西门子S7-200系列PLC自学手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电出版社

作者:陈忠平

出品人:

页数:321

译者:

出版时间:2008-8

价格:36.00元

装帧:平装

isbn号码:9787115181411

丛书系列:

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• PLC
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现代自动化系统集成与工业物联网（IIoT）前沿技术深度解析 书籍简介 本书旨在为电气工程、自动化技术及相关领域的工程师、技术人员、高校师生提供一个全面、深入且紧跟行业发展脉搏的知识平台。它聚焦于当前工业4.0浪潮下，自动化系统集成所面临的核心挑战与前沿解决方案，特别是强调如何利用现代通信技术和数据处理能力，构建高效、智能、可维护的工业制造环境。 本书的编写严格遵循“理论与实践并重，趋势与应用结合”的原则，内容覆盖了从底层现场设备到顶层云端数据分析的完整技术链条，尤其侧重于当前制造业转型升级中至关重要的几个关键领域。 第一部分：新一代过程控制架构与先进算法 本部分详细剖析了传统分布式控制系统（DCS）向基于以太网/IP和OPC UA为核心的现代控制架构的演进路径。我们不再局限于传统的点对点或现场总线通信的局限性，而是深入探讨了TSN（时间敏感网络）在确保工业控制数据高确定性传输中的关键作用。 内容细致讲解了以下几个核心主题： 1. 高性能运动控制系统设计： 重点解析了基于EtherCAT等实时以太网协议的伺服驱动器同步控制技术。书中通过大量实际案例，展示了如何利用先进的控制算法（如模糊自适应控制、模型预测控制MPC）来优化高精度、高速度生产线上的动态响应和节能效果。特别对多轴联动插补、轨迹规划与误差补偿机制进行了详尽的数学建模与编程实现指导。 2. 安全集成与功能安全标准（IEC 61508/61511）： 系统阐述了功能安全生命周期管理，从风险分析（HAZOP, LOPA）到安全完整性等级（SIL）的确定。书中提供了多种安全PLC和安全模块在复杂联锁逻辑中的配置与验证方法，强调了系统故障诊断与快速去激活流程的设计规范，确保设备在极端条件下的安全停车。 3. 先进的过程控制（APC）应用： 深入探讨了多变量控制策略，如动态矩阵控制（DMC）和基于神经网络的软测量技术。本书提供了实际化工或冶金过程中的参数辨识方法，以及如何使用MATLAB/Simulink工具链设计并验证这些高级控制回路，以实现过程变量的更精细化控制和原料利用率的提升。 第二部分：工业物联网（IIoT）与数据驱动的智能制造 本部分是本书的重点和难点，它全面覆盖了从现场数据采集到云端大数据分析的完整技术栈，是实现工业4.0愿景的基石。 1. 工业通信协议的深度对比与选型： 除了传统的Modbus/PROFIBUS，本书详尽比较了OPC UA（作为跨平台数据交换标准）、MQTT（作为轻量级物联网数据传输协议）的架构差异、安全特性和适用场景。书中提供了如何在不同PLC平台和SCADA系统之间无缝集成OPC UA服务器与客户端的实践步骤。 2. 边缘计算（Edge Computing）在工厂中的部署： 详细介绍了边缘计算网关的角色和功能。内容涵盖了数据预处理、协议转换、本地数据存储与初步分析（如实时报警、阈值判断）。我们提供了基于Docker或Kubernetes在边缘设备上部署小型分析容器的实例，以减少对中心云平台的依赖，提高实时性。 3. 工业大数据架构与分析技术： 介绍了工业大数据湖（Data Lake）和数据仓库的设计原则。重点讲解了时间序列数据库（如InfluxDB）在存储海量传感器数据方面的优势。在数据分析层面，本书引入了机器学习在预测性维护（PdM）中的应用，包括振动信号的特征提取、基于深度学习的异常模式识别，以及模型部署到生产环境的流程（MLOps for OT）。 4. 网络安全（Cybersecurity）的纵深防御： 鉴于OT网络日益暴露于IT网络的风险，本书提供了基于ISA/IEC 62443标准的网络安全实施指南。内容包括：网络分区（Zone & Conduit）的设计、零信任原则在工业控制系统中的应用、安全事件监测（IDS/IPS）在现场网络层的部署，以及加密通信（VPN/TLS）在远程访问中的最佳实践。 第三部分：人机交互（HMI）的进化与数字孪生（Digital Twin）的构建 本部分关注如何提升操作人员的效率和决策质量，并引入数字孪生这一颠覆性技术。 1. 下一代HMI设计原则： 探讨了认知负荷理论在HMI设计中的应用，如何通过色彩、布局和信息层级设计，使操作员在紧急情况下快速定位问题。书中对比了传统SCADA界面与现代基于Web技术（HTML5/JavaScript）的HMI框架的优劣，并提供了数据可视化库的集成示例。 2. 数字孪生模型的构建与应用： 详细介绍了如何结合CAD/CAE数据与实时运行数据，构建工厂设备或生产线的虚拟模型。内容涵盖了物理模型（基于有限元分析）与数据驱动模型（基于AI）的融合技术。读者将学习如何利用孪生模型进行“What-If”场景模拟、操作员培训和生产线优化前的仿真验证。 本书特点 本书的理论深度足以支持学术研究，其实践指导性强，适合一线工程师直接应用于项目。全书的案例均取材于现代高复杂度、高集成度的自动化项目，涉及的软件工具链包括主流的工程组态软件、工业网络分析工具以及开源的工业数据科学平台。它是一本面向未来工厂和智能运维体系的必备参考书。

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说实话，我之前尝试过几本市面上的PLC入门书籍，但读完后总感觉像是学会了“语法”却不知道如何“造句”。这本书最大的突破在于，它将S7-200的编程逻辑与实际的工业流程控制紧密结合起来，构建了一种“项目驱动式”的学习路径。它没有按照指令集的顺序进行平铺直叙的介绍，而是围绕几个核心的自动化应用，比如皮带输送系统、简易的温度PID控制回路，逐步深入到数据块（DB）的使用和子程序的封装。这种结构的好处是，读者在学习新指令的同时，立刻就能看到这个指令在整个控制逻辑中扮演的角色。我特别喜欢它对“模块化编程”思想的强调，即便S7-200的内存有限，它依然教会我们如何通过合理的程序结构来提高代码的可读性和可维护性。对于我这种习惯了面向对象思维的工程师来说，这种自上而下的设计思路，比那种零散的指令罗列要高效得多。它真正教会你的是如何“思考”一个自动化问题，而不是简单地“复制”别人的程序代码。

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这本书的排版和印刷质量简直让人眼前一亮，装帧结实耐用，即便是经常翻阅，内页也不会轻易松散开来。拿在手里很有分量感，这不光是纸张厚实的原因，更在于内容的充实。我最欣赏的是它对基础概念的梳理，初学者常常在I/O地址分配、定时器和计数器的应用逻辑上感到困惑，但这本书的处理方式非常巧妙。它没有直接抛出晦涩的专业术语，而是通过大量实际工厂场景的模拟案例，将抽象的编程指令具象化。比如，讲解“中断服务程序”时，它并非仅仅罗列了指令集的用法，而是用一个“紧急停机按钮”的响应速度要求来引入，让读者立刻明白为什么需要中断，以及中断程序应该如何编写才能确保实时性。这样的教学方法，极大地降低了入门的心理门槛。而且，书中配图精良，特别是对硬件连接和接线图的绘制，清晰到可以直接拿去车间对照操作，避免了新手在接线时因看错接点而导致的短路风险。总而言之，从拿到书的那一刻起，我就感觉到这是一本真正为工程师着想的实用工具书，而非故作高深的理论堆砌。

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我是一个对软件工具链有较高要求的人，因此，对于编程软件STEP 7 Micro/WIN的使用技巧，我非常关注。这本书在这方面的深度挖掘令人满意。它不仅仅是简单地告诉你菜单栏里有哪些按钮，而是深入讲解了如何利用软件本身的特性来优化你的开发效率。比如，如何高效地使用“交叉引用表”来追踪变量的生命周期，如何利用“在线诊断工具”进行实时的波形监控，而不是仅仅依赖于简单的断点调试。其中有一章专门讨论了如何优化程序扫描时间，这一点对于资源受限的S7-200来说至关重要。作者通过具体的程序片段对比，直观地展示了不同扫描周期的程序结构对整体运行效率的影响。这使得我能够从“能跑就行”的初级阶段，迈向“高效稳定运行”的专业阶段。这种对工具和效率的重视，体现了作者深厚的实战经验，让这本书的价值远远超出了单一的PLC技术范畴。

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与其他强调特定功能模块的参考书不同，这本书在系统集成和未来扩展性方面提供了前瞻性的指导。S7-200虽然是经典系列，但在很多小型自动化系统中仍有应用，但如何让它与上位机或更高层级的PLC进行通信，往往是学习者下一步的瓶颈。本书的后半部分专门辟出章节，详尽讲解了通过PPI协议与人机界面（HMI）进行数据交换的完整流程，包括数据类型的匹配、报文的构建以及关键的地址映射技巧。更难得的是，它还涉及到一些老旧但依然在用的MODBUS RTU通信的配置方法，这些知识点在很多新版手册中已经被边缘化了。通过这些章节的学习，我不仅掌握了S7-200本身，更重要的是，我理解了如何在一个完整的自动化系统架构中，让这个控制器有效地与其他设备“对话”。这为我未来在维护老旧设备或进行系统升级改造时，提供了坚实的理论和实践基础，这本书的视野足够开阔。

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这本书的语言风格极其务实和接地气，完全没有那种学术著作的架子。作者的文字就像是一位经验丰富的老技师在手把手指导你，那种亲切感是很多官方文档或翻译过来的教材所不具备的。例如，在讲解模拟量输入/输出（AI/AO）的处理时，它没有止步于讲解如何使用`NORM_X`和`SCALE`指令，而是非常坦诚地指出了S7-200系列在处理高精度浮点数运算时的局限性，并提供了一些通过定点数运算进行逼近的“土办法”。这种对实际设备局限性的剖析和应对策略，是教科书里绝对找不到的“内幕消息”。此外，书中对于常见故障代码的解析部分，也做得非常到位。它不仅列出了错误码的含义，更重要的是，它分析了在S7-200的特定架构下，哪些硬件或软件配置最容易导致这些错误，以及最快速的排查步骤。这种“防坑指南”式的编写，让我在实际项目中少走了很多弯路，极大地提升了故障排除的效率。

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