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出版者:機械工業

作者:崔堅

出品人:

頁數:382

译者:

出版時間:2007-6

價格:49.00元

裝幀:

isbn號碼:9787111212072

叢書系列:

圖書標籤:

• PLC
• S7
• 西門子
• 可編程控製器
• 自動化
• 工業控製
• 編程
• 技術
• 電氣
• 維修

《工業自動化基礎與實踐》 本書深入淺齣地介紹瞭工業自動化領域的核心概念、關鍵技術以及實際應用。旨在為讀者構建一個紮實的工業自動化知識體係，並提供豐富的實踐指導，使其能夠更好地理解和掌握現代工業生産的自動化控製流程。 第一部分：工業自動化的基石 本部分將係統闡述工業自動化的基本原理和發展曆程，幫助讀者理解自動化技術如何改變製造業的麵貌。 工業自動化的起源與演進： 從早期機械化到電氣化，再到信息技術時代的飛躍，迴顧工業自動化發展的關鍵裏程碑。探討不同發展階段的特點、麵臨的挑戰以及帶來的變革。 自動化係統的構成要素： 詳細介紹構成一個完整自動化係統的基本組成部分，包括傳感器、執行器、控製器、人機界麵（HMI）以及通信網絡。深入剖析各類組件的功能、選型原則以及相互之間的協作關係。 過程控製基礎： 介紹PID控製、模糊控製、自適應控製等經典的過程控製策略。通過實例講解如何根據被控對象的特性選擇閤適的控製算法，以及如何進行控製參數的整定以達到最佳的控製效果。 運動控製原理： 闡述伺服驅動、步進電機等運動控製技術的基本原理。介紹如何實現精確的位置、速度和力矩控製，並探討其在機器人、數控機床等領域的應用。 離散事件係統與順序控製： 講解如何對具有離散狀態變化的係統進行建模和控製，例如生産綫上的開關、傳送帶的啓停等。介紹順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）等常用的編程方法，以及如何設計和實現可靠的邏輯控製。 第二部分：核心自動化技術解析 本部分將聚焦於構成現代工業自動化係統的關鍵技術，深入剖析其工作原理和應用場景。 工業通信網絡： 詳細介紹現場總綫（如PROFIBUS、PROFINET、EtherNet/IP）和工業以太網等主流的工業通信技術。闡述其在數據傳輸、設備互聯、實時性保障等方麵的優勢，並分析不同網絡的特性與選擇依據。 傳感器技術詳解： 涵蓋光電傳感器、接近傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器等多種常用傳感器的技術原理、結構特點、性能指標以及選型注意事項。 執行器與驅動技術： 介紹各種類型的執行器，如氣動執行器、液壓執行器、電動執行器（包括伺服電機和步進電機）等。分析其工作原理、響應速度、負載能力以及與控製係統的匹配。 人機界麵（HMI）設計與應用： 探討HMI在工業自動化係統中的重要作用，包括設備監控、參數設置、報警處理、操作指導等。介紹HMI的設計原則、常用功能模塊以及與PLC的集成方法。 機器視覺與圖像處理： 介紹機器視覺的基本原理，包括圖像采集、預處理、特徵提取、模式識彆等。講解其在産品檢測、尺寸測量、缺陷識彆、定位引導等方麵的應用。 工業物聯網（IIoT）與邊緣計算： 探討IIoT如何將工業設備連接到互聯網，實現數據采集、分析與共享。介紹邊緣計算在降低延遲、提高響應速度、優化數據處理方麵的作用。 第三部分：自動化係統集成與實踐 本部分將指導讀者如何將理論知識應用於實際工程，並探討自動化係統的設計、實施和維護。 自動化係統項目生命周期： 詳細介紹一個自動化項目從需求分析、方案設計、設備選型、編程調試、現場安裝到運行維護的整個過程。 自動化係統集成方法： 探討不同自動化組件（如PLC、HMI、變頻器、機器人）之間的集成策略和技術要點，確保係統的協同工作和整體性能。 故障診斷與排除： 介紹常見的自動化係統故障類型，以及係統化的故障診斷流程和常用工具。提供有效的故障排除方法，幫助維護人員快速恢復生産。 自動化係統的安全考量： 關注工業自動化係統的網絡安全和功能安全。介紹相關的標準和法規，以及保障係統安全運行的措施。 未來趨勢與展望： 探討人工智能、大數據、數字孿生等新興技術在工業自動化領域的應用前景，以及智能製造的未來發展方嚮。 適用人群： 本書適閤從事工業自動化工程、機械設計、電氣工程、生産管理等工作的專業人士，以及對工業自動化技術感興趣的在校學生和技術愛好者。通過閱讀本書，讀者將能夠全麵掌握工業自動化的基本原理和實踐技巧，為提升工業生産效率和智能化水平奠定堅實基礎。

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我花瞭整整一個周末的時間，沉浸在這本關於西門子S7控製器的專著中，最大的感受是作者在細節處理上的那種近乎偏執的嚴謹性。舉個例子，書中關於數據塊（DB）的尋址方式，不僅列舉瞭所有可能的絕對地址和間接地址的寫法，還詳細對比瞭在不同版本S7-300/400硬件環境下，這些尋址方式在執行效率和程序可讀性上的細微差彆。這種深挖到硬件寄存器層麵的講解，在很多現代教材中已經非常罕見瞭，因為現在的教材更傾嚮於使用高級功能塊來屏蔽底層細節。但是，對於一個追求極緻性能或者需要在實時性要求極高的場閤進行優化的工程師來說，這種“硬核”的知識是至關重要的。閱讀過程中，我感覺自己仿佛在和一位經驗豐富的老專傢對話，他不僅告訴你“怎麼做”，更重要的是告訴你“為什麼必須這麼做”，以及“不這麼做會帶來什麼後果”。書中的插圖雖然是黑白的，但綫路圖和程序流程圖的邏輯清晰度，遠超許多彩色圖冊，這再次證明瞭內容質量遠比包裝重要。

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這本書的封麵設計得相當有年代感，那種深藍色的底色配上略顯粗獷的字體，一下子就把人拉迴到瞭那個自動化技術正在蓬勃發展的時代。我記得我拿到這本書時，首先被它的厚度給“震懾”瞭一下，這顯然不是那種蜻蜓點水的入門讀物，更像是一部沉甸甸的工具手冊。我翻開目錄，發現它對基礎理論的講解非常紮實，幾乎把早期的邏輯控製概念都掰開瞭揉碎瞭講。特彆是關於梯形圖編程的早期規範和指令集的分析，簡直是教科書級彆的詳細，對於想要深入理解S7係統底層工作原理的工程師來說，絕對是不可多得的參考資料。雖然現在市麵上有很多更新的技術和更直觀的軟件界麵，但掌握這些“老底子”的邏輯，能讓你在麵對復雜的曆史項目或者故障排查時，顯得遊刃有餘。這本書的價值就在於它的“根正苗紅”，它記錄瞭一個時代的烙印和技術演進的脈絡，讀起來有一種追本溯源的滿足感。它不像某些新書那樣追求花哨的視覺效果，而是用最樸實的文字，構建起一個嚴謹的技術知識體係，對於我們這些老一輩的工程師來說，是案頭必備的“壓艙石”。

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坦率地說，這本書的閱讀體驗並不輕鬆，它要求讀者具備一定的工業電氣基礎和初步的PLC概念。我記得我剛接觸自動化那會兒，光是理解書中關於循環中斷和時鍾存儲區交互的部分，就讓我撓瞭好幾天的頭皮。它沒有用那些“小白”喜歡的比喻來軟化技術難點，而是直接拋齣瞭最原始的工程問題和對應的解決方案。這種直給式的教學方法，對初學者可能不太友好，但對於已經有一定經驗，想要突破技術瓶頸，從“會用”到“精通”的中間層技術人員來說，簡直是醍醐灌頂。我特彆欣賞它在故障診斷那一章的敘述方式，它不是簡單地羅列錯誤代碼，而是將硬件故障、軟件邏輯錯誤、通信中斷等場景，構建成一係列完整的案例分析，引導讀者一步步進行邏輯推理，直到定位問題的根源。這種“手把手”的分析過程，比單純背誦手冊要有價值得多，它培養的是一種解決問題的係統思維框架。

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這本書的裝幀和排版，明顯帶著上世紀末或本世紀初的技術書籍的風格，字體選擇偏嚮於宋體和仿宋的混閤，行間距相對緊湊，這使得整本書在視覺上給人一種“信息密度極大”的感覺。但奇怪的是，盡管信息量如此龐大，我卻很少感到閱讀疲勞，這歸功於作者精妙的章節劃分和主題的層層遞進。比如，當講到模擬量處理時，它首先迴顧瞭S7的基本數據類型，然後引入瞭標準化的量程轉換公式，最後纔討論到如何利用係統函數塊（SFCs）進行更高效的PID前饋補償。整個知識鏈條是完整的、自洽的，沒有齣現前後矛盾或者知識點跳躍的情況。我感覺這本書更像是一套係統的內部培訓教材，而不是麵嚮大眾的科普讀物。它專注於構建一個穩固的S7知識體係結構，而不是僅僅介紹最新的軟件功能。對於那些追求技術深度和係統完整性的學習者而言，這種穩健的結構性安排，是極其寶貴的財富。

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我手裏這本是早期的影印版，紙張的觸感略顯粗糙，但正是這份樸實，讓我更能專注於文字本身的力量。這本書最讓我感到驚喜的一點，是它對早期編程語言——特彆是STL（Statement List，助記符）的重視程度。在當前流行的KOP/FUP編程環境下，很多工程師對STL已經感到陌生甚至抗拒，認為它晦澀難懂。然而，書中用大量的篇幅，係統地解釋瞭STL的底層操作和指令集的精確含義，強調瞭它是理解CPU執行流程的“鑰匙”。作者通過對比不同編程語言實現同一邏輯功能時的代碼效率和可維護性，有力地論證瞭掌握匯編級思維的重要性。這不僅僅是關於S7的知識，更是一種對底層計算原理的尊重和理解。通過這本書，我不僅學會瞭如何編寫更優化的S7程序，更重要的是，我重新審視瞭“編程”這件事的本質——即如何用最精煉的指令去指揮冰冷的機器高效運作。這本書，更像是一本修煉內功的武功秘籍，而不是一套花架子的招式演示。

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