BF:电气控制与PLC原理及应用 周亚军,张卫 西安电子科技大学出版社 978756061 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周亚军，张卫 著

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• 张卫
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出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560619538

商品编码：29408930448

包装：平装

出版时间：2008-02-01

基本信息

书名:电气控制与PLC原理及应用

定价：32.00元

售价：25.9元

作者:周亚军,张卫

出版社：西安电子科技大学出版社

出版日期：2008-02-01

ISBN：9787560619538

字数：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

编辑推荐

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内容提要

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《电气控制与PLC原理及应用》以三菱Fx系列和西门子S7系列的可编程控制器（PLC）作为目标机型，结合工程应用和教学要求，介绍了电气控制和PLC的基础知识、设计基础及应用设计。全书共分10章。第1～4章介绍常用低压电器、电气控制线路基础、继电接触式电气控制系统设计和可通信的低压开关电器。第5～7章是PLC基础部分，介绍PLC的构成、工作原理、编程元件与指令系统、程序设计基础和设计方法。第8～10章从应用角度出发，讨论PLC控制系统综合设计及设计规范、网络技术，并且列举了工程应用实例。
　　书中图文并茂，列举了大量的例子，有利于学生掌握原理和工程设计方法。
　　《电气控制与PLC原理及应用》可作为本科学生学习低压电器和PLC技术的教材，也可供工程技术人员自学，还可作为培训教材使用。

目录

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第1章 常用低压电器
1．1 低压电器概述
1．1．1 低压电器的分类和主要用途
1．1．2 低压电器的发展趋势
1．1．3 电磁机构
1．2 低压隔离器
1．2．1 低压刀开关
1．2．2 熔断器式刀开关
1．2．3 组合开关
1．3 低压断路器
1．3．1 低压断路器的结构及工作原理
1．3．2 低压断路器的常用类型
1．3．3 低压断路器的选用
1．4 接触器
1．4．1 接触器的结构和工作原理
1．4．2 接触器的种类
1．4．3 接触器的主要技术参数
1．4．4 接触器的选用
1．5 低压熔断器
1．5．1 熔断器的结构和特点
1．5．2 熔断器的特性
1．6 继电器
1．6．1 继电器的输入腧出特性及主要技术参数
1．6．2 普通电磁式继电器
1．6．3 时间继电器
1．6．4 热继电器
1．6．5 固态继电器
1．7 主令电器
1．7．1 控制按钮
1．7．2 行程开关
1．7．3 转换开关
1．7．4 主令控制器
思考与习题

第2章 电气控制线路基础
2．1 电气控制线路图基础知识
2．1．1 常用电气图的图形符号和文字符号
2．1．2 电气控制线路图的绘制规则
2．2 继电器一接触器控制线路基本环节
2．2．1 启停、自锁环节和连续控制
2．2．2 点动控制
2．2．3 可逆控制与互锁（或联锁）环节
2．3 三相笼型异步电动机的基本控制电路
2．3．1 电动机降压启动的控制电路
2．3．2 三相异步电动机的制动控制
2．3．3 电动机可逆运行自动往返控制电路
2．3．4 电气控制系统的保护环节
2．4 典型生产机械设备电气电路分析
2．4．1 电气控制电路分析基础
2．4．2 C650型普通卧式车床电气控制电路分析
2．4．3 摇臂钻床
思考与习题

第3章 继电器一接触器控制系统设计
3．1 控制系统设计基础
3．1．1 控制系统设计的基本任务与内容
3．1．2 控制系统设计原则
3．1．3 控制系统设计的基本步骤
3．2 继电器一接触器控制系统原理图的设计
3．2．1 原理图的基本设计方法
3．2．2 原理图的基本设计步骤
3．3 控制工艺设计基础
3．3．1 电气设备总体布局设计
3．3．2 电器元件布置图的设计与绘制
3．3．3 绘制电器部件接线图
3．3．4 电气柜（箱）及非标准零件图的设计
3．3．5 各类元器件及材料清单的汇总
3．3．6 编写技术文档
思考与习题

第4章 可通信的低压电器与现场总线
4．1 低压电器数据通信概述
4．1．1 低压电器通信的特点和功能
4．1．2 基于现场总线的低压电器数据通信规约
4．2 现场总线（Fieldbus）基础
4．2．1 现场总线概述
4．2．2 Profibus现场总线的拓扑结构及传输机制
4．2．3 执行器/传感器接口——AS-i网络
4．2．4 DeviceNet现场总线
4．3 可通信的低压电器及应用系统结构示例
4．3．1 可通信的低压断路器
4．3．2 智能化低压开关柜
4．3．3 Bulletin825型智能化电动机控制器
4．3．4 可通信电器的AS-i网络应用
思考与习题

第5章 可编程控制器概述
5．1 可编程序控制器的产生及发展
5．1．1 可编程序控制器的产生
5．1．2 可编程序控制器与其他工业控制系统的比较
5．1．3 当前流行的PLC
5．1．4 可编程序控制器的发展趋势
5．1．5 PLC的特点
5．2 PLC的应用
5．2．1 PLC的性能指标
5．2．2 PLC的标准IEC61131——开放的平台
5．2．3 PLC的应用领域
5．3 PLC的系统构成
5．3．1 PLC系统的基本组成
5．3．2 PLC的结构形式
5．4 PLC的工作原理
5．4．1 可编程序控制器的工作方式
5．4．2 输入／输出滞后时间
5．5 可编程序控制器的外部接线
5．5．1 开关量输入，输出的外部接线方式
5．5．2 开关量输入模块电路结构
5．5．3 开关量输出模块电路结构
思考与习题

第6章 PLC程序设计基础
6．1 PLC编程语言
6．1．1 梯形图
6．1．2 指令表语言
6．1．3 功能块图语言
6．1．4 顺序功能图
6．1．5 高级语言
6．2 PLC编程元件
6．2．1 输入／输出器件
6．2．2 内部器件
6．3 西门子S7-200系列PLC指令系统及编程方法
6．3．1 西门子S7-200系列PLC编程元件
6．3．2 西门子S7-200系列PLC基本逻辑指令及其应用
6．4 三菱FX系列PLC指令系统及编程方法
6．4．1 三菱FX系列PLC编程元件
6．4．2 FX系列PI￡基本逻辑指令及其应用
6．4．3 应用指令简介
6．5 常用基本程序设计范例
思考与习题

第7章 可编程序控制器程序设计方法
7．1 梯形图的编程方法
7．1．1 经验设计法的编程思路
7．1．2 编程举例
7．2 顺序控制设计法基础
7．2．1 顺序控制设计法概念
7．2．2 步与动作
7．2．3 转换条件和有向连线
7．2．4 顺序功能图的结构
7．2．5 顺序功能图中转换实现的基本规则
7．3 顺序控制梯形图编程技术
7．3．1 使用启保、停电路的编程方式
7．3．2 使用步进顺控指令的编程方式
7．3．3 以转换为中心的编程方式
7．3．4 仿步进顺控指令的编程方式
7．3．5 具有多种工作方式的系统的编程方式
思考与习题

第8章 PLC控制系统的设计
8．1 PLC控制系统设计概论
8．2 PLC的选型
8．2．1 PLC的机型选择
8．2．2 PLC的容量选择
8．2．3 各种模块的选择
8．2．4 电源模块的选择
8．3 PLC控制系统硬，软件详细设计
8．4 系统的冗余设计
8．5 系统供电电源设计
8．6 系统接地设计
8．6．1 系统接地的概念
8．6．2 各种不同接地的处理
8．6．3 接地设计的安装
8．7 设计文件的编制
思考与习题

第9章 PLC网络通信
9．1 网络通信基本知识
9．1．1 数据通信基础
9．1．2 工业控制局域网简介
9．2 三菱FX系列PLC的通信
9．2．1 FX系列PLc通信模式及系统构成
9．2．2 FX系列PLC与计算机专有协议的通信
9．3 西门子PLC网络
9．3．1 SINEC：网络的分类号眭能比较
9．3．2 S7-300PLC多点接口网络（MPI）
9．3．3 CP340点对点通信的应用
9．3．4 利用PROFIBUS协议进行网络通信
9．4 组态软件概念
思考与习题

第10章 PLC控制系统应用实例
10．1 基于PLC的控制系统在污水处理中的应用
10．2 PLC在灯泡行业中的应用
10．3 PLC在电梯自动控制系统中的应用
10．4 基于PLC控制的自动门系统

附录A 常用电气图图形符号
附录B 常用基本文字符号

参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《工业自动化与智能制造核心技术解析》 内容简介 本书深入探讨了现代工业自动化领域的核心技术，旨在为读者提供一个全面、系统且极具实践价值的学习框架。从基础的电气控制原理，到先进的可编程逻辑控制器（PLC）技术，再到与大数据、人工智能等前沿技术的融合应用，本书力求为读者勾勒出智能制造时代的宏伟蓝图，并提供实现这一蓝图的关键技术路径。 第一部分：电气控制原理与系统设计 本部分是理解工业自动化系统的基石。我们将从最基础的电工原理出发，逐步深入到工业电气控制的实际应用。 基础电工知识回顾与工业应用: 详细阐述直流电、交流电的基本概念，包括电压、电流、电阻、功率等物理量的计算与测量。重点介绍电路的基本定律（欧姆定律、基尔霍夫定律）在工业场景下的应用，以及串联、并联、混联电路的分析方法。学习如何安全、有效地使用万用表、兆欧表等常用电工测量仪表。 常用电气元器件详解: 深入剖析工业电气控制系统中不可或缺的各类元器件。包括： 接触器与继电器: 详细讲解其工作原理、触点类型、线圈参数，以及在电路中的作用，如控制电机启停、电路隔离、信号转换等。提供接触器选型、接线及故障排除的实用指南。 断路器、熔断器与过载保护器: 阐述其在电路安全保护中的核心作用，包括短路保护、过载保护。讲解不同类型断路器的特点（如空气断路器、塑壳断路器、微型断路器）及选型依据，以及熔断器的原理与规格。 电磁阀、行程开关、限位开关: 介绍这些传感器和执行器在自动化检测与控制中的应用，例如检测物体位置、行程终点，以及控制流体（气、液）的通断。 按钮、指示灯与切换开关: 作为人机交互的基本单元，详细介绍各类按钮（急停按钮、自锁按钮、非自锁按钮）的结构与功能，以及指示灯的信号显示作用。 变压器与电源模块: 讲解变压器在工业电压转换中的作用，以及各种直流电源模块（开关电源）的特点与应用。 典型电气控制线路分析与设计: 电机直接启停控制: 绘制和分析单相、三相异步电动机的直接启停控制电路，理解正反转控制的原理与实现。 Y-Δ（星-三角）降压启动控制: 详细讲解Y-Δ启动的原理，分析其电路图，并探讨其在降低启动电流、保护电机方面的重要性。 多地多处控制: 介绍如何实现一个设备在多个地点进行控制，适用于生产线上的多工位操作。 自锁与互锁控制: 深入理解自锁（控制回路的保持功能）和互锁（防止误操作、设备损坏）的实现方式，并分析其在复杂控制逻辑中的应用。 电气控制柜设计基础: 介绍电气控制柜的结构组成、元器件布局原则、线槽选择、接地要求等，以及如何根据设备需求进行合理的控制柜设计。 故障诊断与维修基础: 提供一套系统的故障诊断思路与方法，帮助读者快速定位电气控制系统中的常见故障，如接触器不吸合、电机不转、过载跳闸等，并给出相应的维修建议。 第二部分：可编程逻辑控制器（PLC）原理与应用 本部分将聚焦于现代工业自动化的大脑——PLC。我们将从PLC的基本原理出发，深入掌握其编程、组态与实际应用。 PLC概述与基本结构: PLC的发展历程与优势: 回顾PLC从继电器控制到现代智能控制的发展脉络，阐述其相比传统继电器控制的显著优势，如灵活性高、可靠性强、体积小、功耗低、易于扩展与维护等。 PLC的基本构成: 详细介绍PLC的CPU模块、输入模块（DI/DO）、输出模块（AI/AO）、通信模块、电源模块等核心组成部分，理解它们各自的功能和在系统中的作用。 PLC的扫描工作原理: 深入理解PLC的工作方式，包括扫描周期的概念、执行顺序（如读输入、执行程序、写输出），以及中断和子程序的处理。 PLC的指令系统与编程语言: 梯形图（LD）语言: 这是PLC最直观、最常用的编程语言。详细介绍梯形图的基本元素（触点、线圈、定时器、计数器、比较指令、数学运算指令等），并通过大量实例讲解如何使用梯形图编写各种控制逻辑。 指令表（IL）语言: 介绍指令表语言的特点，以及它在特定场景下的应用。 其他编程语言简介: 简要介绍功能块图（FBD）、结构化文本（ST）、顺序功能图（SFC）等其他IEC 61131-3标准下的编程语言，并分析它们各自的适用性。 PLC的输入输出（I/O）配置与扩展: 数字量输入/输出（DI/DO）: 讲解数字量信号的特性，如何将开关信号、传感器信号接入PLC的数字量输入端，以及如何控制执行器（如继电器、接触器、指示灯）的开关。 模拟量输入/输出（AI/AO）: 深入理解模拟量信号（如4-20mA、0-10V）在温度、压力、流量等连续变量检测与控制中的应用。讲解模拟量输入模块如何将传感器信号转换为PLC可识别的数据，以及模拟量输出模块如何生成控制信号。 I/O扩展模块: 介绍如何通过扩展模块增加PLC的输入输出点数，以满足更复杂的控制需求。 PLC的常用功能指令详解: 定时器（Timer）: 详细讲解不同类型的定时器（如延时定时器、瞬时定时器、计数定时器），以及它们在延时控制、周期控制中的应用。 计数器（Counter）: 介绍加计数器、减计数器、可逆计数器的工作原理，以及它们在计数、排队、脉冲检测等方面的应用。 比较指令: 讲解等于、不等于、大于、小于、大于等于、小于等于等比较指令，以及它们在判断、限位、报警等逻辑中的作用。 传送与逻辑运算指令: 介绍数据传送、AND、OR、XOR、NOT等逻辑运算指令，以及它们在数据处理和逻辑组合中的应用。 数学运算指令: 讲解加、减、乘、除、取余等基本数学运算指令，以及如何用于数据统计、比例计算等。 PLC的数据通信与网络: 串行通信（RS-232/RS-485）: 介绍串行通信的基本原理，以及在PLC与上位机、PLC之间进行点对点通信的应用。 工业以太网（Ethernet/IP, PROFINET, Modbus TCP）: 深入讲解目前主流的工业以太网通信协议，以及它们在构建分布式控制系统、实现远程监控、数据采集中的核心作用。 现场总线（PROFIBUS, CANopen）: 介绍现场总线的概念，以及它们在连接分散式I/O、传感器、执行器等方面的优势。 PLC在典型工业控制系统中的应用: 传送带系统控制: 设计一个PLC程序，实现传送带的启停、方向控制、速度调节。 包装机械控制: 结合PLC和各种传感器、执行器，设计包装机的自动化控制逻辑，包括物料检测、包装动作、封口等。 液位控制系统: 利用模拟量输入输出，实现储罐液位的自动监测与控制。 配料混合系统: 结合PLC、传感器和执行器，实现精确的物料配比与混合过程自动化。 PLC的故障诊断与维护: 提供一套实用的PLC故障排除流程，包括硬件故障、软件故障、通信故障的诊断方法，以及常见的维护技巧。 第三部分：工业自动化与智能制造的融合发展 本部分将视角从单一的电气控制和PLC技术，扩展到更广阔的工业自动化与智能制造领域，探讨技术的融合与未来发展趋势。 人机界面（HMI）技术: HMI的功能与组成: 介绍HMI在工业自动化中的作用，包括参数设置、状态显示、报警处理、操作控制等。讲解HMI的基本组成部分，如触摸屏、显示器、操作系统、应用程序等。 HMI与PLC的通信: 详细讲解HMI与PLC之间进行数据交换的原理和常用通信方式。 HMI应用程序设计基础: 演示如何使用HMI组态软件创建用户界面，编写画面逻辑，实现与PLC的数据联动。 工业机器人与自动化集成: 机器人类型与应用: 介绍工业机器人的分类（如关节型、SCARA型、Delta型、并联机器人），以及它们在搬运、码垛、焊接、装配等领域的广泛应用。 机器人与PLC的协同控制: 讲解如何通过PLC控制机器人，以及机器人如何与PLC进行信息交互，实现生产线的协同运作。 工业物联网（IIoT）与数据采集: IIoT的核心概念与架构: 阐述IIoT的定义、关键技术（传感器、网络通信、云计算、大数据分析），以及其在构建智能工厂中的作用。 OPC UA与MQTT协议: 介绍OPC UA作为一种通用的工业通信协议，以及MQTT作为轻量级消息发布/订阅协议在IIoT中的应用。 数据采集与预处理: 讲解如何从各种工业设备中采集数据，并进行初步的清洗、转换和存储。 大数据分析与人工智能在工业领域的应用: 预测性维护: 利用历史运行数据，通过大数据分析和机器学习算法，预测设备故障，实现主动式维护，降低停机损失。 质量控制与优化: 通过对生产过程数据的分析，识别影响产品质量的关键因素，优化工艺参数，提高产品合格率。 智能排程与生产优化: 利用AI算法对生产计划进行智能排程，最大限度地提高生产效率，降低生产成本。 机器视觉检测: 介绍机器视觉技术在产品外观检测、尺寸测量、缺陷识别等方面的应用，以及其与PLC和AI的结合。 智能制造趋势与挑战: 探讨工业4.0、数字孪生、柔性制造等概念，分析智能制造发展面临的技术、人才、成本等方面的挑战，并展望未来的发展方向。 本书通过理论与实践相结合的方式，旨在培养读者独立分析和解决工业自动化问题的能力，为投身于现代工业自动化与智能制造领域打下坚实的基础。本书内容丰富，条理清晰，配备大量图示和实例，适合各类高校学生、工程技术人员以及对工业自动化感兴趣的读者阅读。

评分☆☆☆☆☆

我之前接触过一些电气控制的书，很多都是理论堆砌，读起来枯燥乏味，而且例子也比较陈旧，跟不上时代的发展。但这本书给我的感觉就完全不一样了。它在讲解基础的电气控制元件时，比如电动机的启动、停止、正反转控制，并没有止步于简单的原理描述，而是通过大量的实际电路图和详细的分析，让你真正理解每个元器件在回路中的作用。我尤其喜欢它在讲解“电气制图”部分，不仅提供了规范的图例，还强调了识图的重要性，这对于初学者来说太友好了。很多时候，一看懂图纸，整个控制逻辑也就明白了。然后，它很自然地引入了PLC的概念。我当时对PLC的理解非常有限，觉得它是个神秘的“黑盒子”。但是，通过这本书，我才明白PLC的核心其实就是“输入、处理、输出”这样一个过程。它把很多复杂的逻辑控制，通过编程变得异常简洁。书中对S7系列PLC的指令集和编程软件（比如STEP 7）的介绍，虽然不像专业的PLC编程教程那么深入，但足以让你建立起基本的编程概念，并能够完成一些简单的自动化任务。我记得书中有一个关于“水泵自动启停控制”的案例，用PLC来实现，比用传统的继电器控制要方便太多了，而且可扩展性也很强。这本书的优点在于，它能够将理论知识与实际应用紧密结合，让你在学习的过程中，就能感受到自动化控制的魅力和力量。

评分☆☆☆☆☆

要说一本真正能让你“上手”的电气控制和PLC书籍，这本《BF:电气控制与PLC原理及应用》绝对是榜上有名。我当年就是被它那条理清晰的结构和丰富的实践案例所吸引。它从最基础的电气元件讲起，比如断路器、熔断器、各种开关，详细解释了它们的功能和使用方法，并且配上了很多高质量的电路图。我记得当时我花了很多时间研究那些图纸，试图理解每一条线代表的意义，每一个符号代表的元件。这种“动手”式的学习方式，比单纯背诵理论要有效得多。然后，在引入PLC的部分，它并没有直接跳到复杂的应用，而是先从PLC的基本构成、工作原理、以及最常用的编程指令开始讲起，比如“常开触点”、“常闭触点”、“线圈”等，这些都对应着我们之前学过的继电器控制的逻辑，所以过渡起来非常自然。书中的很多例子，都非常贴近实际的工业生产，比如包装机的控制、数控机床的辅助功能等，这些案例让我对PLC的应用有了更直观的认识。我曾经尝试着按照书里的例子，用PLC模拟了一个简单的自动上下料系统，虽然当时操作还不太熟练，但整个流程都跑通了，让我对自动化控制的威力有了切身的体会。这本书的价值在于，它不仅仅是告诉你“是什么”，更是告诉你“怎么做”，并且引导你“做得到”。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，学习技术类的知识，如果脱离了实际应用，那学到的东西就很难真正消化吸收。这本书在这方面做得非常出色。它在讲解电气控制的基本原理时，总是能够联系到实际的工业设备和控制系统。比如，在介绍接触器和继电器的选型时，它会告诉你如何根据负载的功率、电压、电流等参数来选择合适的器件，而不是简单地列出一堆公式。这对于我们这些即将进入实际工作岗位的学生来说，是极其宝贵的经验。更重要的是，这本书对PLC的讲解，真的可以说是“接地气”。它不像某些文献那样，只会介绍抽象的指令和功能块，而是会结合具体的工业场景，比如工厂的车间里，是如何利用PLC来实现对生产线的自动化调度的。我记得书中有一个章节，详细介绍了如何用PLC来实现一个多工位机的自动化控制，包括工位的选择、程序的调用、参数的设置等等，读起来就像在听一位工程师分享他的工作经验。这本书让我明白，PLC并非高不可攀的技术，而是一种能够解决实际问题的工具。通过这本书，我不仅掌握了PLC的基本原理和编程方法，更重要的是，我学会了如何将这些技术应用到实际的工程项目中去，去分析问题，去设计方案，去解决问题。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本《BF:电气控制与PLC原理及应用》是我在大学期间最常翻阅的专业书籍之一。它不光是理论的传授，更像是一位经验丰富的老师，一步步引导你走向实践。我记得刚开始学的时候，对一些概念，比如“自锁”、“互锁”，总是理解得模模糊糊。但书里用非常形象的语言和清晰的逻辑图，把这些概念讲得浅显易懂，让你一看就明白，而且能够立刻联想到实际的应用场景。比如，在讲解电动机的保护电路时，它会详细说明过载保护、短路保护是如何实现的，以及为什么这些保护是必不可少的。然后，它在引入PLC的部分，也是循序渐进的。从简单的逻辑门电路，到PLC的基本指令，再到如何编写梯形图来模拟传统的继电器电路，整个过程都安排得非常合理。我曾经尝试着按照书中的例子，用PLC模拟了一个简单的交通灯控制系统，虽然过程有点磕磕绊绊，但最终成功的那一刻，真的非常有成就感。这本书的精髓在于，它不仅仅是让你“知道”，更是让你“做到”。它提供的很多应用案例，都极具代表性，涵盖了工业生产中的常见场景，比如物料搬运、设备联动等。读完这本书，你会对电气控制和PLC在实际工业自动化中的作用有一个非常深刻的认识，并且具备了解决一些初级自动化问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书确实是电气控制领域的“老朋友”了，很多学这个专业的都知道。我刚开始接触电气控制的时候，拿到这本书，就觉得内容特别扎实，一点都不含糊。它不像有些书那样，把理论讲得特别深奥，让你觉得遥不可及，而是用很贴近实际的例子来讲解，比如最基础的接触器、继电器怎么用，然后慢慢过渡到更复杂的控制电路，像什么顺序控制、互锁控制，都讲得明明白白。书里面的图纸也很清晰，标注得很到位，我当年就是对着图纸一点点琢磨的，基本上自己就能画出一些简单的控制原理图了。而且，这本书还把PLC也融入进来了，这一点我觉得特别重要。现在工业自动化这么发达，懂PLC是必备技能。它能把传统的电气控制逻辑用程序的方式实现，更灵活、更高效。这本书对PLC的原理讲得很透彻，从硬件结构到编程指令，再到实际的应用案例，都有涉及。我记得其中有个章节讲的是如何用PLC实现传送带的启停和速度控制，当时看得我特别兴奋，觉得原来那些自动化生产线上的设备是这么控制的。总的来说，这本书对于想打牢电气控制和PLC基础的读者来说，绝对是一本不可多得的好教材，内容严谨，讲解清晰，实践性也很强，值得反复研读。