可编程控制器原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:275

译者:

出版时间:2009-3

价格:29.00元

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isbn号码:9787118062205

丛书系列:

图书标签:

• PLC
• 可编程控制器
• 工业控制
• 自动化
• 电气工程
• 原理
• 应用
• 编程
• 技术
• 单片机

好的，以下是一份关于《可编程控制器原理及应用》的图书简介，内容详实，不包含该书的具体内容，旨在介绍相关领域知识和该书可能涵盖的广泛主题。 工业自动化核心：现代控制系统的基石与实践指南 图书简介 在当今以数字化和智能化为驱动的工业4.0时代，自动化控制系统已成为现代制造业、能源、交通乃至基础设施领域不可或缺的核心技术。理解并掌握这些系统的运行机制，特别是作为其“大脑”的可编程逻辑控制器（PLC），对于工程技术人员和相关专业学生而言至关重要。本书旨在提供一个全面、深入且高度实用的知识框架，聚焦于工业控制领域的基础理论、核心技术以及前沿应用。 本书的编写理念是搭建理论与实践之间的坚实桥梁。我们深知，抽象的理论若脱离实际应用场景，难以转化为真正的工程能力。因此，全书结构设计旨在引导读者从最基本的电工学和电子技术基础出发，逐步深入到复杂的逻辑控制、数据处理和系统集成层面。 第一部分：工业控制系统的基础与硬件架构 本部分将为读者构建一个坚实的工业控制系统（ICS）概念基础。首先，我们将详细剖析工业自动化系统的组成要素，包括传感器、执行器、人机界面（HMI）以及核心控制器之间的交互关系。重点在于理解这些组件如何协同工作，以实现对物理过程的精确监测与控制。 随后，我们将进入对控制器硬件结构的深入剖析。现代工业控制系统依赖于高度可靠、专为恶劣工业环境设计的处理器单元。本部分将详细介绍控制器的基本架构，包括中央处理器（CPU）、存储器（程序存储器、数据存储器）、输入/输出（I/O）模块的类型（如数字量、模拟量、高速计数等）及其电气隔离和抗干扰设计。此外，对远程 I/O 站、分布式控制系统（DCS）中的控制器角色也将进行探讨，为理解更大规模的控制网络打下基础。 第二部分：控制逻辑与编程范式 控制系统的核心价值在于其软件——即控制逻辑的实现。本部分是全书的重中之重，专注于描述和实现控制算法。我们将系统地介绍国际标准 IEC 61131-3 定义的五种主流编程语言： 1. 梯形图（LD）： 作为最接近传统继电器逻辑的语言，重点讲解其布尔代数基础、触点和线圈的操作逻辑，以及如何通过复杂结构实现顺序控制。 2. 指令表（IL）： 分析汇编语言式的编程结构，适用于需要紧凑代码和高效执行的场景。 3. 结构化文本（ST）： 介绍类 Pascal 的高级描述语言，重点讲解循环（FOR, WHILE）、条件判断（IF-THEN-ELSE）以及函数和过程的构建，以实现复杂的算法控制。 4. 功能块图（FBD）： 探讨图形化编程的优势，如何使用标准功能块（如定时器、计数器、运算模块）来搭建数据流模型。 5. 顺序功能图（SFC）： 侧重于描述复杂的、多步骤的顺序控制流程，理解“步进（Step）”和“转换（Transition）”在实现生产工艺自动化中的关键作用。 此外，本部分还将详细阐述工业控制中常用的核心逻辑元素，例如各种类型的定时器（通电延时、断电延时、单稳态定时器）和计数器（加/减计数、预设值比较），并辅以大量实际案例分析，展示如何用不同语言实现同一控制任务。 第三部分：数据采集、通信与网络集成 现代工业控制不再是孤立的设备运行，而是高度互联的网络化系统。本部分将深入探讨如何实现数据的有效采集、处理和系统间的通信。 我们将系统地介绍模拟量信号的处理技术，包括信号调理、A/D和D/A转换的原理、线性化处理以及误差补偿方法。对于数据通信方面，我们将覆盖工业现场总线（Fieldbus）技术的核心概念，如 PROFIBUS、DeviceNet、CANopen 等，分析它们的帧结构、数据传输机制和实时性要求。 随着工业以太网的兴起，PROFINET、EtherNet/IP 等新一代通信协议的原理及其在分布式控制架构中的应用，也将是本部分的重点内容。同时，讲解如何通过OPC UA等标准协议实现控制系统与更高层级（如制造执行系统MES或企业资源规划ERP）之间的数据交换，体现信息物理系统（CPS）的构建思路。 第四部分：高级控制策略与系统诊断 在基础的顺序控制之上，工业生产往往需要更精细的调节和优化。本部分将介绍比例-积分-微分（PID）控制算法的详细原理，包括其数学模型、参数整定方法（如Ziegler-Nichols法、手册法），以及在存在纯滞后、惯性环节等复杂工况下的应用技巧。 此外，系统的可靠性和可维护性是工业现场关注的重中之重。我们将探讨故障诊断、在线监测和系统调试的技术。内容包括：如何利用程序结构实现自诊断功能，如何使用在线监视工具追踪变量变化，以及如何进行热备份和冗余配置以提高系统的容错能力。 第五部分：应用案例与未来展望 最后，本书将通过多个跨行业的综合应用案例，将前述的理论知识和编程技能融会贯通。案例将涵盖： 机床的运动控制接口： 探讨如何使用高速计数和定位功能实现精确的轴控制。 复杂的批次过程控制： 演示如何利用SFC和PID结合，管理锅炉、反应釜或混合罐的投料、反应和出料流程。 离散装配线自动化： 介绍传感器融合与逻辑排序在流水线上的应用。 展望未来，本书也将简要触及工业物联网（IIoT）、边缘计算在控制系统中的作用，以及安全控制系统（如安全PLC的应用标准）的发展趋势，为读者指明进一步学习的方向。 通过对这些核心内容的详尽阐述，本书旨在培养读者扎实的理论基础、熟练的编程技能以及系统集成能力，使他们能够胜任现代工业控制系统的设计、编程、调试与维护工作。

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