可編程控製係統設計與實訓 9787303122004 北京師範大學齣版社

可編程控製係統設計與實訓 9787303122004 北京師範大學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

吳元修 著
圖書標籤:
  • 可編程控製器
  • PLC
  • 工業控製
  • 係統設計
  • 實訓
  • 自動化
  • 電氣工程
  • 傳感器
  • 執行器
  • 控製係統
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店鋪: 晚鞦畫月圖書專營店
齣版社: 北京師範大學齣版社
ISBN:9787303122004
商品編碼:29221317044
包裝:平裝
齣版時間:2011-06-01

具體描述

基本信息

書名:可編程控製係統設計與實訓

定價:39.50元

作者:吳元修

齣版社:北京師範大學齣版社

齣版日期:2011-06-01

ISBN:9787303122004

字數:419000

頁碼:305

版次:1

裝幀:平裝

開本:16開

商品重量:0.481kg

編輯推薦


內容提要


吳元修等主編的《可編程控製係統設計與實訓》以三菱公司的FX2N係列可編程控製器(PLC)為例,以基於工作過程的項目為載體,在相應具體工作任務中介紹瞭PLC的硬件結構和工作原理;PLC的內部編程軟件和指令係統;編程軟件的使用和梯形圖的設計方法。書中從應用角度齣發,基於典型邏輯控製係統、順序控製係統、位置控製係統(步進電動機的控製)、模擬量閉環控製係統(拌膠機的控製)、變頻器控製係統(紡紗捲繞電動機的控製)的設計與安裝等工程實例,旨在培養讀者PLC技術在生産一綫的應用能力,使讀者學會PLC控製係統的設計方法,熟悉PLC控製係統施工與質量驗收規範,瞭解外PLC技術發展動嚮,具有PLC控製係統的安裝、接綫、調試、維護與維修能力,具有利用PLC完成中等復雜程度機電設備控製係統的改造設計能力。本書可作為高職高專院校電氣自動化技術、機電一體化技術、應用電子技術和數控技術等專業的教材使用,也可供企業工程技術人員自學和作為培訓教材使用。建議授課時數為72學時。

目錄


作者介紹


文摘


序言



探尋工業自動化大腦的奧秘:一本關於智能控製係統設計的實踐指南 在日新月異的工業4.0時代,自動化和智能化已成為衡量一個國傢製造業水平的關鍵指標。而支撐這一切核心的,正是那套看不見的“大腦”——可編程控製係統。它如同工業生産的神經中樞,協調著機器的運轉,優化著生産流程,最終實現效率與質量的飛躍。本書並非僅僅羅列枯燥的理論,而是緻力於揭示這套“大腦”的設計理念、核心技術以及實際應用中的種種細節。它將帶領讀者深入探索,如何從無到有地構建一個高效、可靠、智能的工業自動化控製係統。 一、 架設知識的基石:理解可編程控製係統的本質 在開始具體的係統設計之前,首先需要建立對可編程控製係統(Programmable Logic Controller, PLC)的全麵認知。本書將從 PLC 的基本原理齣發,深入剖析其在工業自動化領域扮演的角色和重要性。我們將一同審視 PLC 的發展曆程,瞭解它如何從最初的繼電器控製係統演進而來,並為何能迅速取代傳統的控製方式,成為現代工業自動化不可或缺的組件。 PLC 的核心構成與工作原理: 我們將詳細解析 PLC 的硬件結構,包括中央處理器(CPU)、存儲器、輸入/輸齣(I/O)模塊、通信模塊等。通過深入淺齣地闡述 CPU 的掃描周期、指令執行流程,以及輸入信號如何被讀取、處理,最終輸齣控製信號給執行機構,讀者將能建立起對 PLC 工作機製的直觀理解。 PLC 的優勢與應用領域: 為什麼 PLC 如此受歡迎?本書將列舉並分析 PLC 相較於傳統控製係統的突齣優勢,如靈活性、可重構性、可靠性、易於維護以及強大的通信能力。同時,我們將廣泛介紹 PLC 在不同行業的典型應用案例,從離散製造業的生産綫控製,到過程控製領域的連續性生産調度,再到樓宇自動化、交通控製等,展現 PLC 的廣泛適用性。 PLC 編程語言的演進與選擇: PLC 的核心價值在於其可編程性。本書將係統介紹國際電工委員會(IEC 61131-3)標準下的主流 PLC 編程語言,包括梯形圖(LD)、指令錶(IL)、功能塊圖(FBD)、結構化文本(ST)以及順序功能圖(SFC)。我們會深入探討每種語言的特點、適用場景以及編程技巧,並幫助讀者理解如何根據具體的應用需求選擇最閤適的編程語言,從而編寫齣高效、易讀、易於維護的程序。 二、 鑄就智慧的靈魂:PLC 程序設計與開發 掌握瞭 PLC 的基礎理論,接下來的重點便是如何賦予係統“智慧”。程序設計是 PLC 應用的核心環節,它直接決定瞭自動化係統的功能實現和性能錶現。本書將以實用的角度,引導讀者逐步掌握 PLC 程序的設計與開發過程。 結構化程序設計方法: 在復雜的工業控製係統中,采用結構化程序設計方法至關重要。本書將引入模塊化、層次化等設計理念,講解如何將一個大型控製任務分解為若乾個可管理的子程序或功能塊,從而提高程序的可讀性、可重用性和可維護性。我們將探討如何利用子程序、功能調用、全局變量等機製,構建清晰的程序結構。 關鍵控製算法的設計與實現: 自動化控製的核心在於算法。本書將深入探討幾種在工業自動化中常用的控製算法,並演示如何在 PLC 中實現它們。 順序控製: 針對具有明確操作順序的生産過程,我們將詳細講解順序控製的設計思路,包括狀態機的構建、步進梯形圖(SFC)的應用,以及如何處理異常情況和聯鎖邏輯。 邏輯控製: 對於需要根據輸入條件進行邏輯判斷和決策的場景,我們將闡述各種邏輯門電路(AND, OR, NOT)在 PLC 中的實現方式,以及如何設計復雜的組閤邏輯和時序邏輯。 PID 控製: 在過程控製領域,比例-積分-微分(PID)控製器是最為普遍和有效的控製算法。本書將詳細解析 PID 控製的基本原理,包括比例、積分、微分作用的含義,以及如何進行參數整定(例如 Ziegler-Nichols 方法)。我們還會展示在 PLC 中實現 PID 控製的多種方法,包括使用內置的 PID 功能塊以及自定義實現。 運動控製: 對於需要精確控製電機、伺服等執行機構的運動,本書將介紹伺服驅動器、變頻器的通信與控製,以及如何通過 PLC 實現點位控製、速度控製、位置控製等。 數據處理與通信: 現代自動化係統往往需要處理大量數據,並與其他設備進行信息交互。本書將講解如何在 PLC 中進行數據類型轉換、數據存儲(如寄存器、數據塊)、數據處理(如算術運算、邏輯運算)。同時,我們將重點介紹 PLC 常見的通信協議,如 Modbus(RTU/TCP)、PROFINET、Ethernet/IP 等,以及如何在 PLC 之間、PLC 與上位機(SCADA/HMI)之間進行數據交換,構建集成的自動化網絡。 異常處理與故障診斷: 工業生産過程中難免會遇到各種異常情況和設備故障。本書將強調異常處理在 PLC 程序設計中的重要性,講解如何設計有效的錯誤檢測機製,如看門狗定時器、輸入/輸齣狀態監測、通信錯誤檢測等。我們還將介紹一些實用的故障診斷方法,幫助讀者快速定位問題,減少停機時間。 三、 實踐齣真知:搭建真實的控製係統 理論的海洋固然浩瀚,但隻有通過動手實踐,纔能真正掌握一門技術。本書將打破理論與實踐的隔閡,通過一係列精心設計的實訓項目,引導讀者將所學知識付諸實踐。 硬件選型與組態: 在開始項目之前,我們需要學習如何根據實際需求選擇閤適的 PLC 型號、CPU 模塊、I/O 模塊以及其他外圍設備。本書將提供詳細的硬件選型指南,並指導讀者如何使用 PLC 廠商提供的組態軟件,對硬件進行配置和初始化。 典型實訓項目解析: 我們將選取具有代錶性的工業自動化控製場景,設計一係列循序漸進的實訓項目。 基礎的開關量控製: 例如,控製一個指示燈的亮滅,實現一個簡單的自鎖或互鎖電路。 模擬量控製: 例如,通過溫度傳感器采集溫度,並使用 PID 控製算法控製加熱器的輸齣,實現恒溫控製。 電機正反轉與速度控製: 例如,控製一個三相異步電機的啓停、正反轉,並結閤變頻器實現速度的平滑調節。 流水綫上的物料輸送與分揀: 例如,設計一套簡單的流水綫控製係統,包括傳送帶的啓停、光電傳感器的檢測,以及根據傳感器信號進行物料分揀。 人機界麵(HMI)的集成: 我們將演示如何將 PLC 與 HMI 連接,設計用戶友好的操作界麵,實現數據的顯示、參數的設置以及命令的輸入。 調試與優化: 程序編寫完成後,調試是必不可少的環節。本書將介紹 PLC 的在綫調試技巧,如程序單步執行、變量監視、強製輸入/輸齣等,幫助讀者快速找到並修正程序中的錯誤。同時,我們還將討論如何對係統進行性能優化,例如提高掃描周期,減少不必要的計算,以及優化通信效率。 安全與可靠性考量: 在工業環境中,係統的安全性和可靠性至關重要。本書將融入安全控製的設計理念,例如安全聯鎖、緊急停機迴路的實現,以及對係統冗餘的考慮。我們還將探討一些提高係統可靠性的方法,如硬件故障檢測、軟件容錯設計等。 四、 展望與提升:邁嚮更智能的自動化未來 本書的編寫不僅是為瞭傳授現有的技術,更是為瞭激發讀者對工業自動化未來發展的思考。 工業物聯網(IIoT)與雲平颱集成: 隨著工業物聯網概念的興起,PLC 的角色正在發生轉變。本書將簡要介紹 PLC 如何與 IIoT 平颱集成,實現數據的遠程采集、監控和分析,以及如何利用雲端的大數據和人工智能技術,進一步提升自動化係統的智能化水平。 機器人與自動化設備的協同: 現代工業生産越來越依賴於機器人和各種自動化設備的協同工作。本書將探討 PLC 如何作為協調者,與機器人控製器進行通信和協作,實現更加復雜的生産任務。 持續學習與技術更新: 工業自動化技術發展迅速,持續學習是保持競爭力的關鍵。本書將鼓勵讀者積極關注行業動態,學習新的技術和工具,不斷提升自身的專業技能。 通過對可編程控製係統設計與實訓的深入探討,本書旨在為讀者提供一個係統、全麵、實用的學習平颱。無論您是初學者,還是有一定基礎的工程師,都能從中獲益,掌握設計、開發和應用高效智能工業自動化控製係統的關鍵能力,為推動中國製造業的智能化轉型貢獻力量。

用戶評價

評分

這本書就像一本“內功心法”,讓我深刻理解瞭可編程控製係統的核心奧秘。我之前的理解,可能更多是停留在“招式”層麵,即知道如何使用某些指令,但卻不理解背後的原理。這本書則從根本上改變瞭我的認知。 在講解PLC的硬件結構時,作者並沒有僅僅列齣各種硬件模塊的名稱,而是深入分析瞭它們在整個控製係統中的作用和相互關係。例如,對於輸入模塊,書中詳細解釋瞭如何將外部的開關信號轉化為PLC能夠識彆的數字信號,以及在轉換過程中可能遇到的問題和注意事項。 在軟件編程方麵,除瞭基礎的梯形圖,書中還對其他幾種常用的編程語言,如指令錶(Instruction List, IL)、結構化文本(Structured Text, ST)、功能塊圖(Function Block Diagram, FBD)和順序功能圖(Sequential Function Chart, SFC)進行瞭介紹。作者在講解每種語言時,都強調瞭它們的適用場景和優缺點,並提供瞭相應的實例,讓我能夠根據不同的需求選擇最閤適的編程方式。 書中關於“程序優化”的內容,更是讓我受益匪淺。在實際的工程項目中,程序的效率和可靠性至關重要。作者在這一部分,分享瞭許多提高程序執行速度、減少資源占用、增強程序可讀性和可維護性的技巧。例如,如何閤理地使用定時器和計數器,如何避免不必要的循環和判斷,如何編寫清晰注釋的程序等等。 另外,我注意到書中還對一些“軟”方麵的知識進行瞭探討,例如“項目管理”和“團隊協作”在可編程控製係統設計中的重要性。這讓我認識到,技術本身固然重要,但如何有效地進行項目管理和團隊協作,同樣是完成一個成功項目的關鍵。 總的來說,這本書的價值在於它提供瞭一個全麵、深入的視角來理解可編程控製係統。它不僅僅教授我們如何“做”,更重要的是教會我們“為什麼這樣做”,以及“如何做得更好”。這本書的閱讀過程,是一種智力上的享受,也是一種能力的提升。

評分

我是一名在自動化行業摸爬滾打多年的工程師,對於各種自動化控製係統可謂是瞭如指掌。近期有幸接觸到這本書,起初並未抱有太大的期望,認為市麵上這類書籍早已良莠不齊,很難再有驚喜。然而,這本書的齣現,無疑刷新瞭我對“教科書”的認知。 它在設計理念上,並沒有固步自封於傳統的PLC編程方法,而是積極引入瞭當下最新的技術發展趨勢,並將其巧妙地融入到理論講解和實訓設計之中。書中對於一些前沿的通信協議,例如EtherNet/IP和PROFINET的介紹,以及它們在現代可編程控製係統中的應用,都寫得頗具深度。 更讓我感到驚喜的是,作者在闡述復雜概念時,能夠運用類比和比喻的手法,將抽象的原理具象化。例如,在解釋PID(比例-積分-微分)控製算法時,作者並沒有僅僅給齣數學公式,而是將其比作“醫生給病人調整藥量”的過程,從“感覺病人燒得厲害(比例)”、“病人反復發燒(積分)”到“預測病人未來體溫變化(微分)”,層層遞進,將PID控製的三個環節的意義和作用清晰地展現在讀者麵前。 這本書的實訓部分,也更加注重培養解決實際問題的能力。它不僅僅是提供一個簡單的程序框架,而是鼓勵讀者在已有框架的基礎上進行二次開發和創新。書中提齣的挑戰性問題,往往需要讀者結閤所學知識,進行深入的分析和思考,並最終找到最優的解決方案。這對於鍛煉工程師的獨立思考能力和問題解決能力,具有非常重要的意義。 此外,書中的內容組織結構嚴謹,邏輯性極強。每個章節的知識點都層層遞進,前後呼應,形成瞭一個完整的知識體係。閱讀過程中,我能夠清晰地感受到作者在知識結構設計上的匠心獨運,仿佛在跟隨一位經驗豐富的導師,一步步地引領我深入探索可編程控製的奧秘。

評分

這本書的封麵設計雖然樸實,但其內容卻著實令人眼前一亮。作為一名剛剛接觸可編程控製領域的新手,我在閱讀這本書的過程中,仿佛打開瞭一扇新世界的大門。書中並沒有上來就拋齣晦澀難懂的專業術語,而是循序漸進地引導我理解PLC(可編程邏輯控製器)的基本原理,從它最核心的構成到各種功能模塊的詳解,都描繪得細緻入微。 尤其讓我印象深刻的是,作者在講解每一個概念時,都配有大量的實際案例和圖示。這些圖例不僅僅是簡單的示意圖,而是能夠直觀地展現齣指令的執行過程、信號的流轉方嚮,甚至是不同模塊之間的連接方式。這對於我這種需要“看到”纔能理解的人來說,簡直是福音。 在學習過程中,我發現書中關於梯形圖(Ladder Diagram)的講解尤為詳盡,幾乎涵蓋瞭所有常用的觸點、綫圈以及指令。每一種指令的用法,作者都通過簡單的邏輯關係進行闡述,並配閤實際的控製場景進行分析,讓我能夠快速掌握如何運用梯形圖來設計和實現各種控製邏輯。 而且,書中不僅停留在理論層麵,還融入瞭大量的實訓環節。這些實訓項目的設計,從基礎的開關量控製到復雜的模擬量處理,都緊密結閤瞭工業生産中的實際需求。我能夠跟隨書中的步驟,一步步地搭建電路、編寫程序,並在模擬環境中進行調試。這種“學以緻用”的學習方式,極大地增強瞭我對知識的理解和掌握程度,也讓我對未來的工作充滿瞭信心。 這本書的語言風格也很值得稱贊。作者在保證專業性的同時,並沒有使用過於學術化的語言,而是以一種清晰、簡潔、易於理解的方式進行闡述。這使得即使是初學者,也能在閱讀過程中感到輕鬆愉快,不會因為語言的障礙而産生畏難情緒。

評分

作為一個對嵌入式係統和自動化控製領域充滿好奇的學習者,我一直在尋找一本能夠將理論知識與實際操作完美結閤的書籍。偶然的機會,我翻開瞭這本書,立刻就被它所吸引。它就像一位經驗豐富的嚮導,帶領我一步步深入探索可編程控製係統的奇妙世界。 書中對於PLC內部工作原理的講解,非常到位。它不僅介紹瞭CPU的工作流程、存儲器的結構,還深入剖析瞭掃描周期的概念,以及如何通過掃描周期來理解PLC程序的執行過程。這對於我理解PLC的“思考”方式,有著至關重要的作用。 在程序設計的層麵,書中對於指令係統的講解,可謂是麵麵俱到。從基礎的邏輯指令、定時器、計數器,到更復雜的位指令、字指令,甚至是一些比較和運算指令,作者都進行瞭詳細的介紹,並提供瞭豐富的示例。我發現,通過對這些指令的熟練掌握,幾乎可以實現任何復雜的控製邏輯。 讓我感到特彆驚喜的是,書中還涉及瞭一些關於人機界麵(HMI)的設計和應用。在現代自動化係統中,HMI扮演著越來越重要的角色,它能夠直觀地展示係統運行狀態,並提供方便的操作界麵。這本書對HMI的設計原則、常用控件的使用,以及與PLC的數據交換等內容,都進行瞭清晰的闡述,為我打開瞭另一扇重要的學習之門。 而且,這本書的排版設計也十分考究。清晰的標題、易讀的字體、閤理的段落劃分,都讓閱讀體驗變得非常舒適。同時,書中穿插的各種錶格和流程圖,也為內容的理解提供瞭極大的便利,讓我能夠更快速地抓住關鍵信息。 總而言之,這本書的優點數不勝數。它不僅內容詳實、條理清晰,而且在理論與實踐的結閤上做得尤為齣色,對於渴望掌握可編程控製係統技術的讀者來說,絕對是一本不可多得的優秀教材。

評分

這是一本我一直以來都在尋找的書,它準確地填補瞭我知識體係中的一個重要空白。我之前對可編程控製係統的理解,主要停留在一些零散的知識點上,缺乏一個係統性的框架。這本書的齣現,恰好為我構建瞭一個清晰、完整的知識圖譜。 在閱讀過程中,我被作者對於細節的關注程度所摺服。無論是元器件的選型,還是接綫方式的規範,亦或是程序設計的注意事項,書中都給齣瞭詳盡的指導。這些細節雖然看似微小,但在實際的工程應用中,卻往往是決定項目成敗的關鍵因素。 書中對於不同品牌的PLC(如西門子、三菱、歐姆龍等)的通用性和兼容性問題,也進行瞭深入的探討。作者並沒有將重點放在某個特定品牌的PLC上,而是側重於講解其背後的通用原理和編程思想。這使得讀者在學習後,能夠更輕鬆地適應不同品牌PLC的編程環境,具備更強的通用性。 我特彆喜歡書中關於“故障診斷與排除”的部分。在實際的工業生産中,設備的故障是不可避免的,而如何快速準確地找到並解決問題,則是一項至關重要的技能。這本書為我們提供瞭係統性的故障分析方法和排除技巧,例如通過PLC的狀態指示燈、報警信息以及程序邏輯的分析,來定位故障原因。 而且,書中在講解過程中,非常注重理論與實踐的結閤。作者不僅提供瞭大量的理論知識,還穿插瞭許多實際案例的分析,讓我們可以將理論知識運用到實際場景中去。這些案例的分析,往往是從問題的産生、原因的分析到解決方案的實施,都進行瞭詳細的闡述,為我們提供瞭一個完整的解決問題的思路。 整體而言,這本書的知識密度很高,但敘述方式卻非常清晰流暢,讓我能夠高效地吸收和理解其中的內容。它不僅是一本學習PLC編程的入門指南,更是一本幫助我提升實際工程能力的寶貴參考。

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