具体描述
《工矿电子线路分析及应用》是国家示范性高等职业院校重点建设专业——机电一体化技术专业及专业群教材，全书共分5个学习情境，包括直流电路分析、交流电路分析、电气控制线路组装与调试、模拟电路分析及应用、数字电路分析及应用。每一学习情境中包含有多个工作任务。
《精通工业自动化控制系统：原理、设计与实践》 本书深入剖析现代工业自动化控制系统的核心原理，从基础的传感器技术、执行器原理，到复杂的PLC（可编程逻辑控制器）编程、运动控制、以及分布式控制系统（DCS）的应用，层层递进，构建完整的工业自动化知识体系。 第一部分：工业自动化基础与核心元件 传感器技术详解： 本章将详细介绍工业环境中常用的传感器类型，包括但不限于温度传感器（热电偶、热电阻、红外）、压力传感器（应变片式、压电式）、液位传感器（浮球式、超声波式、雷达式）、流量传感器（涡轮式、电磁式、科里奥利式），以及位置传感器（编码器、限位开关、接近开关）。我们将深入探讨各种传感器的测量原理、选型依据、安装注意事项以及信号处理方法，为后续控制系统的搭建奠定坚实基础。 执行器工作原理与应用： 本部分重点阐述工业自动化系统中各类执行器的工作原理和实际应用。涵盖电机（直流电机、交流电机、伺服电机）的控制技术，包括变频调速、伺服驱动的应用；气动元件（气缸、气阀、气源处理件）的特性与选型；液压元件（液压泵、液压马达、液压阀、液压缸）的控制方式；以及电磁阀、继电器等开关元件的驱动与保护。我们将分析不同执行器的响应速度、精度、负载能力等关键参数，并结合具体工业场景进行案例分析。 工业通信网络与协议： 掌握工业通信是实现自动化系统协同工作的关键。本章详细讲解工业以太网（Ethernet/IP, PROFINET, EtherCAT）、现场总线（PROFIBUS, CANopen, DeviceNet）以及串行通信（RS-232, RS-485）的原理、拓扑结构、数据传输方式和通信协议。我们将对比不同通信方式的优缺点，并指导读者如何根据实际需求选择合适的通信方案，实现设备之间的高效、可靠通信。 第二部分：PLC系统设计、编程与应用 PLC硬件结构与选型： 本章深入解析PLC的组成部分，包括CPU模块、输入/输出（I/O）模块、通信模块、电源模块等，并详细介绍不同品牌和系列的PLC（如西门子S7系列、三菱FX系列、罗克韦尔ControlLogix系列）的硬件特点。我们将提供详尽的PLC选型指南，帮助读者根据控制规模、I/O点数、功能需求、运行环境等因素，选择最适合的PLC硬件平台。 PLC编程语言与指令系统： 本部分全面讲解PLC主要的编程语言，包括梯形图（Ladder Diagram, LD）、指令表（Instruction List, IL）、结构化文本（Structured Text, ST）、功能块图（Function Block Diagram, FBD）和顺序功能图（Sequential Function Chart, SFC）。我们将详细阐述各类指令的用法，如逻辑运算指令、定时器指令、计数器指令、比较指令、数据处理指令、移位指令、通信指令等，并通过大量的实例演示，帮助读者熟练掌握PLC编程技巧。 PLC应用案例分析： 通过一系列经典的工业自动化应用案例，展示PLC在不同领域的实际应用。涵盖： 流水线生产线控制： 驱动输送带、机械臂、工件定位、产品计数与分拣等。 物料搬运系统： 仓储自动化、AGV（自动导引车）调度、堆垛机控制。 包装机械控制： 包装过程的同步、封口、切割、贴标等。 泵与风机控制： 流量、压力、液位的 PID 调节，节能控制策略。 搅拌与混合设备控制： 温度、时间、转速的精确控制，配方管理。 冲压与锻压设备控制： 冲程控制、压力检测、安全联锁。 注塑机与吹塑机控制： 射出、保压、冷却、顶出等工艺参数的精确控制。 包装生产线（如食品、药品）的卫生级应用： 考虑洁净度和可追溯性。 PLC的高级功能与扩展： 介绍PLC的高级功能，如PID（比例-积分-微分）控制器在温度、压力、液位等过程控制中的应用；运动控制（伺服电机、步进电机）的定位、速度、力矩控制；安全PLC（Safety PLC）在保障人员和设备安全方面的作用；以及如何通过扩展模块、远程I/O、通信网络实现大型复杂系统的集成。 第三部分：运动控制、SCADA与HMI系统集成 运动控制技术： 本章深入探讨工业自动化中的运动控制。详细讲解伺服驱动器和步进驱动器的原理、工作模式（位置模式、速度模式、转矩模式）和控制方法。介绍运动控制的编程接口（如MC指令集），并通过实际案例演示如何实现多轴联动、电子凸轮、电子齿轮、插补运动等复杂运动轨迹的控制，广泛应用于机器人、数控机床、自动化生产线。 SCADA系统架构与应用： 介绍SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，监控和数据采集）系统的基本概念、系统架构（包括数据采集层、通信层、监控与控制层、数据管理层）以及其在工业过程监控中的核心作用。本章将重点讲解SCADA系统的组态、数据点的配置、报警管理、历史数据存储与分析，以及趋势图、报表等可视化工具的应用。 HMI（人机界面）设计与集成： 详细阐述HMI在工业自动化系统中的重要性，包括其功能、设计原则和与PLC、SCADA系统的集成。我们将指导读者如何使用主流HMI开发软件（如WinCC, GT Designer, FactoryTalk View）创建直观、易用的操作界面，实现工艺参数的显示、修改，报警的处理，以及与PLC数据的实时交互，提升操作效率和系统可操作性。 系统集成与故障诊断： 本部分将指导读者如何将PLC、运动控制器、SCADA和HMI等子系统进行有效的集成，构建一个完整的自动化控制解决方案。同时，还将重点介绍系统集成过程中可能遇到的问题，并提供实用的故障诊断方法和排除技巧，包括使用在线调试工具、分析PLC运行日志、检查通信线路、进行硬件参数校验等，确保自动化系统的稳定可靠运行。 本书力求理论与实践相结合，通过大量图示、表格和实际工程案例，帮助读者深入理解工业自动化控制系统的每一个环节，掌握设计、编程、调试和维护的核心技能，为在现代工业生产中实现高效、智能、可靠的自动化控制提供全面而实用的指导。
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