具体描述
《21世纪高职高专系列教材·电气控制与PLC应用技术》共分l3章，主要内容包括常用低压电器、电气控制电路的基本控制环节、机床电气控制系统、PLC的基本原理、逻辑元件、指令系统、编程方法、应用设计技术、编程器和编程软件的使用、特殊模块和网络等知识。
《21世纪高职高专系列教材·电气控制与PLC应用技术》前半部分讲述了常用的电气控制技术，后半部分详细叙述了PLC的应用技术，并通过一些实例介绍了PLC的设计方法和技巧。《21世纪高职高专系列教材·电气控制与PLC应用技术》大部分章节都配有相关技能训练项目，以突出实践技能和应用能力的培养。
好的，为您构思了一份图书简介，该书聚焦于现代工业自动化领域的前沿技术，内容涵盖了从基础理论到高级应用的多个层面，旨在为读者提供一个全面、深入的学习路径。 --- 《现代工业自动化系统集成与故障诊断技术》 内容概述 本书深入探讨了当代工业自动化系统的构建、运行、优化及维护的综合性技术体系。在当前智能制造和工业4.0的大背景下，系统集成能力和快速精准的故障诊断能力已成为衡量一个自动化工程师专业水平的关键指标。本书旨在填补理论与实践之间的鸿沟，为读者提供一套系统、前沿且极具实操价值的知识框架。 全书内容紧密围绕基于现场总线和工业以太网的分布式控制架构展开，重点剖析了运动控制、过程控制以及数据采集与监控（SCADA）系统的协同工作机制。我们摒弃了传统上对单一控制器（如PLC）的孤立讲解，转而聚焦于整个自动化链条的集成优化。 核心技术模块深度解析 第一部分：下一代工业网络与现场设备集成 本部分详尽阐述了从传统的串行通信（如RS-485）向现代工业网络范式的演进。 1. 工业以太网协议栈的实战应用： 深入解析了EtherNet/IP、PROFINET IO及Modbus TCP/IP在复杂生产线中的部署策略。重点探讨了时间敏感网络（TSN）在确保高精度同步控制中的核心作用，并结合实际案例分析了不同网络拓扑结构（星型、环型、总线型）的优劣及其在不同工业场景下的适用性。 2. 智能传感与执行机构的互联： 讲解了IO-Link技术在简化现场设备接线、实现设备参数在线配置及状态监测中的关键价值。读者将学习如何利用这些智能终端，构建一个具备自我感知能力的分布式I/O系统，实现数据的即采即用，而非仅仅是简单的开关量或模拟量传输。 3. 传感器融合技术在过程控制中的应用： 区别于基础的温度、压力采集，本章侧重于多传感器数据融合以提高控制精度和鲁棒性。例如，在严苛环境下的冗余温度测量方案，以及如何利用激光位移传感器配合视觉反馈，实现动态装配过程中的精确位置校正。 第二部分：高性能运动控制与机器人集成 本章是本书最具挑战性也最贴近高端制造的部分，聚焦于如何实现多轴联动、高动态响应的精密运动控制。 1. 伺服驱动系统的高级配置与调试： 详细介绍了矢量控制（Vector Control）和直接转矩控制（DTC）的原理差异及其在不同负载特性下的性能表现。实战部分涵盖了伺服回路的电流、速度、位置三环路优化，以及如何通过软件配置实现低惯量、高精度的快速启停曲线设计。 2. 电子凸轮与虚拟轴技术： 这是实现复杂轨迹同步的关键。书中通过详细的数学模型和实际编程范例，解释了电子凸轮表（Cam Profile）的生成、插值算法（如三次样条插值）的实现，以及如何利用虚拟轴功能对多个独立运动轴进行逻辑上的绑定和协调控制，广泛应用于包装机械和自动化装配线上。 3. 工业机器人与自动化生产线的无缝集成： 探讨了如何通过标准接口（如OPC UA或特定供应商的API）将工业机器人（如六轴机械臂）与上位控制系统进行深度集成，实现人机协作（Cobots）的安全编程与任务调度。 第三部分：过程控制优化与先进控制策略 本部分超越了传统的PID控制，迈向更具适应性和预测性的先进控制方法。 1. PID参数的在线自整定与鲁棒性设计： 系统分析了Ziegler-Nichols法、皮尔逊法等经典整定方法的局限性。重点介绍基于模型参考自适应控制（MRAC）和模糊逻辑的自整定算法，确保控制器在系统参数发生变化（如负载变化、管道堵塞）时仍能保持优良的控制性能。 2. 模型预测控制（MPC）的原理与实施： MPC是实现高阶、多变量耦合系统优化的核心技术。本书用直观的语言解释了滚动时域优化、约束处理和模型建立的过程，并提供了在具体化工或冶金过程中的简化案例，展示如何利用MPC来优化能源消耗和产品质量的平衡。 3. 人机交互（HMI/SCADA）的高效设计规范： 强调了界面设计应遵循“关键信息优先，操作流程简洁”的原则。内容包括报警管理的设计标准（ISA 18.2）、趋势图表的有效利用，以及如何构建一个支持远程访问和移动端监控的现代化SCADA架构。 第四部分：系统集成与故障诊断的工程实践 这是本书的实践高潮，聚焦于“系统集成”和“快速恢复”的能力培养。 1. 自动化系统的项目生命周期管理： 从需求分析、设计规范（EDS/GSD文件管理）、硬件选型、软件架构设计（模块化编程）到最终的工厂验收测试（FAT/SAT），提供了一套严谨的项目管理流程。 2. 基于信息学的故障诊断方法论： 系统性地介绍了故障诊断的层次结构： 状态监测（Condition Monitoring）： 利用振动分析、电流特征分析等技术，实现故障的早期预警。 基于模型的故障定位： 建立系统的数学或逻辑模型，通过输入/输出信号的偏差，快速锁定故障模块。 数据驱动的诊断： 介绍如何利用历史运行数据训练机器学习模型（如支持向量机、神经网络），实现对偶发性、间歇性故障的自动识别。 3. 网络安全在工业控制系统（ICS）中的防护策略： 针对日益严峻的网络威胁，本书详细阐述了ISA/IEC 62443标准框架下的安全措施，包括网络分段（DMZ隔离）、访问控制列表（ACL）的配置，以及对关键控制指令的加密与认证机制的实施。 适用对象 本书面向具有一定电气或自动化基础的工程技术人员、高校自动化及机电一体化专业的高年级学生和研究生。尤其适合致力于成为系统集成工程师、高级调试工程师以及从事复杂设备研发与维护的专业人士。通过本书的学习，读者将能够从“操作者”转变为“架构师”，具备独立设计、实施和维护高复杂度自动化系统的核心能力。
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目录信息
出版说明前言绪论第1章 常用低压电器 1.1 低压电器的基本知识 1.2 开关电器 1.3 接触器 1.4 继电器 1.5 熔断器 1.6 主令电器 1.7 技能训练 小结 习题第2章 电气控制电路的基本控制环节 2.1 电气控制系统图的基本知识 2.2 三相笼型异步电动机全压起动控制电路 2.3 三相笼型异步电动机减压起动控制 2.4 三相绕线式异步电动机起动控制 2.5 感应式双速异步电动机变速控制电路 2.6 三相异步电动机电气制动控制 2.7 直流电动机控制 2.8 技能训练 小结 习题第3章 机床电气控制系统 3.1 电气控制系统分析基础 3.2 M7120型平面磨床的电气控制 3.3 Z3040型摇臂钻床的电气控制 3.4 X62w型万能铣床的电气控制 3.5 T68型卧式镗床的电气控制 3.6 机床电气控制系统故障分析 3.7 技能训练 小结 习题第4章 桥式起重机电气控制 4.1 概述 4.2 起重机电动机的工作状态 4.3 凸轮控制器控制原理 4.4 主令控制器工作原理 4.5 15/3t(重级)桥式起重机电气控制电路 小结 习题第5章 FX系列PLC的基本原理 5.1 PLC概述 5.2 PLC的工作原理 5.3 PLC的组成 5.4 PLC的性能指标 小结 习题第6章 基本逻辑指令与编程 6.1 基本逻辑指令 6.2 编程的基本规则和技巧 6.3 基本逻辑指令应用实例 6.4 技能训练 小结 习题第7章 步进指令 7.1 状态转移图 7.2 步进指令和步进梯形图 7.3 状态转移图的主要类型 7.4 步进指令的应用 7.5 技能训练 小结 习题第8章 功能指令 8.1 功能指令的基本知识 8.2 程序流控制(FNC00～FNC09) 8.3 比较和传送指令(FNC10～FNCl9) 8.4 算术与逻辑运算指令(FNC20～FNC29) 8.5 循环与移位指令(FNC30～FNC39) 8.6 数据处理指令(FNC40～FNC49) 8.7 高速处理指令(FNC50～FNC59) 8.8 方便功能指令 8.9 技能训练 小结 习题第9章 PLC的应用 9.1 PLC控制系统设计概述 9.2 PLC的硬件设计 9.3 PLC的软件设计 9.4 PLC在机床控制中的应用 9.5 PLC在机械手中的应用 9.6 PLC在电梯控制中的应用 9.7 技能训练 小结 习题第10章 FX-20P-E编程器的使用 10.1 FX-20P-E编程器概述 10.2 编程器的使用 10.3 技能训练 习题第11章 PLC编程软件的使用 11.1 系统配置 11.2 编程软件 11.3 技能训练 习题第12章 PLC的特殊功能模块 12.1 模拟量控制模块 12.2 其他模块 习题第13章 PLC的通信与网络 13.1 PLC与计算机通信 13.2 PLC网络 习题附录 常用特殊辅助继电器功能编号一览表参考文献
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