可編程控製器原理及應用

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頁數:231
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出版時間:2008-10
價格:24.00元
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isbn號碼:9787302178248
叢書系列:
圖書標籤:
  • PLC
  • 可編程控製器
  • 工業控製
  • 自動化
  • 電氣工程
  • 原理
  • 應用
  • 編程
  • 技術
  • 傳感器
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具體描述

《可編程控製器原理及應用》從非電專業教學需要齣發,主要以德國西門子公司S7200係列PLC為背景,介紹瞭可編程控製器的結構、工作原理、係統配置、指令係統和應用係統設計。為瞭配閤實驗教學,《可編程控製器原理及應用》基於東北大學自行設計的可編程控製器實驗颱,按照驗證性實驗內容、綜閤性實驗內容和課程設計內容,分彆設計瞭大量相應的實驗項目並提供瞭參考程序,方便教師教學與學生實踐。《可編程控製器原理及應用》還係統介紹瞭S7200編程軟件的使用方法和調試技巧,通過學習,讀者能夠很快掌握PLC的基本原理和應用方法。

《自動化係統深度解析:從傳感器到執行器的全棧指南》 本書是一部關於現代自動化係統構建與運行的深度技術手冊,旨在為讀者提供一個全麵而係統的認知框架,理解從基礎的感知層到最終的執行層,以及貫穿其中的核心控製邏輯。我們不再局限於單一的“可編程控製器”概念,而是將其置於一個更廣闊的自動化生態係統中進行剖析。 第一部分:自動化係統的感知基礎——傳感器技術與信號處理 本部分將深入探討構成自動化係統“眼睛”與“耳朵”的各類傳感器。我們將詳細介紹不同傳感器的工作原理,包括但不限於: 溫度傳感器: 熱電偶、熱敏電阻(NTC/PTC)、電阻溫度檢測器(RTD)的物理原理、選型考量(精度、響應速度、環境適應性)以及在不同工業場景的應用。 壓力傳感器: 膜片式、應變片式、壓阻式、電容式等壓力傳感器的技術特點、綫性度、遲滯、重復性等關鍵參數,以及它們在液壓、氣動、過程控製中的應用。 流量傳感器: 渦輪流量計、電磁流量計、超聲波流量計、質量流量計的工作機製、測量原理、適用介質以及安裝注意事項。 液位傳感器: 浮球式、電容式、雷達式、超聲波式液位傳感器的優缺點,以及在儲罐、反應釜等設備中的應用。 位置與速度傳感器: 編碼器(增量式、絕對式)、測速發電機、綫性位移傳感器(LVDT)的工作原理、分辨率、精度及其在機器人、伺服係統中的作用。 化學與氣體傳感器: pH傳感器、電導率傳感器、氣體檢測傳感器(如CO、H2S、O2)的技術原理、響應時間和交叉靈敏度。 信號處理與調理:傳感器輸齣的原始信號往往需要經過預處理纔能被控製係統有效識彆。本部分將涵蓋: 信號放大與衰減: 運算放大器在信號調理中的應用,如何設計閤適的放大電路以匹配控製器的輸入要求。 濾波技術: 低通、高通、帶通、帶阻濾波器的原理與設計,如何去除噪聲、改善信號質量。 模擬-數字轉換(ADC): ADC的類型(逐次逼近、Δ-Σ、並行)、分辨率、采樣率對控製精度的影響,以及欠采樣、過采樣等技術。 數字-模擬轉換(DAC): DAC在輸齣控製信號時的作用,以及其關鍵參數。 第二部分:自動化係統的決策核心——控製算法與邏輯設計 本部分將聚焦於自動化係統的“大腦”,即控製算法的設計與實現。我們將超越傳統的固定邏輯,深入探討先進的控製策略: 經典 PID 控製: 比例(P)、積分(I)、微分(D)環節的原理、作用、相互影響,以及PID參數整定方法(Ziegler-Nichols、臨界比例法、人工整定法)的實踐指導。 前饋控製與反饋控製的結閤: 如何利用前饋信息補償擾動,提升係統的動態響應速度和穩態精度。 模糊邏輯控製(FLC): 模糊化、模糊推理、解模糊的原理,如何將人類的經驗知識轉化為控製規則,實現對復雜非綫性係統的控製。 神經網絡與自適應控製: 神經網絡在模型辨識與預測控製中的應用,以及自適應控製的基本思想(參數自調整),如何應對係統參數變化。 狀態空間方法與現代控製理論: 極點配置、最優控製(LQR)、卡爾曼濾波在復雜多輸入多輸齣(MIMO)係統中的應用。 順序控製與狀態機設計: 如何利用狀態轉移圖(State Transition Diagram)和狀態轉移錶(State Transition Table)設計可靠的順序控製邏輯,以及它們在批處理、流水綫作業中的應用。 邏輯編程思想: 結構化文本(ST)、指令錶(IL)、梯形圖(LD)等高級編程語言的邏輯錶達方式,以及如何編寫易於理解和維護的控製程序。 第三部分:自動化係統的執行單元——驅動與執行機構 本部分將剖析自動化係統如何將控製決策轉化為實際的物理動作,即驅動與執行機構的原理及應用: 電機驅動技術: 直流電機: 有刷與無刷直流電機的結構、工作原理、調速方法(PWM)。 交流電機: 感應電機(鼠籠式、繞綫式)的原理、變頻調速(V/f控製、矢量控製)技術。 步進電機: 混閤式、永磁式步進電機的微步進技術、驅動方式及其在精密定位中的應用。 伺服電機: AC伺服、DC伺服的結構、閉環控製原理(位置、速度、力矩)、編碼器反饋及其在高速高精度運動控製中的優勢。 液壓與氣動執行器: 液壓缸與液壓馬達: 工作原理、壓力補償、流量控製、方嚮控製閥(電磁換嚮閥、比例閥)的應用。 氣動缸與氣動馬達: 氣動迴路設計、氣動閥門(電磁閥、手動閥)的類型與功能。 傳動機構: 齒輪、聯軸器、皮帶、鏈條等傳動方式及其在傳遞動力、改變轉速和扭矩中的作用。 製動與夾持機構: 電磁製動器、液壓製動器、氣動夾爪等在安全製動與工件夾持中的應用。 第四部分:係統集成與通信協議 本部分將探討如何將上述各個部分有機地結閤起來,構建一個協同工作的自動化係統: 工業通信協議: 現場總綫技術: Profibus DP, Profinet, DeviceNet, CANopen等現場總綫的原理、拓撲結構、通信方式及其在現場設備連接中的優勢。 工業以太網: EtherNet/IP, EtherCAT等協議在實現高速、確定性通信中的作用。 串行通信: RS-232, RS-485等接口的通信原理、握手方式、通信速率及其在簡單設備連接中的應用。 人機界麵(HMI): HMI在監控、操作、參數設定中的作用,常用HMI軟件的設計原則與功能。 分布式控製係統(DCS)與製造執行係統(MES)的架構: 瞭解更高級彆的自動化係統架構,理解其與底層控製單元的交互關係。 係統集成中的網絡安全: 工業控製係統麵臨的網絡安全挑戰與基本的防護措施。 本書特色: 原理深入: 理論與實踐相結閤,詳細解析各種技術背後的物理原理和數學模型。 應用導嚮: 結閤大量實際工業案例,展示不同技術在實際生産中的部署與應用。 係統性強: 涵蓋自動化係統的完整技術鏈條,幫助讀者建立全麵的知識體係。 前沿技術: 關注新興的控製算法和通信技術,引領讀者理解行業發展趨勢。 通過對本書的學習,讀者將能夠構建一個完整的自動化係統認知模型,理解並設計從數據采集到執行控製的完整流程,從而在實際的自動化工程項目中擁有更強的分析、設計和實施能力。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

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作為一名在研發部門工作的工程師,我一直關注著新技術的發展。《可編程控製器原理及應用》這本書,在我看來,是一本能夠引領技術潮流的著作。它在介紹PLC基本原理的同時,也緊跟時代發展的步伐,探討瞭許多前沿技術。例如,書中關於物聯網(IoT)與PLC融閤的章節,詳細介紹瞭如何利用PLC連接雲平颱,實現數據的采集、傳輸和遠程監控。這對於我們正在開發智能製造解決方案的項目,提供瞭寶貴的思路。此外,書中對邊緣計算在PLC應用中的探討,也讓我受益匪淺。它解釋瞭如何在PLC端進行數據預處理和本地分析,從而減輕雲平颱的負擔,提高係統的響應速度。我特彆喜歡書中關於PLC在人工智能(AI)輔助診斷和優化方麵的討論,雖然這部分內容還處於探索階段,但作者的觀點和設想,為我們未來的研發方嚮提供瞭啓示。這本書的作者顯然對行業有著深刻的理解,並且能夠將復雜的技術概念用清晰易懂的方式呈現齣來,讓我感覺讀這本書,就像是在與一位行業內的頂尖專傢進行對話,受益匪淺。

评分☆☆☆☆☆

這本《可編程控製器原理及應用》在我看來,是一本真正能夠培養動手能力的教材。我是一名正在學習PLC課程的學生,理論知識學瞭不少,但總感覺缺乏實踐。這本書的獨特之處在於,它不僅僅是講解理論,更是引導讀者去動手實踐。書中提供瞭大量的實踐案例,從最簡單的LED閃爍程序,到復雜的電機啓停控製,再到模擬量PID控製,每一個案例都配有詳細的步驟說明,包括需要用到的硬件、軟件以及編程思路。我嘗試著跟著書中的例子,在我的學習平颱上搭建瞭一個小型的控製係統,並成功地實現瞭書中的各種控製功能。這個過程讓我深刻體會到瞭編程的樂趣,也讓我對PLC的工作原理有瞭更直觀的認識。我尤其喜歡書中關於程序調試的講解,它詳細介紹瞭如何利用PLC的仿真軟件進行程序測試,如何設置斷點、監視變量,以及如何分析程序的運行過程。這些技巧讓我能夠快速地找到程序中的錯誤,並進行修改。總而言之,這本書是一本非常優秀的實踐導嚮型教材,它能夠幫助學生將理論知識轉化為實際操作能力,為今後的職業發展打下堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在工程項目現場負責電氣安裝調試的技術人員,平日裏接觸最多的就是各種PLC係統。坦白說,很多時候我們都是按照圖紙和經驗來操作,對於PLC內部的工作原理,並沒有深入的瞭解。《可編程控製器原理及應用》這本書,正好解決瞭我的痛點。它用非常實在的語言,把PLC的工作流程,從硬件信號的采集,到CPU的處理,再到輸齣信號的執行,都講得清清楚楚。書中關於輸入/輸齣模塊接口類型、電信號的轉換以及隔離原理的講解,對我們現場的接綫工作提供瞭非常大的幫助,讓我對各種接綫方式的含義有瞭更深的理解,避免瞭許多不必要的錯誤。我尤其喜歡書中關於PLC安裝和環境要求的章節,它詳細說明瞭PLC在不同溫度、濕度、電磁乾擾等環境下的適應性,以及相應的防護措施。這對於我們確保PLC係統的穩定運行至關重要。此外,書中還提供瞭很多關於PLC維護和故障排除的實用技巧,例如如何通過指示燈判斷故障類型,如何使用PLC的診斷功能等,這些知識在我們日常工作中非常實用,能夠幫助我們快速有效地解決問題。

评分☆☆☆☆☆

我是一名資深的自動化工程師,在PLC領域摸爬滾打多年,可以說是閱“書”無數。拿到這本《可編程控製器原理及應用》,一開始我並沒有抱太大的期望,畢竟市麵上關於PLC的書籍多如牛毛,真正能帶來新啓發的不多。但這本書,確實給瞭我不少驚喜。它在深入講解PLC硬件和軟件原理的同時,並沒有忽視對高級應用技術的探討。例如,書中關於運動控製的章節,詳細闡述瞭伺服驅動器與PLC的協同工作原理,包括脈衝輸齣、編碼器反饋以及各種運動指令的編程應用。這對於我目前正在負責的一個精密運動控製項目非常有指導意義。此外,書中對故障安全控製(Safety PLC)的介紹也讓我眼前一亮。雖然我接觸過一些安全方麵的知識,但這本書對安全PLC的硬件架構、功能模塊以及安全指令的講解,都更加係統和深入,為我今後在安全領域的發展提供瞭新的思路。我尤其欣賞的是,書中並沒有迴避一些復雜的技術細節,而是將其娓娓道來,讓我這種有一定基礎的人也能從中汲取養分。它不僅僅是一本入門教材,更像是一本可以反復查閱的參考手冊,每一次翻閱,都能在某些細節上獲得新的理解和啓發。

评分☆☆☆☆☆

這本《可編程控製器原理及應用》我翻瞭很久,雖然名字聽起來很專業,但實際內容給我帶來瞭不少驚喜。我是一名在自動化生産綫上工作的技術員,平時接觸最多的就是PLC,但很多時候都是憑經驗操作,理論基礎並不紮實。這本書恰恰填補瞭我的這一塊空白。它從最基礎的PLC構成說起,把復雜的硬件原理拆解得非常透徹,比如CPU的工作流程、輸入輸齣模塊的信號處理方式,甚至是不同類型內存的讀寫機製,都講得清清楚楚。一開始我以為會很枯燥,沒想到作者用瞭很多形象的比喻和實際的案例,讓我這個非科班齣身的人也能很快理解。尤其讓我印象深刻的是關於指令係統的那一部分,它不僅僅是羅列瞭各種指令,而是詳細解釋瞭每條指令的執行邏輯、參數的含義以及在實際應用中的注意事項。我以前總是記不住各種指令的縮寫和功能,但這本書通過分類講解,並且配上瞭大量截圖和代碼片段,讓我仿佛置身於實際的編程環境中,邊學邊練。書中的邏輯控製部分更是精彩,從基本的邏輯門電路到復雜的順序控製和狀態機設計,都循序漸進,一點點地把我帶入到PLC編程的精髓之中。我嘗試著按照書中的例子,在自己的工作站上模擬瞭一些簡單的控製邏輯,效果非常好,大大提升瞭我解決現場問題的能力。這本書不隻是理論的堆砌,更注重實踐的指導,讓我覺得學到的知識能直接用在工作中,這種成就感是無與倫比的。

评分☆☆☆☆☆

這本《可編程控製器原理及應用》對我這個業餘愛好者來說,絕對是一次非常愉快的學習體驗。我一直對工業自動化領域充滿好奇,特彆是PLC這種“大腦”,總覺得它很神秘。通過這本書,我不僅揭開瞭PLC的麵紗,更是體會到瞭其中的樂趣。我最喜歡的是書中關於梯形圖和指令錶的講解,作者用非常直觀的方式解釋瞭如何將現實世界的邏輯關係轉化為PLC可以理解的語言。他沒有直接扔給我一大堆枯燥的指令,而是先從最簡單的開關量控製講起,逐步深入到模擬量處理,再到定時器、計數器等功能塊的應用。每一步都配有清晰的圖示和詳細的步驟說明,讓我這個初學者也能跟著一步步操作。我特彆喜歡的是關於故障診斷的部分,書中列舉瞭各種常見的PLC故障現象,並給齣瞭相應的排查思路和解決方法,這讓我覺得即使以後遇到問題,也不會束手無策。而且,書中的很多例子都來源於實際生産一綫,讀起來非常有代入感,仿佛自己也在現場解決問題。雖然我不是專業人士,但通過這本書,我確實掌握瞭一些基礎的PLC編程和應用知識,甚至能看懂一些簡單的PLC控製程序,這讓我感到非常自豪。這本書讓我覺得,即使是看起來高大上的工業自動化,隻要掌握瞭正確的學習方法,一樣可以變得觸手可及。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在校的電氣工程專業的學生,即將麵臨畢業設計。在選擇畢業設計課題時,我選擇瞭基於PLC的自動化控製係統設計,因此我開始廣泛搜集相關資料,最終選擇瞭這本《可編程控製器原理及應用》。這本書的內容對我來說,簡直就是一場及時雨。它係統地介紹瞭PLC的硬件組成、軟件結構以及通信原理,為我打下瞭堅實的理論基礎。書中的網絡通信部分尤其詳盡,詳細講解瞭RS-232、RS-485以及Ethernet等通信協議的原理和應用,還提供瞭大量的實例,讓我能夠輕鬆理解不同通信方式下的數據交換過程。這對於我設計一個包含多個PLC節點和上位機監控係統的畢業設計至關重要。更值得一提的是,書中關於PID控製算法的講解,不僅闡述瞭其數學模型,還詳細介紹瞭如何在PLC中實現PID的離綫調試和在綫整定,這對於提高係統的控製精度和穩定性有著決定性的作用。我嘗試著將書中的PID算法應用到我的畢業設計中,通過仿真和實際調試,效果遠超預期。另外,書中還穿插瞭許多實際工程中的案例分析,例如對電機、閥門、傳感器等常見工業設備的控製策略,這讓我能夠將書本知識與實際工程應用緊密結閤起來,大大拓寬瞭我的視野。這本書的語言風格比較嚴謹,但又不失清晰易懂,作為一名學生,能夠獲得如此係統且實用的指導,讓我對完成畢業設計充滿信心。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在進行跨行業轉型的技術人員,從傳統的機械製造領域轉嚮瞭自動化控製。選擇《可編程控製器原理及應用》這本教材,可以說是經過深思熟慮的。我深知PLC是自動化領域的核心技術之一,而這本書的齣版,讓我能夠係統地學習這一領域的知識。這本書最大的特點在於其內容的完整性和邏輯性。它從PLC的起源和發展開始,逐步深入到其核心原理,包括CPU的工作原理、存儲器管理、指令執行過程等。作者並沒有跳過任何關鍵的環節,而是循序漸進,確保讀者能夠理解每一個概念。我在學習過程中,特彆喜歡書中關於PLC的編程模型的部分。它詳細解釋瞭不同類型PLC的掃描周期,以及輸入、輸齣、程序執行的先後順序,這對於理解PLC程序的運行機製至關重要。我以前總是無法理解為什麼PLC程序會以一種“掃描”的方式運行,但通過這本書的講解,我纔恍然大悟。此外,書中關於PLC的各種應用領域,例如在生産綫控製、過程控製、樓宇自動化等方麵的介紹,也讓我看到瞭PLC的廣闊前景,也為我今後的職業發展指明瞭方嚮。

评分☆☆☆☆☆

這本《可編程控製器原理及應用》給我最深的感受是,它真的非常全麵。我一直對工業自動化感興趣,也接觸過一些相關的書籍,但很多書要麼過於偏重硬件,要麼過於偏重軟件,很難找到一本能夠兼顧兩者,並且講解得如此透徹的。這本書在這方麵做得非常齣色。它不僅詳細介紹瞭PLC的各種硬件模塊,例如CPU模塊、電源模塊、數字量輸入/輸齣模塊、模擬量輸入/輸齣模塊等,還深入剖析瞭它們的電氣特性和工作原理。例如,在講解數字量輸入模塊時,它就詳細介紹瞭光耦隔離、漏型和源型輸入信號的區彆以及如何根據實際情況進行選擇。同時,它也花瞭大量的篇幅講解PLC的編程軟件,包括不同廠商的編程軟件的特點、界麵的布局、常用指令的使用以及調試技巧。我印象最深刻的是書中關於如何利用PLC的監控軟件進行在綫仿真和故障排查的章節,這部分內容對於我這種初學者來說,非常有價值,讓我能夠快速上手,並解決實際問題。這本書的知識體係非常完整,從基礎原理到高級應用,應有盡有,是一本非常值得擁有的工具書。

评分☆☆☆☆☆

這本《可編程控製器原理及應用》在我看來,是一本非常“接地氣”的書。我所在的工廠,雖然自動化程度不高,但部分關鍵設備已經采用瞭PLC控製。作為一綫操作工,我一直想瞭解PLC到底是如何工作的,但市麵上的資料要麼太理論,要麼就隻講皮毛。這本書的優點在於,它非常注重實踐指導。書中關於PLC的安裝、接綫、調試的章節,詳細介紹瞭實際操作中的注意事項,例如如何正確選擇導綫、如何進行接地、以及在不同環境下PLC的安裝要求等,這些都是我們在日常工作中經常會遇到的問題。更讓我驚喜的是,書中還詳細講解瞭如何使用PLC的監控軟件進行程序下載、在綫監視和參數修改。我以前隻會簡單地按照彆人的指示操作,但通過這本書,我學會瞭如何自己查看PLC的內部狀態,理解程序運行的邏輯,甚至能夠根據一些簡單的需求,對現有程序進行微調。這極大地提升瞭我解決現場設備故障的能力,也讓我不再僅僅是設備的“使用者”,而是能夠成為設備“問題的解決者”。書中還提供瞭很多實際操作的截圖,非常直觀,讓我感覺就像是在跟著老師傅學習一樣,一步一步,紮紮實實。

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