Programmable Controllers

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出版者:
作者:Parr, E.A.
出品人:
页数:444
译者:
出版时间:2003-10
价格:$ 86.95
装帧:
isbn号码:9780750657570
丛书系列:
图书标签:
  • PLC
  • 工业控制
  • 自动化
  • 可编程逻辑控制器
  • 编程
  • 电子技术
  • 电气工程
  • 传感器
  • 控制系统
  • 工业自动化
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具体描述

Andrew Parr's "Programmable Controllers" provides a thoroughly practical introduction to the use of PLCs in industry, covering programming techniques alongside systems-level design issues. In the third edition a masterclass series of real-world case studies have been added to illustrate typical engineering challenges - and model solutions. New material also includes the new IEC-61508 functional safety standard, use of Windows-based software on programming terminals, an expanded section on Scada, and extended coverage of networks and fieldbus. Andrew Parr works at ASW Sheerness Steel where the plant control is based on approximately sixty programmable controllers. This is a practical guide to PLC applications for engineers and technicians. Systems-level design and control is covered alongside programming techniques in this book and the coverage is matched to introductory college programs.

好的,这是一份关于一本名为《Programmable Controllers》的书籍的简介,这份简介完全基于这本书的标题进行推演,描述了它可能包含的内容,而不提及任何外部信息或AI痕迹: --- 《Programmable Controllers》书籍简介 聚焦自动化控制核心技术,深度解析可编程逻辑控制器(PLC)的原理、应用与未来发展。 在现代工业、基础设施建设乃至新兴的智能制造领域,高效、可靠的自动化控制系统是实现生产力飞跃的关键。本书《Programmable Controllers》正是为工业工程师、自动化技术人员、系统集成商以及相关专业学生精心打造的一部权威性技术专著。它摒弃了冗余的理论叙述,专注于PLC技术的实践应用、底层逻辑剖析以及系统集成能力构建。 本书旨在提供一个全面的框架,帮助读者从根本上理解和掌握可编程控制器这一工业控制系统的核心“大脑”。我们不仅关注指令集的执行效率,更深入探讨了如何利用PLC构建稳定、安全、可扩展的自动化解决方案。 第一部分:基础架构与核心原理剖析 (The Foundational Architecture) 本部分是构建读者PLC知识体系的基石。我们将详细拆解现代可编程控制器的内部结构和工作机制。 1.1 PLC的历史演进与分类: 追溯PLC从继电器控制发展至今的历程,清晰界定不同代际PLC的特性,并对模块化、紧凑型、过程控制型(PAC)等主流类型进行细致的分类和适用性分析。 1.2 硬件组成与选型指南: 深入解析CPU模块(处理器速度、存储器结构)、I/O系统(离散量、模拟量、高速计数器、温度采集模块)的电气特性和信号处理流程。读者将学会如何根据控制点的数量、信号的精度、环境的苛刻程度进行科学的硬件选型。 1.3 扫描周期与运行机制: 详细阐述PLC的“读输入—执行逻辑—刷新输出—内部诊断”的完整周期,解释中断服务程序(ISR)、定时器和计数器的底层实现机制,这是确保控制实时性和可靠性的关键。 1.4 通信接口与网络基础: 覆盖RS-232/485、以太网/IP、ProfiNet、Modbus TCP等主流工业通信协议的物理层和应用层结构。重点讲解数据帧的构造、报文的解析,以及如何利用这些协议实现PLC间、PLC与上位机(HMI/SCADA)之间的高效数据交换。 第二部分:编程语言与逻辑构建实践 (Programming Languages and Logic Construction) 本部分是本书的核心实践内容,完全围绕IEC 61131-3标准展开,确保读者掌握跨平台、标准化的编程技能。 2.1 结构化文本(ST)的精深应用: 摒弃对简单梯形图(LD)的过度依赖,本章重点教授如何使用结构化文本(Structured Text)实现复杂的数学运算、数据处理、字符串操作和算法流程控制。通过实例展示ST在实现PID运算、数据滤波和报表生成中的优势。 2.2 梯形图(LD)的高效设计: 虽强调结构化,但本书并未忽视LD在直观性上的优势。我们将讲解如何设计可读性高、负载小的梯形图程序,包括如何正确使用“线圈”与“触点”、位逻辑与字逻辑的映射关系,并着重分析跳转指令和子程序的合理应用。 2.3 功能块图(FBD)与顺序功能图(SFC): 详细介绍功能块图(FBD)在模拟信号处理和复杂功能模块化封装中的应用。同时,SFC作为实现复杂批次或步骤流程控制的最佳工具,其状态转换、活动和动作的定义将得到详尽的图解和案例分析。 2.4 数据结构与程序组织: 讲解如何有效组织全局变量、局部变量、用户定义数据类型(UDT)以及数组。强调模块化编程的原则,指导读者构建可重用、易于维护的程序结构。 第三部分:高级控制技术与系统集成 (Advanced Control and System Integration) 本部分面向中高级用户,聚焦于如何利用PLC实现更复杂、更精密的工业控制任务。 3.1 模拟量信号的精确处理: 深入探讨模拟量输入的工程值转换(Scaling)、线性化处理、冷端补偿、以及硬件滤波与软件滤波(如一阶滞后滤波)的参数整定方法。重点分析高精度模数转换(ADC)和数模转换(DAC)的注意事项。 3.2 运动控制与同步技术: 介绍基于PLC的简单点对点定位、插补运动控制的原理。涵盖伺服驱动器的基本配置、编码器信号的处理、以及电子凸轮和高速脉冲输出(PTO)在复杂机械同步中的应用。 3.3 PID控制回路的深度优化: 不仅介绍标准的串级、串联PID结构,更侧重于参数整定(如Ziegler-Nichols法、在线辨识法)的实操技巧。讨论比例、积分、微分项在处理系统惯性、死区和噪声时的具体影响及应对策略。 3.4 故障诊断与安全机制: 讲解如何利用PLC的诊断缓冲区、诊断指令和自定义的故障树逻辑,实现对硬件故障(如I/O短路/断路、通信超时)和软件逻辑错误的快速定位。探讨安全PLC(Safety PLC)的基本架构和 SIL 等级要求。 第四部分:面向未来的发展趋势与维护 (Future Trends and Maintenance) 本部分展望了工业控制领域的发展方向,并提供了实用的系统维护建议。 4.1 IIoT与边缘计算: 探讨PLC如何集成到工业物联网(IIoT)架构中。介绍OPC UA协议的应用,以及PLC作为边缘计算节点,如何进行数据预处理、本地分析并向上层平台(如云端MES/ERP)实时推送关键操作数据。 4.2 数字化孪生与仿真: 介绍使用高级仿真工具(如基于硬件在环HIL或软件在环SIL)对PLC程序进行离线验证和调试的方法,以最大程度减少现场调试时间和风险。 4.3 维护、升级与文档管理: 提供系统的备份策略、固件升级的最佳实践。强调详尽的程序注释、流程图和操作手册的重要性,确保系统生命周期内的知识传承与高效维护。 结语: 《Programmable Controllers》不仅是一本参考手册,更是一份实战指南。通过结合理论深度与丰富的工程案例,本书将帮助控制工程师构建起扎实、全面的专业能力,确保他们在日益复杂的自动化工程挑战中,能够自信、高效地设计、部署和维护下一代控制系统。掌握本书内容,即是掌握了现代工业自动化的驱动力。 ---

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用户评价

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我是一个有着十几年经验的电气工程师,主要负责老旧继电器控制系统的维护和升级。说实话,我一开始对市面上所有声称能“彻底改变你编程方式”的书都持怀疑态度,因为我们那个年代都是靠经验和图纸吃饭的。但是《可编程控制器》这本书展现出了一种罕见的、深刻的系统性洞察力,让我这个老兵也受益匪浅。它没有沉湎于介绍特定的品牌功能(这在快速迭代的工业界很快会过时),而是聚焦于更本质的、跨平台的编程范式——如何高效地处理I/O映射、如何优化扫描周期、以及在分布式控制系统中如何确保数据一致性。书中关于高级功能块(Function Blocks)的讨论,尤其是在结构化编程方面的论述,对我启发很大。我过去习惯于用一堆冗长的“如果-那么”语句来解决问题,这本书引导我思考如何将逻辑模块化、封装化,这对于我未来主导的数字化改造项目来说,无疑是提升效率和可维护性的关键。它不仅仅是本教材,更像是一本工业控制架构设计的手册,将实践中的“黑箱”操作,用清晰的理论逻辑重新梳理了一遍,非常适合需要从经验主导转向架构主导的资深技术人员。

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我带着极大的期望翻开《可编程控制器》,希望它能填补我在人机界面(HMI)集成和SCADA系统对接方面的知识空白。然而,这本书给我的感觉是,它仿佛停在了上个世纪末的自动化时代。HMI的部分仅仅是用几张静态的截图展示了如何设置按钮和指示灯,对于现代触摸屏的趋势、多媒体集成、数据可视化、以及如何实现与云平台的初步数据交互,只字未提。更令人失望的是,在通信协议方面,书中详尽描述了老式的串行通信(如RS-485),但对于现代工业网络中占据主导地位的OPC UA标准,或者至少是对现代以太网通信的底层TCP/IP封装机制,几乎没有进行任何有深度的探讨。这使得这本书在指导我们构建一个符合当前“工业4.0”要求的、信息互通的控制架构时,显得力不从心。它教授的更多是如何让机器动起来,而不是如何让机器的“信息”流动起来。对于那些需要设计全集成自动化解决方案的工程师来说,这本书提供的工具箱严重过时,急需更新和补充。

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这本《可编程控制器》的书简直是为我这种刚刚踏入自动化控制领域的新手量身打造的!我一直对工业自动化心存向往,但市面上的教材往往要么过于理论化,要么就是针对特定品牌写得太偏门,让人抓不住重点。这本书的叙述方式非常平易近人,作者像是耐心的导师,从最基础的数字逻辑开始讲起,逐步深入到PLC的硬件结构、指令集的理解,以及如何构建一个实际的控制系统。尤其让我印象深刻的是,它花了大量的篇幅讲解了梯形图编程的“思维定式”,而不是简单地罗列指令。我记得有一次我在尝试理解一个复杂的连锁控制逻辑时感到非常困惑,翻看这本书中关于“状态机”和“定时器/计数器”应用实例的部分,茅塞顿开。它不仅解释了“怎么做”,更解释了“为什么这么做”,这对于建立扎实的底层概念至关重要。书中的案例选取得也相当贴合实际生产需求,涵盖了输送带控制、电机启停、液位调节等经典场景,让我感觉自己手中的知识是真真切切能用在工厂里的。对于初学者来说,这本书的价值在于它提供了一个清晰、无障碍的入门路径,让原本枯燥的电子和逻辑概念变得生动起来,极大地增强了我的学习兴趣和信心。

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这本书的排版和内容组织简直是一场灾难,简直让人怀疑作者是否真的理解现代工业控制的趋势。首先,书中对最新一代基于Ethernet/IP或Profinet的分布式I/O架构的介绍少得可怜,大部分篇幅还停留在传统的点对点硬接线上,这在现代柔性制造环境中显得格格不入。其次,作者在讲解编程语言时,似乎对IEC 61131-3标准理解得非常肤浅,对结构化文本(ST)和功能块图(FBD)的应用场景区分模糊,给人的感觉就是把梯形图当成了唯一的真理。我尝试用书中的理论去解决一个涉及高速运动控制的序列问题,结果发现它提供的例子完全无法处理时间敏感性的要求,更别提如何有效地利用高性能计数器或高速脉冲输出模块了。整本书读下来,充斥着大量过时的、或者说过于基础的、不需要深入探讨的细节,却对如何进行有效的程序调试、故障诊断、以及网络安全等现代工厂管理者和工程师最为关心的问题轻描淡写。这本书充其量只适合作为一门大学入门课程的辅助读物,对于任何想要在实际工业现场有所作为的专业人士来说,信息密度太低,时效性太差。

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作为一名高校自动化专业的学生,我必须说,这本书在概念的深度挖掘和严谨性上,达到了教科书的顶尖水准。它最成功的地方在于,它不满足于停留在“如何写出能运行的代码”的层面,而是深入到了控制器底层的工作原理。作者对扫描周期、中断处理机制以及存储器寻址方式的阐述,严密且逻辑清晰,几乎达到了微处理器设计课程的精度。我特别欣赏它在“数据类型与转换”这一章中的详尽讨论,它用大量的数学公式和位操作实例,解释了浮点数在控制器内部的实际存储和运算偏差,这对于编写需要进行精确工程计算的算法至关重要。这本书的风格是学术性很强的,几乎没有花哨的图表或轻松的语气,每一句话都必须仔细推敲才能完全理解其深层含义。例如,书中关于“看门狗定时器”的独立章节,不仅解释了它的作用,还详细推导了在不同异常情况下定时器重置的逻辑条件。毫无疑问,这本书是为那些有志于从事底层算法开发、系统集成或未来控制器研发工作的人准备的,它为你打下的理论基础是极其坚固的,足以支撑你未来进行任何专业方向的深入研究。

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