PLC控製技術(綜閤篇) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳懷忠 著

圖書標籤:

• PLC
• 可編程邏輯控製器
• 工業自動化
• 控製技術
• 電氣工程
• 自動化控製
• 繼電器
• 傳感器
• 工業控製
• 編程
• 技術參考書

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302333050

商品編碼：29729740171

包裝：平裝

齣版時間：2013-10-01

基本信息

書名:PLC控製技術(綜閤篇)

定價：33.00元

售價：22.4元,便宜10.6元,摺扣67

作者:陳懷忠

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2013-10-01

ISBN：9787302333050

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：大16開

商品重量：0.381kg

編輯推薦

內容提要

　　本書按照“項目導嚮一任務驅動”模式，以具有工業自動化對象的典型控製産品（自動化生産綫生産實訓係統）為載體，以PLC知識綜閤運用為主綫，將理論與實踐深度融閤。書中所涉及的知識點包括PLC原理運用、傳感器技術、變頻調速、伺服調速、組態技術、通信網絡和液壓氣動等技術，是對自動化技術綜閤應用的經驗總結。《PLC控製技術（綜閤篇）/浙江省重點係列教材·高等職業教育電類專業規劃教材·電氣自動化係列》設計瞭9個項目，每個項目分設若乾個任務，任務目標循序漸進，設置瞭任務描述、任務分析、任務實施、任務評價等欄目。
　　本書根據當前工業自動化控製技術的發展趨勢，注重反映工業中新的自動化控製技術應用，並且內容麵嚮工程實際，力求具有實用性、先進性和係統性。通過本書一個完整係統的“教、學、做”一體化訓練後，可以提高學生的技能操作水平與應用能力，且體現高職教育特色。
　　本書可作為高職高專院校電氣自動化、生産過程自動化、工業自動化、機電一體化等專業相關課程教材，也可供相關行業工程技術人員參考使用。

目錄

項目一認識自動化生産綫係統
知識鏈接
一、瞭解自動化生産綫
二、初步認識YL-335B型自動生産綫
能力拓展

項目二供料單元的PLC程序設計與調試
任務一用單按鈕實現供料單元氣缸測試
任務二供料單元單周期運行PLC程序設計
任務三供料單元綜閤應用PLC程序設計
知識鏈接
一、供料單元氣動元件介紹
二、PLC程序設計方法
三、順序功能圖（SFC）編寫程序
能力拓展

項目三加工單元的PLC程序設計與調試
任務一加工單元單站運行PLC程序設計
任務二帶急停功能的加工單元PLC程序設計
任務三供料、加工單元綜閤應用PLC程序設計
知識鏈接
一、瞭解直綫導軌
二、加工單元的氣動元件
三、傳感器知識應用
能力拓展

項目四裝配單元控製係統實訓
任務一裝配單元鏇轉供料颱PLC程序設計
任務二裝配單元機械手抓取零件PLC程序設計
任務三裝配單元單周期運行PLC程序設計
知識鏈接
一、瞭解裝配單元的結構和工作過程
二、傳感器知識應用
能力拓展

項目五分揀單元的PLC設計與調試
任務一兩槽分揀機的PLC程序設計與調試
任務二基於編碼器分揀機的PLC程序設計與調試
任務三基於多段速分揀機的PLC程序設計與調試
任務四基於無級調速分揀機的PLC程序設計與調試
知識鏈接
一、鏇轉編碼器知識應用
二、高速計數器編程設計
三、三菱FRE700變頻器簡介
能力拓展

項目六輸送單元PLC設計與調試
任務一輸送單元定位及迴歸原點控製設計
任務二輸送單元機械手定位控製設計與調試
任務三輸送單元單周期運行的PLC程序設計與調試
任務四輸送單元綜閤控製係統的PLC程序設計與調試
知識鏈接
一、伺服係統概述
二、交流伺服電機
三、鬆下MINASA4係列AC伺服驅動器
四、FXIN的脈衝輸齣功能
能力拓展

項目七MCGS人機界麵綜閤實訓
任務一供料單元監控畫麵設計
任務二輸送單元測試界麵設計
任務三分揀單元人機界麵設計
知識鏈接
一、組態技術概述
二、觸摸屏概述
三、認知TPC7062KS人機界麵
四、瞭解MCGS軟件設計流程
能力拓展

項目八PLC組網實訓
項目九自動化生産綫綜閤實訓
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

PLC控製技術（綜閤篇） 一、 時代背景與技術發展 在工業自動化浪潮席捲全球的今天，可編程邏輯控製器（PLC）已經成為現代工業心髒跳動的關鍵。從最初簡單的開關量邏輯控製，到如今能夠處理復雜模擬信號、執行高級算法、甚至融入網絡通信和人工智能的強大平颱，PLC技術的發展曆程，正是工業界不斷追求效率、精度和靈活性的縮影。 早期，工業控製主要依賴於繼電器、接觸器等硬接綫邏輯元件。這種方式存在著布綫復雜、調試睏難、維護不便、功能升級成本高等諸多弊端。20世紀60年代末，美國Redington公司推齣的DCS（Digital Control System）被認為是PLC的雛形，它標誌著工業控製從硬接綫時代邁嚮瞭軟編程時代。隨後，西門子、羅剋韋爾等國際巨頭紛紛推齣自己的PLC産品，不斷推動著PLC技術的革新。 進入21世紀，隨著微處理器技術、通信技術和嵌入式係統技術的飛速發展，PLC的功能和性能得到瞭前所未有的提升。CPU的處理速度越來越快，內存容量不斷增大，輸入輸齣（I/O）模塊的集成度和智能化水平顯著提高。同時，各種通信協議如Ethernet/IP、PROFINET、PROFIBUS等得到瞭廣泛應用，使得PLC能夠與其他自動化設備、上位機係統甚至雲端進行高效、可靠的數據交換，構建起龐大的工業自動化網絡。 如今，PLC已經不再僅僅是簡單的邏輯控製器，它正在嚮著更高級彆的自動化解決方案演進，例如與SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）、HMI（Human-Machine Interface）以及MES（Manufacturing Execution System）等係統深度融閤，共同支撐起智能工廠的建設。 二、 PLC的核心組成與工作原理 PLC作為一種專為工業環境設計的數字運算控製器，其核心構成主要包括以下幾個部分： 1. 中央處理器（CPU）： CPU是PLC的大腦，負責執行用戶程序，管理PLC的各項功能，並與其他模塊進行通信。它通常包含微處理器、存儲器（ROM、RAM、EEPROM等）和輸入輸齣接口。CPU的工作過程遵循“掃描周期”： 讀取輸入信號： CPU讀取所有輸入模塊的狀態，並將其存儲在內存的輸入映像區。 執行用戶程序： CPU按照程序編寫的順序，逐條執行指令，根據輸入信號的狀態和程序的邏輯，更新輸齣信號的狀態。 更新輸齣信號： CPU將程序計算齣的輸齣信號寫入輸齣映像區，並發送給輸齣模塊，點亮或熄滅相應的指示燈，驅動執行機構。 刷新內部狀態： CPU執行內部診斷、通信處理等任務。 這個掃描周期會不斷循環， PLC正是通過這種高速、重復的掃描來完成對工業過程的實時控製。 2. 輸入模塊（Input Module）： 輸入模塊負責將來自外部設備（如傳感器、開關、按鈕等）的信號轉換為PLC CPU能夠識彆的數字或模擬信號。根據被控對象的信號類型，輸入模塊可以分為數字輸入模塊（DI）和模擬輸入模塊（AI）。數字輸入模塊接收開關量信號（ON/OFF），模擬輸入模塊接收連續變化的信號（如電壓、電流、溫度、壓力等）。 3. 輸齣模塊（Output Module）： 輸齣模塊負責將CPU處理後的控製信號轉換為外部設備能夠執行的信號。同樣，輸齣模塊也分為數字輸齣模塊（DO）和模擬輸齣模塊（AO）。數字輸齣模塊用於驅動繼電器、接觸器、指示燈等，模擬輸齣模塊用於輸齣0-10V、4-20mA等模擬信號，控製變頻器、比例閥等執行機構。 4. 電源模塊（Power Supply Module）： 電源模塊負責為PLC的CPU、I/O模塊以及其他組件提供穩定可靠的工作電源。工業現場的供電環境往往不穩定，因此電源模塊需要具備較強的抗乾擾能力和寬電壓輸入範圍。 5. 通信模塊（Communication Module）： 隨著工業網絡的發展，通信模塊變得越來越重要。它可以使PLC與同型號的其他PLC、上位機（如HMI、SCADA係統）、變頻器、機器人等實現數據交換和協同工作。常見的通信接口包括RS232、RS485、Ethernet、CAN總綫等，支持多種工業通信協議。 三、 PLC的編程語言與軟件開發環境 PLC的編程語言是實現自動化控製邏輯的關鍵。國際電工委員會（IEC）製定的IEC 61131-3標準定義瞭五種通用的PLC編程語言，它們各自具有不同的特點和適用場景： 1. 梯形圖（Ladder Diagram, LD）： 梯形圖是最為常見和直觀的PLC編程語言。它以圖形化的方式錶示，模仿瞭繼電器控製電路的結構，非常易於熟悉和掌握。對於電氣工程師來說，學習梯形圖語言幾乎沒有門檻。梯形圖由觸點（錶示輸入或內部狀態）、綫圈（錶示輸齣或內部狀態）和邏輯塊組成，通過連接這些元件來構建控製邏輯。 2. 指令錶（Instruction List, IL）： 指令錶是一種低級的、類似於匯編語言的文本編程語言。它使用助記符來錶示各種指令，如加載、存儲、比較、跳轉等。指令錶編程效率高，生成的代碼體積小，但可讀性相對較差，更適閤於有經驗的程序員。 3. 結構化文本（Structured Text, ST）： 結構化文本是一種高級的、類似於PASCAL等高級編程語言的文本編程語言。它支持各種算術和邏輯運算、循環語句（FOR、WHILE）、判斷語句（IF-THEN-ELSE）、函數塊等，功能強大，非常適閤編寫復雜的算法和數據處理邏輯。 4. 順序功能圖（Sequential Function Chart, SFC）： 順序功能圖是一種圖形化的編程語言，它將控製過程分解為一係列步驟（Steps）和轉移條件（Transitions），通過圖形化的方式清晰地展示瞭控製流程。SFC非常適閤於描述順序控製、狀態機等應用，能夠提高程序的可讀性和可維護性。 5. 功能塊圖（Function Block Diagram, FBD）： 功能塊圖是一種圖形化的編程語言，它將常用的功能封裝成預定義的“功能塊”，用戶可以將這些功能塊按照數據流的方嚮連接起來，構建復雜的控製係統。功能塊圖的優點在於模塊化和重用性高，能夠有效地提高開發效率。 現代PLC的軟件開發環境通常集成瞭上述多種編程語言，允許用戶根據任務的需要選擇最適閤的語言進行編程。這些開發軟件不僅提供編程工具，還包括瞭強大的調試功能、在綫監控、故障診斷、仿真測試等，極大地簡化瞭PLC的開發和維護過程。 四、 PLC的應用領域與行業解決方案 PLC憑藉其可靠性、靈活性和強大的控製能力，已經滲透到工業生産的各個角落，並在各行各業中發揮著至關重要的作用。 1. 製造業： 生産綫自動化： 輸送帶控製、裝配機器人協同、物料搬運、産品檢測等。 機床控製： 數控機床、注塑機、壓鑄機等設備的運動控製和工藝參數控製。 包裝機械： 包裝機的封切、灌裝、貼標等動作的精確協調。 紡織機械： 織布機、印染設備的自動化控製。 2. 能源與電力： 電廠集控係統： 發電機組啓停控製、鍋爐運行監控、汽輪機調速等。 變電站自動化： 開關櫃控製、保護邏輯、數據采集與監控。 水力發電： 水輪發電機組的運行控製和水庫調度。 新能源（風電、光伏）： 風力發電機變槳控製、光伏陣列跟蹤係統。 3. 交通運輸： 地鐵/輕軌信號與控製： 列車自動運行、站颱門控製、信號燈聯動。 機場行李處理係統： 自動分揀、輸送和調度。 智能交通信號燈控製： 交通流量優化與配時。 4. 樓宇自動化： 暖通空調（HVAC）控製： 溫度、濕度、新風量的調節與優化。 電梯控製： 呼叫響應、樓層調度、安全監控。 照明控製： 區域照明、定時開關、感應聯動。 消防係統聯動： 火警探測、報警、疏散引導、排煙控製。 5. 水處理與環保： 給排水係統： 水泵啓停控製、液位監測、閥門調節。 汙水處理： 曝氣控製、汙泥處理、化學加藥。 垃圾焚燒廠： 進料控製、燃燒過程調節、煙氣處理。 6. 食品與飲料： 生産過程自動化： 混閤、發酵、殺菌、灌裝、清洗（CIP/SIP）等。 質量追溯係統： 生産過程數據的記錄和管理。 7. 化工： 反應釜控製： 溫度、壓力、流量、攪拌速度的精確控製。 連續化生産過程： 物料輸送、計量、混閤和反應。 五、 現代PLC技術的發展趨勢 PLC技術仍在不斷發展，以滿足工業4.0和智能製造的需求，未來的發展趨勢主要體現在以下幾個方麵： 1. 集成化與小型化： PLC硬件集成度不斷提高，體積越來越小，易於安裝和集成到各種設備中。 2. 高性能與智能化： CPU的處理能力更強，能夠支持更復雜的算法，如PID控製、運動控製、故障診斷、甚至簡單的AI應用。 3. 網絡化與通信能力增強： 支持更多先進的工業以太網協議，如OPC UA、MQTT等，實現與雲平颱、大數據分析的無縫連接。 4. 安全性能提升： 隨著網絡攻擊的威脅增加，PLC的網絡安全和數據加密功能變得越來越重要。 5. 人機交互與可視化： 與HMI/SCADA係統的集成更加緊密，提供更直觀、友好的操作界麵。 6. 運動控製與伺服驅動集成： 越來越多的PLC具備瞭強大的內置運動控製功能，能夠直接驅動伺服電機，實現高精度定位和同步控製。 7. 邊緣計算與雲協同： PLC將承擔更多的邊緣計算任務，對本地數據進行初步處理和分析，並通過雲平颱實現更高級彆的協同和優化。 結語 PLC控製技術的發展，是工業自動化進步的晴雨錶。從最初的簡單邏輯控製，到如今能夠承擔復雜係統集成和智能化任務的強大平颱，PLC技術不斷革新，推動著工業生産嚮著更高效、更智能、更靈活的方嚮邁進。理解PLC的核心原理、編程方法和廣泛應用，對於任何從事工業自動化領域的人員來說，都至關重要。它不僅是實現自動化控製的基石，更是構建未來智能工廠的關鍵技術之一。

評分☆☆☆☆☆

作為一名剛剛接觸自動化領域的本科畢業生，我對技術書籍的挑選總是格外謹慎，因為我非常害怕讀到那些脫離實際生産環境、隻適閤在實驗室裏驗證的“紙上談兵”式的教材。這本書完全打破瞭我的顧慮。它在介紹各種控製算法和編程結構時，總能巧妙地穿插行業標準和實際故障排除的經驗。舉個例子，關於定時器和計數器的精確應用，書中不僅給齣瞭標準的指令用法，還特彆指齣在強乾擾環境下，如何通過軟件濾波和冗餘邏輯來保證計數值的準確性，這正是教科書往往會忽略的“野路子”智慧。這種注重實用性和魯棒性的寫作態度，極大地增強瞭我的信心。每當我在仿真軟件中遇到無法復現的實際工況問題時，翻閱這本書，總能找到與之對應的思路和解決方案。它的排版和索引設計也十分人性化，使得查找特定知識點非常迅速，這在快節奏的工作學習中，無疑是巨大的加分項。它更像是一位經驗豐富的老技師，手把手地帶著你走進復雜的控製世界，而不是高高在上的理論指導者。

評分☆☆☆☆☆

這本書在結構編排上的“綜閤”體現得淋灕盡緻，它不僅僅關注編程語言本身，更將PLC係統作為一個整體來審視。我特彆欣賞關於電氣安全和EMC（電磁兼容性）在PLC編程與布綫中應用的章節。在很多速成的培訓班裏，大傢隻關注程序跑起來就行瞭，卻忽視瞭電氣安全規範，這在工業現場是極其危險的。這本書詳細闡述瞭安全繼電器、急停迴路與PLC狀態的邏輯聯動設計，以及如何通過閤理的屏蔽和接地措施，來避免PLC因外界電磁乾擾導緻的誤動作。這種對係統可靠性和人員安全的重視，體現瞭作者深厚的行業素養和責任感。閱讀這些章節，我深刻體會到，真正的“控製技術”是包含硬件選型、布綫設計、軟件邏輯和安全規範在內的完整知識體係。作者用清晰、無歧義的語言，將這些看似分散的知識點有機地串聯起來，形成瞭一個完整的知識閉環。對於任何希望係統建立起自己知識體係，而非僅僅掌握皮毛操作的讀者，這本書的價值無可替代。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度，使得它能夠服務於不同層次的技術人員。對於初學者而言，基礎章節的梳理清晰、易於入門；而對於我這種有多年經驗的人來說，書中關於高級功能塊的應用、自定義函數庫的構建，以及如何利用PLC進行初步的數據分析和SPC（統計過程控製）的探討，提供瞭極大的思考空間。最令我印象深刻的是關於故障診斷和維護策略的部分。它不僅僅是列舉瞭常見的錯誤代碼，而是從信號鏈的角度，教會讀者如何係統地追蹤和定位偶發性故障，比如如何通過曆史數據記錄和報警分析來預測設備老化。這種前瞻性的維護思路，遠超齣瞭傳統“壞瞭就修”的模式。全書語言流暢，沒有生硬的翻譯腔，處處流露齣本土化、實戰化的氣息。這本書真正做到瞭將復雜的知識點進行“去魅”，讓晦澀的控製原理變得可以觸摸、可以實踐，是值得反復研讀的工具書和參考手冊。

評分☆☆☆☆☆

我最近一直在努力將自己過去那種依賴於簡單開關量控製的思維模式，升級到更現代的、基於數據和網絡通信的控製架構上。市麵上的很多教材，要麼停留在基礎的輸入輸齣映射，要麼就是直接跳到某個特定品牌高端CPU的專屬功能，中間的過渡和銜接總是顯得生硬。然而，這本書的精彩之處恰恰在於其對“橋梁”的構建。它詳盡地討論瞭如何利用PLC進行工業以太網通信，如何與其他設備（如變頻器、伺服驅動器乃至上位機SCADA係統）進行高效、可靠的數據交換。尤其是關於OPC UA協議在小型項目中應用的實例分析，讓我深感受益。過去，我總覺得這些高級通信協議是留給大型係統集成的專利，閱讀完相關章節後，我意識到即便是中小型生産綫，也能通過閤理的規劃，實現數據采集和遠程診斷，極大地提高瞭維護效率。文字的敘述風格非常嚴謹，數據圖錶清晰，邏輯推演步步為營，完全沒有為瞭湊字數而堆砌內容的感覺，每一個章節都是乾貨的密集呈現。對於追求係統化、現代化控製策略的讀者來說，這本書的價值無法用金錢衡量。

評分☆☆☆☆☆

這部《PLC控製技術(綜閤篇)》的齣版，對於工業自動化領域的實踐者和學習者來說，無疑是一場及時的甘霖。我作為一名常年與自動化設備打交道的工程師，深知理論與實際操作之間常常存在的鴻溝。這本書的編排極具匠心，它沒有陷入那種枯燥的、純粹的理論說教，而是將復雜的控製邏輯通過大量的、貼近生産現場的案例進行瞭生動的解析。特彆是關於高級功能指令的應用部分，作者的講解深入淺齣，讓我這個自詡經驗豐富的人，都能從中找到新的視角來優化我手頭上的項目。比如在處理復雜的配方控製和運動控製集成時，過去我總是在不同手冊間來迴翻閱，耗費大量精力。而這本書係統性地梳理瞭這些集成方案的底層邏輯和最佳實踐，使得原本看似棘手的難題，在閱讀完相關章節後，豁然開朗。它不僅僅是教會你“怎麼做”，更重要的是讓你理解“為什麼這麼做”，這種對原理的透徹把握，纔是真正提升專業能力的關鍵。從基礎的梯形圖思維到麵嚮對象編程思想在PLC中的應用，這本書的廣度令人驚嘆，真正做到瞭“綜閤”二字的體現。對於想要從初級技術員晉升到係統架構師的人來說，這本書是不可多得的良師益友。