PLC运动控制技术应用设计与实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业

作者:李全利 编

出品人:

页数:235

译者:

出版时间:2010-1

价格:27.00元

装帧:

isbn号码:9787111278160

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工业自动化领域的跨界探索：从传统控制到智能制造的转型之路 ——基于现代电力电子、嵌入式系统与物联网技术的系统级应用设计与前沿实践 本书简介 本书并非聚焦于特定品牌的PLC硬件编程或离散控制逻辑的堆砌，而是旨在为读者构建一个宏大而坚实的工业自动化知识体系框架。它深入探讨了在当前“工业4.0”和智能制造浪潮下，如何利用前沿技术融合创新，实现传统自动化系统向更高阶、更柔性、更智能的生产模式的跨越。 本书的核心竞争力在于其跨学科的整合视角，它将目光投向了决定未来工厂核心竞争力的三大关键领域：高性能电力电子驱动技术、基于实时操作系统的嵌入式控制平台构建，以及工业物联网（IIoT）的集成应用。 第一部分：驱动系统的革新——从变频器到伺服驱动链的精细化控制 本部分彻底摆脱了对传统PLC指令集（如梯形图或结构化文本）的依赖，转而关注运动控制的物理实现基础——高性能电机驱动器和功率电子器件的集成设计。 1.1 功率器件的极限与拓扑结构优化： 详细剖析了SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）等第三代半导体材料在驱动电路中的应用，探讨了它们如何显著提高开关频率、降低功耗并减小驱动器体积。我们将深入研究多电平变频器（如T型、飞跨点多电平）的调制策略，而非简单介绍变频器面板操作。内容涵盖： 矢量控制（FOC）的高级算法： 阐述磁场定向控制（Field-Oriented Control）的数学原理、参数辨识的鲁棒性设计，以及如何利用数字信号处理器（DSP）实现次微秒级的电流环控制。 新型永磁同步电机（PMSM）的驱动挑战： 讨论高转矩密度电机在高速运行时可能出现的谐波问题、反电动势估计的复杂性，以及如何通过在线自整定算法保证控制性能。 1.2 伺服系统的闭环优化与振动抑制： 强调了在高速、高精度运动场景中，不仅仅是位置环的控制，而是整个驱动链的动态响应优化。本书将介绍先进的共振抑制技术，例如基于状态空间模型的滤波器设计、脉冲前馈控制，以及如何利用驱动器内置的诊断功能预测机械磨损和负载变化。 第二部分：嵌入式实时系统的构建与软硬件协同设计 本书认为，未来的高级运动控制将越来越多地由高性能、确定性的软硬件协同平台承载，而非仅仅依赖传统PLC的封闭架构。本部分聚焦于构建这样的软实时控制内核。 2.1 实时操作系统（RTOS）的选择与定制： 对比分析了FreeRTOS、QNX、VxWorks等主流RTOS的调度机制、中断延迟特性及内存管理策略。重点在于如何根据控制任务的周期性要求（如100Hz的位置环、1kHz的电流环），对内核进行裁剪和优化，以保证毫秒级乃至微秒级的确定性响应。 2.2 嵌入式系统中的通信骨干网： 讨论了超越传统现场总线的现代高速工业通信协议。我们不讨论EtherNet/IP或Profibus DP的编程，而是深入研究EtherCAT（以太网控制自动化技术）主站栈的实现原理。内容包括： 分布式时钟（DC）同步机制： 如何利用DC模式在纳秒级别上同步网络中所有从站的执行时间，这是实现分布式运动控制同步的基础。 基于FPGA/SoC的硬件加速： 探讨如何利用现场可编程门阵列（FPGA）加速报文处理和I/O扫描，以卸载主CPU的实时负担。 2.3 人机交互与数据可视化（HMI的演进）： 关注如何将控制系统与高级数据处理和显示技术无缝结合。探讨基于Web技术（如Node.js, WebSocket）的轻量级HMI设计，以及如何在嵌入式Linux环境中实现图形加速和远程诊断接口的安全性。 第三部分：工业物联网（IIoT）与数据驱动的预测性维护 本书将自动化系统视为一个复杂的、联网的数据采集节点。第三部分关注如何将这些实时控制数据安全、有效地上传至云端或边缘计算平台，并转化为可操作的智能洞察。 3.1 边缘计算与数据预处理： 探讨在控制器级别而非云端进行数据清洗和特征提取的必要性。内容包括： OPC UA（开放平台通信统一架构）的安全集成： 如何在资源受限的嵌入式设备上安全部署OPC UA服务器，实现跨企业异构系统间的数据互操作性。 时间序列数据库（TSDB）的本地存储策略： 针对高频传感器数据（如振动、温度、电流波形），研究InfluxDB或TimescaleDB在边缘网关上的部署和查询优化。 3.2 智能诊断模型的建立与部署： 本部分的核心在于利用采集到的历史和实时数据，构建超越传统阈值报警的智能模型。 基于深度学习的故障分类： 介绍如何利用LSTM（长短期记忆网络）或1D-CNN（一维卷积神经网络）对电机电流特征进行分析，以识别早期轴承退化或绕组绝缘缺陷。 数字孪生（Digital Twin）的构建基础： 探讨如何通过高保真度的物理模型（如Simulink/Adams耦合仿真）与实时反馈数据进行校准，创建设备的虚拟副本，用于实时性能验证和“假设分析”。 3.3 生产执行系统（MES）与控制层的双向集成： 讨论如何实现从生产计划到设备执行指令的无缝传递。重点在于信息流的语义化和上下文化，确保上层管理系统能够理解底层控制设备的状态和能力，实现柔性调度和资源优化配置。 --- 本书的读者对象 本书面向的是具备一定自动化基础知识（如了解基本的传感器原理、基本逻辑编程概念）的读者，特别适合以下群体： 1. 自动化系统集成商和高级工程师： 寻求从传统“硬编程”向“软实时系统设计”转型的技术人员。 2. 电气工程、自动化专业的研究生和博士生： 需要深入理解现代驱动技术与嵌入式控制内核的理论基础。 3. 设备制造商（OEMs）的研发团队： 致力于将新一代伺服驱动器、高性能控制器集成到新产品设计中的工程师。 通过本书的学习，读者将不再局限于单一厂商的封闭工具链，而是掌握了构建下一代、高集成度、高智能化的工业自动化解决方案所需的跨领域核心技术能力。

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我是一名对自动化技术充满热情的研究生，并且一直对 PLC 运动控制领域非常感兴趣。我正在寻找一本能够系统性地讲解 PLC 运动控制技术，并且包含丰富的实践案例的书籍。我希望这本书能够从基础理论入手，逐步深入到实际应用层面。我对书中关于伺服电机选型和参数设置的内容非常期待。如何根据负载特性，例如惯量、转速和扭矩，来选择合适的伺服电机和驱动器？如何进行伺服参数的整定，以获得最佳的控制性能？我希望书中能够提供详细的步骤和方法，甚至是相关的计算公式，以便我能够进行精确的计算和设计。此外，我也非常关注书中关于 PLC 运动控制指令的应用。例如，如何利用 PLC 的运动控制功能块来实现点位控制、速度控制、位置控制以及直线和圆弧插补？我希望书中能够提供一些清晰的程序示例，帮助我理解和掌握这些指令的使用。我还希望书中能够涉及一些关于运动控制系统调试和故障排除的技巧。在实际工作中，调试和故障排除是不可避免的环节，掌握有效的调试方法和经验对我来说非常重要。总而言之，我希望这本书能够成为我学习和掌握 PLC 运动控制技术的有力工具，帮助我解决实际研究和工作中的各种挑战，并不断提升我的专业技能。

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我之前也接触过一些关于 PLC 控制的书籍，但很多都停留在基础的开关量和模拟量控制层面，对于更复杂的运动控制内容涉及不多。这让我感到有些力不从心，因为在实际工作中，越来越多精密的自动化设备都需要用到运动控制技术。我特别想了解书中是如何处理多轴联动控制的，例如如何协调多台伺服电机同时运动，并实现复杂的空间轨迹。这涉及到运动方程的建立、插补算法的应用，以及如何通过 PLC 程序实现这些复杂的计算和控制。我希望书中能够提供一些关于 CNC 加工、机器人抓取和搬运等典型应用场景的详细设计步骤和程序示例。此外，对于安全方面，我也非常关心。在运动控制系统中，如何实现安全限位、紧急停止、以及防止过速和过载等安全功能，都是至关重要的。我希望书中能够有专门的章节来讲解这些安全设计原则和实现方法。关于运动控制的硬件选型，我也希望得到一些指导。例如，在选择伺服电机、减速机、编码器以及相关的传感器时，应该考虑哪些因素？如何根据负载特性、精度要求和成本效益进行合理的选型？如果书中能够提供一些选型工具或计算公式，那将非常有助于我的实践。我还对一些高级的运动控制概念感到好奇，比如模糊控制、神经网络控制在运动控制中的应用，以及如何利用视觉系统与 PLC 运动控制相结合，实现更智能化的自动化生产。如果书中能够对这些前沿技术有所涉及，那就更好了。总而言之，我期待这本书能够提供一套系统性的知识体系，帮助我从入门到精通，真正掌握 PLC 运动控制技术在实际设计与应用中的诀窍，解决我在工作中遇到的各种挑战。

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这本书的标题吸引了我，因为它直接点出了“应用设计与实践”这两个关键点。对于我来说，理论知识固然重要，但更重要的是如何将这些理论转化为实际可行的设计方案，并在实际项目中落地。我希望书中能够提供一些关于如何构建一个完整的运动控制系统的步骤，包括需求分析、方案设计、硬件选型、软件编程、系统调试以及后期的维护等。尤其是在方案设计阶段，我希望能够学习到如何根据具体的工艺要求，选择合适的控制策略和驱动方式，并进行详细的系统图绘制和参数计算。在软件编程方面，我希望书中不仅能介绍 PLC 的编程语言，例如 Ladder Diagram、Structured Text 等，更能提供一些高质量的运动控制功能块的使用方法和自定义编程技巧。例如，如何利用 PLC 的内置运动控制指令来实现直线插补、圆弧插补、以及多轴联动等功能。我还特别关注书中对编码器类型和接口的讲解，例如增量式编码器、绝对式编码器，以及他们的通信方式，如 SSI、BiSS 等。这些细节直接影响到运动控制的精度和稳定性。另外，我非常希望书中能够分享一些在实际项目中的经验和教训，例如在调试过程中遇到的一些常见问题，以及如何有效地解决它们。如果书中能够提供一些关于如何进行系统性能评估和优化的方法，例如如何测量系统的响应时间、精度和重复定位精度，并根据测量结果进行调整，那将非常有价值。总的来说，我希望这本书能够成为我解决实际工程问题的“宝典”，让我能够自信地应对各种 PLC 运动控制相关的项目。

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这本书的名字听起来就很有分量，我一直在寻找一本能够深入浅出地讲解 PLC 运动控制技术，并且能够结合实际应用进行设计的书籍。我希望它不仅仅是理论的堆砌，更能提供实实在在的实践指导。对于我这种正在系统学习 PLC 技术的工程师来说，一本好的教科书能够极大地缩短我从理论到实践的距离。我尤其关注书中是否能够清晰地阐述运动控制的原理，比如伺服电机的驱动方式、编码器的反馈机制、以及如何通过 PLC 程序实现平滑的运动轨迹控制。我想知道书中是否会涉及 PID 控制的原理及其在运动控制中的应用，以及如何根据具体的应用场景调整 PID 参数以获得最佳的控制效果。另外，我非常期待书中能够提供一些实际的案例分析，例如在自动化生产线上的应用，比如传送带的精确控制、机器人手臂的运动规划、以及包装机械的同步协调等等。这些具体的案例能够帮助我更好地理解抽象的理论知识，并从中学习到解决实际问题的思路和方法。我希望书中能够详细介绍不同品牌 PLC 在运动控制方面的特点和优势，例如西门子、三菱、AB 等，以及它们在运动控制模块的选型和配置方面的建议。如果书中能够包含一些关于运动控制系统调试和故障排除的技巧，那将是锦上添花，因为在实际工作中，调试和排除故障往往是耗时且具有挑战性的环节。我更希望这本书能够引导我思考如何进行运动控制系统的优化设计，例如如何提高系统的响应速度、降低能耗、以及提升系统的稳定性和可靠性。一本真正优秀的图书，应该能够激发读者的学习兴趣，并让他们在学习过程中获得成就感。我期待这本《PLC运动控制技术应用设计与实践》能够满足我的这些期望，成为我案头必备的参考书籍。

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在我的工作中，经常需要处理一些对运动精度要求极高的自动化设备，而 PLC 运动控制是实现这些精度的关键。我希望这本书能提供一些实用的设计思路和工程实践经验。我尤其关心书中对运动控制轴的配置和参数设置的讲解。例如，如何为不同的运动轴设置不同的运动模式，如点位控制、速度控制、位置控制？如何进行运动指令的编程，例如 PTP（点到点）运动、连续运动？我希望书中能够提供一些关于如何实现平滑的加减速曲线，以避免冲击和振动，提高运动的平稳性。同时，我也希望书中能够涉及一些关于编码器类型及其接口的详细介绍，比如增量编码器、绝对编码器，以及它们在运动控制中的作用和区别。还有，关于伺服驱动器的选型和参数设置，我也是非常关注的。如何根据伺服电机的功率、转速和扭矩需求来选择合适的伺服驱动器？如何进行伺服参数的整定，以实现最佳的控制性能？如果书中能够提供一些关于运动控制系统调试和故障排除的实用技巧，那将是极大的帮助，因为在实际工作中，调试和故障排除是不可避免的环节。我希望这本书能够帮助我从理论到实践，掌握 PLC 运动控制的核心技术，并能够独立完成各种复杂的运动控制系统的设计和实施。我对这本书的出版充满了期待，相信它会成为我工作中的得力助手。

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我是一名在自动化行业工作的工程师，长期以来一直关注 PLC 运动控制技术的发展。我一直在寻找一本能够深入浅出地讲解 PLC 运动控制技术，并且能够提供丰富实践案例的书籍。我希望这本书能够系统地介绍运动控制系统的组成部分，例如 PLC、伺服驱动器、伺服电机、编码器以及相关的传感器和执行器。我对书中关于伺服电机选型和参数设置的内容尤为期待。如何根据具体的应用场景，选择最合适的伺服电机和驱动器？如何进行伺服参数的优化，以获得最佳的运动控制效果？我希望书中能够提供详细的步骤和方法，甚至是相关的计算公式，以便我能够进行精确的计算和设计。此外，我也非常关注书中关于 PLC 运动控制指令的应用。例如，如何利用 PLC 的运动控制功能块来实现点位控制、速度控制、位置控制以及直线和圆弧插补？我希望书中能够提供一些清晰的程序示例，帮助我理解和掌握这些指令的使用。我还希望书中能够涉及一些关于运动控制系统调试和故障排除的技巧。在实际工作中，调试和故障排除是不可避免的环节，掌握有效的调试方法和经验对我来说非常重要。总而言之，我希望这本书能够成为我学习和掌握 PLC 运动控制技术的有力工具，帮助我解决实际工作中的各种挑战，并不断提升我的专业技能。

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随着自动化技术的不断发展，PLC 运动控制在现代制造业中的地位越来越重要。我一直在寻找一本能够系统性地讲解 PLC 运动控制技术的书籍，并且能够将理论与实践紧密结合。我希望这本书能够深入地阐述运动控制系统的基本原理，例如伺服系统的构成、工作方式以及反馈机制。我对书中关于如何利用 PLC 的运动控制指令来实现直线插补、圆弧插补以及多轴联动控制的内容特别感兴趣。我希望能够学习到如何根据具体的工艺要求，设计出高效、精准的运动轨迹。此外，书中关于伺服电机和驱动器的选型以及参数配置的讲解也是我非常期待的。如何根据负载特性、精度要求以及成本效益来选择合适的伺服电机和驱动器？如何进行伺服参数的整定，以获得最佳的控制效果？如果书中能够提供一些实际的案例分析，例如在包装机械、印刷设备、或者自动化生产线上的应用，那将非常有帮助。这些案例能够帮助我更好地理解抽象的理论知识，并从中学习到解决实际问题的思路和方法。我希望这本书能够成为我进行 PLC 运动控制系统设计和实施的可靠指南，帮助我提升专业技能，应对实际工作中的各种挑战。

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这本书的标题非常吸引我，因为它直接点出了“应用设计与实践”这两个关键点。我一直在寻找一本能够将 PLC 运动控制的理论知识与实际工程应用相结合的书籍。我希望书中能够详细讲解运动控制系统的基本原理，例如伺服电机的驱动原理、编码器的反馈机制以及 PLC 如何通过这些反馈实现精确的位置和速度控制。我对书中关于如何进行运动控制系统设计的步骤和方法特别感兴趣。如何根据具体的工艺要求，进行运动控制方案的设计？如何选择合适的 PLC 运动控制模块、伺服驱动器和伺服电机？我希望书中能够提供一些实际的设计案例，例如在自动化生产线上的应用，如传送带的同步控制、机器人手臂的运动规划等。此外，我也希望书中能够提供一些关于运动控制程序编程的技巧和实例。例如，如何利用 PLC 的运动控制指令来实现平滑的加减速、直线和圆弧插补以及多轴联动控制。我还希望书中能够包含一些关于运动控制系统调试和故障排除的实用建议。在实际工作中，调试和排除故障往往是比较困难的环节。如果书中能够提供一些有效的调试方法和经验，那将对我非常有帮助。总而言之，我期待这本书能够成为我学习和掌握 PLC 运动控制技术的有力工具，帮助我解决实际工作中的各种挑战，并不断提升我的专业技能。

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我是一名 PLC 技术爱好者，对运动控制领域一直有着浓厚的兴趣。我一直在寻找一本能够全面、深入地讲解 PLC 运动控制技术的书籍，并且能够提供丰富的实践案例。我希望这本书能够系统地介绍运动控制系统的组成部分，例如 PLC、伺服驱动器、伺服电机、编码器以及相关的传感器和执行器。我对书中关于伺服电机选型和参数整定的内容尤为期待。如何根据具体的应用场景，选择最合适的伺服电机和驱动器？如何进行伺服参数的优化，以获得最佳的运动控制效果？我希望书中能够提供详细的步骤和方法，甚至是相关的计算公式。此外，我也非常关注书中关于 PLC 运动控制指令的应用。例如，如何利用 PLC 的内置运动控制功能块来实现点位控制、速度控制、位置控制以及直线和圆弧插补？我希望书中能够提供一些清晰的程序示例，帮助我理解和掌握这些指令的使用。我还希望书中能够涉及一些关于运动控制系统调试和故障排除的技巧。在实际工作中，调试和排除故障往往是耗时且具有挑战性的环节。如果书中能够提供一些实用的方法和建议，那将对我非常有帮助。总而言之，我希望这本书能够成为我学习和掌握 PLC 运动控制技术的强大助力，让我能够更好地胜任相关工作，并不断提升自己的专业技能。

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我一直对自动化设备中的精密运动控制非常着迷，也一直在寻找一本能够系统地讲解 PLC 运动控制的书籍。我希望这本书不仅能讲解基础理论，更能深入到实际的设计和应用层面。我对书中关于如何进行伺服电机选型和参数配置的内容特别感兴趣。比如，如何根据负载的惯量、转速和扭矩需求来选择合适的伺服电机型号？如何进行伺服参数的整定，以达到最佳的动态响应和精度？我希望书中能够提供详细的步骤和计算方法，甚至是一些常用的选型软件介绍。此外，对于运动控制系统的硬件架构，我也想有更深入的了解。比如，如何进行 PLC 运动控制模块的选型和连接？如何合理地设计控制柜的布局，包括动力线、信号线、接地等？书中是否会涉及一些关于总线通信技术，如 EtherNet/IP、PROFINET 在运动控制中的应用？这些都是在现代自动化系统中越来越重要的技术。我还希望书中能够提供一些关于如何进行运动控制程序开发的高级技巧，例如如何设计可重用性强的运动控制功能块，如何实现复杂的运动轨迹规划，以及如何进行多轴协同运动的同步控制。如果书中能够包含一些实际案例的源代码分析，那将非常有帮助。我相信，通过学习这本书，我能够更好地理解和掌握 PLC 运动控制技术，并在实际工作中设计出更高效、更可靠的自动化系统。我对这本书充满了期待，希望它能为我的专业技能提升提供有力的支持。

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