入了Cortex-A系列在需要复杂操作系统和多媒体处理场景中的应用架构。读者将学会如何根据项目需求(如实时性、功耗预算、I/O密集度)做出精确的硬件选型决策。 存储器层级与访问策略: 嵌入式系统开发极度依赖对存储器的精细管理。本书不仅讲解了SRAM、DRAM、Flash(NOR/NAND)的基本原理,更侧重于内存保护单元(MPU)和内存管理单元(MMU)的配置与应用。对于运行实时操作系统的应用,如何通过MPU隔离关键任务的代码段和数据段,是保证系统健壮性的关键,这部分内容提供了详细的寄存器级配置实例。 片上系统(SoC)的互联总线: 深入探讨了现代SoC内部通信骨干网,如AMBA AXI/AHB/APB协议族的工作机制。通过对突发传输、仲裁机制和QoS(服务质量)的剖析,读者能理解为什么在高性能数据采集系统中,直接使用AXI接口而非通过简单的外设总线能带来数量级的性能提升。 第二部分:实时操作系统(RTOS)与并发编程 对于绝大多数需要确定性响应的应用,RTOS是不可或缺的。本书的这一部分聚焦于如何驾驭多任务环境,实现高效、可靠的并发处理。 RTOS核心机制详解: 我们选择了FreeRTOS和Zephyr作为主要分析对象,深入讲解了任务调度算法(如抢占式、时间片轮转、优先级继承/翻转)的原理和实际应用中的陷阱。特别强调了如何利用信号量、互斥锁、消息队列和事件标志组来安全地共享资源,避免死锁与竞态条件。 中断服务程序(ISR)与延迟管理: 实时系统的生命线在于对外部事件的快速响应。本书详尽分析了中断延迟的构成要素(从硬件中断到软件调度),并提供了延迟容忍设计(Latency-Tolerant Design)的最佳实践,包括如何将ISR分解为快速硬中断和慢速软中断(Tasklet/Deferred Interrupt Processing)。 低功耗与睡眠模式管理: 嵌入式设备的续航能力日益重要。我们详细介绍了MCU的各种睡眠模式(Sleep, Stop, Standby),并展示了如何结合RTOS的Tickless Idle机制,实现对功耗的精细化控制,确保系统在深度睡眠期间仍能响应唤醒事件,同时最小化唤醒延迟。 第三部分:高性能I/O与系统级集成 本部分将理论付诸实践,聚焦于如何高效地处理高速数据流和实现复杂的系统集成。 高速数据采集与DMA优化: 摒弃传统的CPU轮询模式,本书着重讲解直接内存访问(DMA)的配置艺术。通过对DMA通道的配置、传输描述符的构建以及多通道并发工作的管理,读者将学会如何实现不占用CPU资源的连续、高速数据传输,例如在音频处理或高速传感器数据链中。 嵌入式网络协议栈实现: 针对IoT和工业互联的需求,本书深入探讨了TCP/IP协议栈在资源受限环境下的移植与优化。内容包括轻量级协议栈(如LwIP)的内存池管理、UDP/TCP的可靠性机制,以及如何高效集成MQTT、CoAP等应用层协议以满足低带宽要求。 设备驱动程序(Device Driver)的开发范式: 学习如何根据操作系统(Linux或RTOS)的框架,编写健壮、可移植的设备驱动。内容涵盖I2C/SPI/UART等常见接口的寄存器级操作与抽象层封装,以及如何利用内核提供的同步原语保证驱动的线程安全。 第四部分:系统调试、测试与固件空中升级(OTA) 一个可靠的嵌入式产品必须经过严格的验证和具备远程维护能力。 高级调试技术: 超越简单的printf调试。本书介绍了使用JTAG/SWD接口进行断点调试、内存映射查看、实时指令跟踪(Trace)的专业方法。同时,详细阐述了如何利用逻辑分析仪和示波器来验证信号完整性、时序关系,并定位硬件与软件交互中的疑难杂症。 单元测试与集成测试框架: 引入了诸如Ceptest、Unity等嵌入式单元测试框架,指导读者如何在宿主机上模拟硬件环境,对关键算法和驱动逻辑进行自动化测试,大幅提高代码质量。 OTA(Over-The-Air)固件更新机制: 针对物联网设备的长期维护,本书详细设计了A/B分区机制的固件更新策略。内容涵盖固件打包、校验、安全存储以及回滚机制的实现,确保设备在更新过程中即使遭遇断电也能保持可启动状态。 --- 本书特色: 实践驱动: 每章节后的“实践挑战”均要求读者动手配置真实硬件(如基于ARM Cortex-M7或Cortex-A53的开发板),解决具体工程问题。 性能导向: 聚焦于性能瓶颈的识别与优化,特别是针对缓存一致性、中断抖动和总线竞争的分析。 前沿技术覆盖: 囊括了现代嵌入式开发中日益重要的RISC-V架构简介以及安全启动(Secure Boot)的基本概念。 通过系统学习本书内容,读者将能够独立设计、实现并调试出运行在复杂环境下的高可靠性、高性能嵌入式产品。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的内容安排,是我最看重的一点。我希望它能有一个逻辑清晰的结构,从易到难,逐步深入。我一直对工业自动化领域非常感兴趣,特别是PLC作为核心控制单元的角色。我希望能通过这本书,建立起对PLC的完整认知。首先,我希望它能详细介绍PLC的基本原理,包括它的定义、历史、特点,以及它与传统控制方式的对比。接着,我非常期待能够深入了解PLC的硬件构成,比如CPU模块、输入/输出模块、通信模块、电源模块等,以及它们的具体功能和连接方式。对于输入/输出模块,我希望能了解不同类型的输入信号(如开关量、模拟量)和输出信号(如继电器、晶体管)是如何在PLC中表示和处理的。编程是PLC的核心,我希望书中能详细介绍PLC的编程语言,特别是梯形图,并提供丰富的编程实例,从简单的逻辑控制到复杂的顺序控制和数据处理。我希望这些实例能贴近实际生产应用,让我能够理解PLC是如何解决实际问题的。此外,我还希望能了解PLC的通信功能,比如PLC如何与其他设备进行通信,常用的通信协议有哪些,以及如何构建分布式控制系统。如果书中能介绍一些PLC在特定行业(如汽车、电力、化工)的应用案例,那将对我理解PLC的实际价值大有裨益。

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对于我这样一个对工业自动化领域充满好奇但又缺乏专业背景的人来说,一本好的PLC入门书籍至关重要。我拿到《PLC原理与应用》这本书的时候,第一感觉是它内容应该会比较全面。我一直想弄清楚,PLC到底是一个什么样的设备?它和我们常说的电脑有什么区别?书中关于PLC的基本概念介绍,我希望能够详细且易懂。例如,PLC的定义、发展历史、在工业自动化中的地位和作用,以及它相对于继电器控制系统的优势等等。然后,我非常期待能深入了解PLC的硬件结构。CPU、内存、输入模块、输出模块、电源模块、通信模块……这些都是什么?它们是怎么协同工作的?我希望书中能提供清晰的图示和解释,让我能直观地理解PLC的内部构造。更关键的是,我希望能详细学习PLC的编程。我听说PLC有多种编程语言,比如梯形图、指令表、功能块图、结构化文本等等。我希望这本书能对这些编程语言进行详细的介绍,并提供大量的实例。特别是梯形图,我希望能学会如何绘制和理解梯形图,如何用梯形图实现各种控制逻辑,比如开关量控制、模拟量控制、定时、计数等。此外,我还希望书中能介绍PLC的通信接口和通信协议,比如RS232、RS485、以太网等,以及如何通过这些接口实现PLC与上位机、PLC与PLC之间的数据交换。

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我拿到这本书,主要是想了解PLC在工业自动化领域中的具体应用。我经常在电视上看到一些工厂的自动化生产线,感觉非常神奇,但又不太清楚背后的技术细节。这本书的标题“PLC原理与应用”正是我所需要的。我希望它能从PLC的基本原理讲起,例如PLC的组成、工作流程、以及它如何与传感器和执行器进行交互,这些是构建自动化系统的基础。然后,我特别期待书中能提供一些贴近实际生产场景的应用案例。比如,在汽车制造行业,PLC是如何控制机器人手臂进行焊接和装配的?在食品包装行业,PLC又是如何控制包装机的精度和速度的?我希望书中能详细讲解这些案例的控制系统设计,包括硬件选型、程序编写、调试过程等等。我希望这些案例能够具有代表性,让我能够举一反三,触类旁通。另外,我还希望书中能介绍一些PLC编程的常见技巧和注意事项,例如如何提高程序的稳定性和效率,如何进行程序的优化和维护,以及如何处理一些常见的故障。如果书中能提及一些PLC在工业互联网、智能制造等新兴技术领域的应用,那就更好了,这能帮助我了解行业的发展趋势。

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收到这本书,我最关心的是它能否帮助我从零开始建立起对PLC的系统性认识。我之前对PLC的理解非常有限,只知道它是一种用于工业自动化的控制器,但具体的工作原理、编程方法、以及在实际应用中扮演的角色,都还是一片模糊。我希望这本书能够从最基础的概念入手,清晰地解释PLC的定义、发展历程、以及它在现代工业自动化中的重要性。接着,我非常期待能深入了解PLC的硬件构成,比如CPU模块、输入/输出模块、通信模块、电源模块等等,以及它们各自的功能和作用。如果书中能提供一些清晰的硬件连接图和模块介绍,那将非常有帮助。当然,PLC的核心在于编程,我希望这本书能详细介绍PLC的编程语言,特别是梯形图,并且通过大量的实例来展示如何编写和调试梯形图程序。我希望这些实例能够涵盖各种常见的控制需求,比如开关量控制、模拟量控制、定时器、计数器等等,并且能够逐步深入,从简单的逻辑控制到复杂的顺序控制。此外,我还希望书中能介绍PLC的通信功能,比如PLC如何与变频器、触摸屏、其他PLC等设备进行通信,以及常用的通信协议有哪些。如果书中能提供一些关于PLC故障排除的章节,那将是锦上添花,因为在实际应用中,学会排除故障非常重要。

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这本书的封面设计倒是挺朴素的,一水的深蓝色,上面印着“PLC原理与应用”几个白色的宋体字,字体大小适中,既不张扬也不至于淹没在书架的琳琅满目中。我拿到这本书的时候,其实是抱着一种试探的心态。我对PLC这个概念一直以来都有些模糊的认识,知道它在工业自动化领域扮演着重要角色,但具体是怎么工作的,又是如何应用的,我总觉得缺乏一个系统性的了解。平日里看到自动化生产线上那些忙碌的机器,总会好奇它们背后是如何被精确控制的。有人说PLC就是工业界的“大脑”,但这个大脑是如何思考,如何指挥肢体动作的,对我来说仍然是个未解之谜。我希望能通过这本书,从最基础的原理出发,一步步深入到实际的应用层面。我期待这本书能够清晰地解释PLC的核心概念,比如它的组成部分、工作流程,以及各种指令的含义和使用方法。更重要的是,我希望它能提供一些贴近实际生产场景的案例分析,让我能够看到PLC是如何解决工业生产中的具体问题的,例如如何实现设备联动、如何进行数据采集和处理,甚至是如何优化生产流程的。如果书里能包含一些图示和流程图,那就更好了,毕竟对于我这种非专业背景的读者来说,直观的图像比枯燥的文字更容易理解。我还会特别关注书中是否会介绍一些主流的PLC品牌和型号,以及不同品牌在性能、功能和适用性上的差异,这样我在未来的学习或工作中,也能有一个初步的判断和选择。总而言之,我希望这本书能给我一个全面、深入且易于理解的PLC学习体验,帮助我将理论知识转化为实际的认知。

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拿到这本书,我首先关注的是它能否帮我建立起对PLC的系统性认知。我之前对PLC的了解非常零散,知道它在工厂里随处可见,但具体是怎么工作的,我就不清楚了。这本书的标题“PLC原理与应用”听起来就很有吸引力。我希望它能从最基础的原理讲起,比如PLC到底是什么?它和传统的继电器控制系统有什么区别?为什么现在工业自动化大多采用PLC?我希望书中能详细解释PLC的工作流程,例如扫描周期,CPU如何读取输入、执行程序、输出控制信号,这个过程是怎么循环往复的。然后,我非常想了解PLC的硬件构成。CPU模块、输入输出模块、通信模块、电源模块这些都是什么?它们各自有什么作用?我希望书中能提供一些清晰的结构图和模块介绍,让我能对PLC的硬件有一个整体的了解。编程是PLC的核心,我希望书中能详细介绍PLC的编程语言,特别是梯形图,这是最常用的一种。我希望它能通过一些生动具体的例子,教会我如何编写梯形图程序,如何实现简单的开关控制、电机的启停、灯的闪烁等等。同时,如果能涉及一些模拟量控制的编程,那就更好了,比如如何通过传感器读取温度、压力等数值,并根据这些数值进行控制。我还希望书中能介绍PLC的通信功能,比如PLC如何与其他设备进行通信,例如变频器、触摸屏、其他PLC等,以及常用的通信协议有哪些。

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我购买这本书的初衷,是为了深入了解PLC在实际工业生产中的应用。我经常在新闻报道或纪录片中看到各种自动化生产线,那些机器手臂的精确运动、传送带的平稳运行,都让我对背后的控制技术感到好奇。我希望这本书能够解答我的疑问,让我明白PLC是如何实现这些复杂的控制功能的。首先,我期待书中能提供一些典型的PLC应用案例,例如在汽车制造、食品加工、水处理等行业中的应用。通过这些案例,我希望能了解PLC在不同场景下的具体解决方案,以及它是如何与传感器、执行器、变频器、人机界面等设备协同工作的。我希望书中能详细讲解某个具体应用场景的PLC控制系统设计,包括硬件选型、程序编写、系统调试等环节。另外,我希望书中能介绍一些PLC编程的技巧和经验,比如如何提高程序的效率、如何进行故障排除、如何实现远程监控和诊断等。对于我这种想要将理论知识转化为实际应用的人来说,这些实用的技巧比单纯的原理介绍更为宝贵。我还特别希望书中能提及一些PLC在工业互联网、智能制造等新兴领域中的应用,让我能够跟上行业发展的步伐。如果书中包含一些高级PLC编程技术,例如PID控制、运动控制、网络通信等,那就更好了,这能帮助我进一步提升自己的技能。

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翻开这本书,我第一眼就被它严谨的排版和细致的内容所吸引。从章节的设置来看,它似乎是从PLC的基本概念讲起,逐步深入到硬件结构、指令系统、编程语言,最后再过渡到实际应用和故障排除。这种循序渐进的教学方式,对于我这种初学者来说是非常友好的。我特别希望它能详细讲解PLC的硬件组成,比如CPU模块、输入/输出模块、通信模块等等,以及它们各自的功能和连接方式。对于输入/输出模块,我尤其感兴趣,因为它们是PLC与外部世界进行信息交互的关键。了解不同类型的输入(如开关量、模拟量)和输出(如继电器、晶体管)信号,以及它们在PLC中的表示方式,对我理解PLC如何接收和发送控制信号至关重要。此外,书中关于PLC编程语言的部分,我希望能有详细的介绍,例如梯形图、指令表、结构化文本等,并且能够通过一些简单的例子来展示如何使用这些语言编写控制程序。理解这些编程语言的语法和逻辑,是掌握PLC应用的关键。我还会关注书中是否会提及PLC的通信协议,比如Modbus、Profinet等,以及PLC如何与其他设备(如变频器、触摸屏)进行数据交换。这些内容对于构建复杂的自动化系统是不可或缺的。我更希望书里能给出一些实际的案例,比如如何用PLC控制一个简单的传送带系统,或者如何实现一个多工位的自动化生产线。通过这些案例,我能够将学到的理论知识与实际应用相结合,从而更深刻地理解PLC的工作原理。

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这本书的出现,对我来说就像是打开了一扇通往工业自动化世界的大门。我之前对PLC的了解仅限于“能够控制机器”,但具体如何控制,它内部有什么“智慧”在运作,我却一无所知。我希望这本书能够从最根本的原理讲起,比如PLC的构成,CPU、内存、输入输出模块等等,它们各自有什么功能?它们是如何协同工作的?我希望书中能有清晰的图示来帮助我理解这些硬件组件。接着,PLC的编程是让我最为好奇的部分。我听说PLC有各种编程语言,梯形图、指令表、功能块图等等。我希望这本书能够详细介绍这些编程语言,并且通过大量的实例,教会我如何编写和理解PLC程序。尤其是梯形图,我希望它能像教我们画电路图一样,让我能够轻松上手。我期待书中能有从简单到复杂的各种编程示例,例如如何控制一个灯的闪烁,如何控制一个电机的正反转,如何实现简单的计数和定时功能。此外,我还想知道PLC是如何与外部世界进行通信的,比如如何连接传感器、执行器、变频器、人机界面等等,以及常用的通信协议有哪些。如果书中能有一些关于PLC故障排除的指导,那对我来说将非常有价值,毕竟在实际操作中,遇到问题是难免的。

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说实话,在读这本书之前,我对PLC的认知停留在“能控制机器”这个非常笼统的层面。我一直很好奇,PLC是如何做到精确控制的?它内部到底是怎么运作的?这本书的结构似乎是从基础理论入手,这一点我非常赞赏。我迫切想知道PLC的核心工作原理,比如它的扫描周期是如何工作的,CPU是如何读取输入信号、执行程序、输出控制指令的。对于PLC的编程语言,我希望能有深入的讲解,特别是梯形图编程,因为这是最常见的PLC编程方式之一。我希望书里能提供大量的梯形图编程实例,从简单的开关控制到复杂的逻辑判断和定时计数,能够一步步地教会我如何绘制和理解梯形图。而且,我希望这些实例能贴近实际生产应用,比如如何控制电机的启停、换向,如何实现流水线上的物料输送和检测,以及如何处理一些常见的异常情况。除了编程,我对PLC的硬件连接和组态也充满了好奇。我希望能了解PLC的各种接口类型,比如数字输入/输出、模拟输入/输出、通信接口等,以及如何将这些模块正确地连接起来,形成一个完整的控制系统。如果书中能提供一些硬件接线图和组态示例,那对我来说将是极大的帮助。我还特别关注书中关于PLC通信的内容,例如PLC如何与其他PLC、变频器、HMI(人机界面)等设备进行通信,以及常用的通信协议有哪些。这些知识对于构建一个集成化的自动化系统至关重要。

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