西门子S7-300/400 PLC应用案例解析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:刘美俊

出品人:

页数:353

译者:

出版时间:2009-5

价格:45.00元

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isbn号码:9787121083334

丛书系列:

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工业自动化领域经典教材：现代控制系统设计与实践 内容提要 本书聚焦于现代工业自动化领域的核心技术——可编程逻辑控制器（PLC）的深入应用与系统设计。不同于侧重特定品牌硬件的详尽手册，本书旨在构建一套完整、跨平台的自动化系统设计理论框架与实践方法论。全书围绕“系统思维、高效实现、可靠运行”三大主线展开，深入剖析了从需求分析、硬件选型、软件架构到现场调试的全过程。读者将获得扎实的控制理论基础，并掌握如何利用先进的自动化技术解决复杂的工业过程控制难题。 --- 第一部分：自动化系统基础理论与设计哲学 本部分为后续高级应用的理论基石，强调从工程实践角度理解控制系统的本质需求。 第一章：工业控制系统概述与发展趋势 系统性地梳理了工业控制系统的演变历程，从继电器逻辑到分布式控制系统（DCS）的跨越。重点阐述了当前工业4.0背景下，物联网（IIoT）、边缘计算与云平台对传统自动化架构带来的深刻变革。详细分析了开放式通信协议（如OPC UA、MQTT）在提升系统互操作性中的关键作用，并探讨了信息物理系统（CPS）的设计理念在现代工厂中的体现。 第二章：控制理论在工程中的应用深化 超越基础的PID控制，本章深入探讨了先进控制策略的工程实现。内容包括： 1. 前馈与反馈结合控制： 针对具有明显滞后的过程，设计最优的前馈补偿环节，以加速系统响应并提高控制精度。 2. 状态空间法与现代控制理论简介： 介绍如何利用系统动态模型进行控制器设计，特别适用于多变量耦合系统的解耦控制。 3. 模糊逻辑与专家系统在控制中的初步应用： 探讨如何将专家的经验知识转化为可执行的控制规则，以应对非线性或难以精确建模的工况。 第三章：工业网络通信与数据集成标准 现代自动化系统高度依赖可靠、高速的通信网络。本章详细解析了主流工业以太网协议（如Profinet、EtherNet/IP）的帧结构、实时性保证机制和网络拓扑设计原则。重点讲解了如何构建健壮的现场总线网络，包括总线负载计算、干扰抑制技术以及在复杂电磁环境下确保数据完整性的具体措施。此外，还涉及网络安全基础，如端口隔离、访问控制列表（ACL）在I/O层面的应用。 --- 第二部分：高效的自动化软件工程与架构 本部分侧重于软件设计的规范性、模块化和可维护性，这是构建大型、复杂控制系统的关键能力。 第四章：结构化程序设计与模块化开发规范 强调软件工程原则在PLC编程中的应用。详细介绍了功能块（Function Block, FB）的复用策略，如何设计高内聚、低耦合的程序结构。内容涵盖： 1. 统一的命名约定与注释标准： 确保多人协作项目的代码一致性和可读性。 2. 状态机（State Machine）设计模式： 使用标准化的结构（如SFC或基于结构的文本描述）来精确控制复杂的顺序操作和故障恢复流程。 3. 数据结构与类型定义： 如何利用用户自定义数据类型（UDT）来有效管理复杂的设备数据和报警信息。 第五章：人机交互界面（HMI）的高效设计 优秀的HMI设计直接影响操作员的效率和安全性。本章不局限于特定软件的操作，而是聚焦于设计原则： 1. 信息层级与可视化原则： 如何遵循“三屏原则”（概览、详细、诊断）组织信息显示。 2. 报警管理系统设计： 讲解报警的优先级划分、去抖动处理、历史记录存储与追溯机制，确保关键事件不被遗漏。 3. 趋势分析与数据记录（Data Logging）： 设计高效的配方管理和历史数据采集方案，满足过程优化和合规性要求。 第六章：安全集成与冗余系统实现 探讨如何构建高可靠性和高可用性的控制平台。内容包括： 1. 硬件冗余架构分析： 对CPU、电源、I/O模块的单点故障分析（SPOF）及对应的热备份、冷备份方案的优缺点比较。 2. 通信冗余与切换机制： 实际案例展示如何配置冗余通信链路，并确保在主链路故障时，切换过程对生产过程的影响降至最低。 3. 功能安全（Functional Safety）概念入门： 介绍IEC 61508/61511标准的基本概念，以及安全仪表系统（SIS）与基本过程控制系统（BPCS）的隔离要求。 --- 第三部分：过程控制实例与疑难排查 本部分提供一系列具有代表性的工程案例，着重于系统集成、性能优化和故障排除的实战技巧。 第七章：典型过程控制单元的优化实现 选取化工、机械、包装等行业中常见的复杂控制回路进行深入剖析： 1. 高精度定位与运动控制的同步： 探讨如何协调多轴运动，实现平滑的轨迹跟踪和刚性连接。 2. 批次过程控制（Batch Control）： 采用ISA-88模型，构建可灵活配置的配方执行系统，实现不同产品间的快速切换。 3. 热力学过程的温度控制： 针对加热炉、反应釜等过程的延迟和非线性特点，应用Smith预估控制器或增量PID策略进行性能提升。 第八章：现场调试、性能评估与故障诊断 强调从“黑盒”到“白盒”的诊断过程。 1. 系统集成测试（SIT）与工厂验收测试（FAT）规范： 详细说明在不同阶段应执行的测试用例，确保软硬件接口的正确性。 2. 性能指标量化： 如何利用时间响应曲线、超调量、稳态误差等指标，科学评估控制系统的实际性能是否达标。 3. 系统级故障追踪方法论： 介绍基于时间戳、日志分析和跨系统诊断工具的综合故障排查流程，特别是在网络延迟或I/O卡件间歇性失效时的定位技巧。 第九章：数据驱动的维护与预测性分析 展望未来自动化系统的趋势。介绍如何利用历史操作数据和故障记录，构建简单的预测性维护模型。探讨传感器数据采集的质量控制（QA/QC），以及如何区分“噪声”与“早期故障信号”，从而将反应式维护转变为预测性维护。 --- 本书特色 本书的价值在于提供一套通用且可迁移的工程思维框架。它侧重于“为什么这样做”，而非仅仅“如何点击”。通过对控制理论、软件工程和网络通信的融合阐述，本书旨在培养具备系统架构能力和解决复杂工程问题的复合型自动化工程师。全书案例均来源于实际工业环境的抽象和提炼，具有极强的工程指导意义。

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这本书绝对是PLC爱好者的福音！当我刚开始接触S7-300/400系列PLC时，感觉像是进入了一个庞大而复杂的迷宫，各种指令、硬件配置、通讯协议，看得我眼花缭乱。网上零散的资料看了不少，但总感觉缺乏系统性，很多时候即使明白了某个概念，也不知道如何在实际项目中应用。就在我快要失去信心的时候，偶然发现了这本书。这本书最让我印象深刻的是它的“案例解析”的定位。它不是那种干巴巴地罗列指令和功能的说明书，而是通过一个个真实的项目案例，生动地展示了S7-300/400 PLC在不同工业场景下的应用。从简单的逻辑控制，到复杂的运动控制、PID调节，再到网络通讯和HMI集成，这本书几乎涵盖了所有我能想到的实际应用场景。作者在讲解每一个案例时，都非常细致，从项目背景、需求分析，到硬件选型、程序设计，再到调试和优化，都进行了深入浅出的剖析。我尤其喜欢它对梯形图、SCL等编程语言的实际运用讲解，让我不再是死记硬背指令，而是真正理解了它们是如何在实际工程中发挥作用的。这本书真的让我感觉像是有一个经验丰富的老师在我身边手把手地教我，让我少走了很多弯路。

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这本书简直是我近期在PLC学习上遇到的最棒的资源！我之前接触过一些S7-300/400的资料，但总觉得它们要么过于晦涩难懂，要么缺乏实际操作指导，让人难以将理论知识转化为实践。这本书的出现，彻底改变了我的看法。它最大的亮点在于其“应用案例解析”的定位。作者并没有照搬官方手册，而是从工业生产的实际需求出发，精心挑选了一系列具有代表性的应用案例。从简单的开关量控制，到复杂的模拟量调节，再到各种高级功能的应用，这本书几乎涵盖了S7-300/400 PLC在各个行业中的常见应用。我尤其喜欢它对每一个案例的讲解方式：首先介绍项目背景和实现目标，然后深入剖析PLC硬件的选型和配置，接着详细阐述程序的设计思路和编程实现，最后还会涉及调试和优化过程中的关键点。书中对于程序代码的讲解非常到位，无论是梯形图还是SCL，都能让你清晰地理解其逻辑。读完这本书，我感觉自己就像是跟随经验丰富的工程师一起完成了一个个真实的PLC项目，学到了非常宝贵的实战经验和解决问题的技巧，这对于提升我的PLC应用能力非常有帮助。

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对于我这样一个在工业自动化领域摸爬滚打多年的工程师来说，能够看到一本如此接地气的S7-300/400 PLC应用书籍，真的是一件令人兴奋的事情。市面上有很多PLC书籍，要么过于偏重理论，要么过于简单，都很难满足我们这些需要解决实际工程问题的工程师的需求。这本书的作者显然拥有丰富的实战经验，他选择的每一个案例都来自于真实的项目，并且对每一个案例的分析都非常透彻。他没有回避工程中可能出现的各种复杂情况和技术难点，而是将它们一一呈现在读者面前，并给出合理的解决方案。我尤其欣赏书中对于不同控制策略的对比和分析，以及对于程序优化和故障排除的指导。例如，在处理一个涉及到多台变频器联动控制的案例时，作者不仅给出了实现方案，还详细分析了不同通讯方式的优劣，以及如何确保控制的精度和稳定性。这本书的内容详实，逻辑清晰，语言生动，让我受益匪浅。它不仅巩固了我对S7-300/400 PLC的理解，更重要的是，它为我提供了解决实际工程问题的宝贵思路和经验。

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这本书真的超出我的预期！作为一名初学者，我对S7-300/400 PLC的很多概念都感到陌生和困惑，尤其是如何将理论知识转化为实际的工程应用。网上查找的资料碎片化严重，很难形成完整的知识体系。这本书的出现，简直就像黑暗中的一道光。它没有那种冗长的理论铺垫，而是直接切入核心——实战案例。每个案例都选得非常贴切，像是流水线上的物料分拣、化工行业的温度压力控制、甚至是楼宇自控中的空调系统集成。作者在讲解每个案例时，都非常细致，从项目背景、需求分析，到PLC硬件选型、软件编程（包括梯形图、SCL等）、再到最终的调试和优化，都进行了详尽的阐述。他会告诉你每个模块的功能，每个指令的含义，以及它们是如何协同工作的。我特别喜欢他对于不同通讯方式的介绍，比如MPI、PROFIBUS、PROFINET，并且给出了在实际项目中如何配置和应用的例子。这本书让我感觉像是直接进入了一个真实的PLC项目现场，跟着工程师一起学习和解决问题，这种沉浸式的学习体验是任何一本理论书籍都无法比拟的。

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说实话，我一开始抱着试一试的心态买这本书，毕竟市面上关于PLC的书籍多如牛毛，真正能打动我的并不多。但是，当我翻开这本书的第一页，就被它那种深入浅出的讲解方式吸引住了。作者显然对S7-300/400系列PLC有着非常扎实的理解，并且能够将复杂的概念用非常易懂的语言表达出来。书中列举的每一个案例都极具代表性，涵盖了从基础到高级的各种应用场景，比如工厂自动化中的传送带控制、液位控制系统，以及更复杂的机器人协同控制等。最关键的是，这本书不仅仅停留在理论层面，而是非常注重实际操作的指导。作者在讲解每个案例时，都会详细阐述其设计思路、编程逻辑以及关键的技术难点。他会告诉你为什么选择某种硬件配置，为什么采用某种编程方式，以及在实际调试中可能遇到的问题以及如何解决。这对于像我这样更偏向实践的读者来说，简直是无价之宝。通过阅读这些案例，我不仅学到了S7-300/400 PLC的具体应用方法，更重要的是，我学到了解决工程问题的思路和方法，这才是真正有价值的东西。

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