具体描述
《可编程控制器技术及应用》以OMRON公司的CPM1A系列PLC为背景机，详细介绍了可编程控制器（PLC）的结构组成、工作原理、指令系统、编程方法、网络通信以及PLC在控制系统中的实际应用等內容。《可编程控制器技术及应用》语言通俗易懂、实例多、实用性强，可作为工科院校工业自动化、电气技术、机电一体化及相关专业的教材，也可作为工程技术人员的参考用书。
《现代电气控制系统设计与实践》 书籍简介 本书系统地阐述了现代电气控制系统的设计、构建、调试与维护的全过程。内容聚焦于当前工业自动化领域的核心技术，旨在为工程技术人员和高级技工提供一套全面且实用的操作指南。全书严格遵循工程实践的逻辑顺序，从系统需求分析入手，逐步深入到硬件选型、软件编程、网络通信以及最终的现场调试与故障诊断。 第一部分：电气控制系统基础理论与工程化思维 本部分为构建复杂控制系统奠定坚实的理论基础。首先，对传统电气控制原理进行了深入回顾，重点剖析了继电器控制电路的局限性及其向固态控制过渡的必然性。随后，引入了工业控制系统（ICS）的整体架构概念，包括操作层、监控层和管理层，明确了各层级的功能与接口标准。 在理论层面，详细讲解了电气元件的可靠性设计原则，特别是关于电磁兼容性（EMC）和抗干扰措施的工程实践方法。我们探讨了如何基于环境条件（如温度、湿度、振动）和负载特性（如启动电流、连续电流、短路能力）进行精确的元件选型，而非简单地依赖手册参数。特别辟出章节讲解了低压配电系统的安全规范（如IEC 60364系列标准的应用），确保所有设计符合最新的安全法规要求。此外，还引入了工程项目管理的基本流程，强调了从概念设计到最终验收的文档控制和版本管理的重要性。 第二部分：传感器、执行器与信号调理技术 控制系统的“眼睛”和“手脚”是其感知和执行能力的体现。本部分专注于先进的输入/输出（I/O）技术。 在传感器方面，我们摒弃了对基础电阻式、电容式传感器的泛泛介绍，转而聚焦于高精度、高可靠性的工业级传感器，如磁致伸缩位移传感器、超声波测距仪、和基于光纤技术的环境监测元件。详细分析了不同传感器信号的特性（如电压、电流、脉冲、数字编码）及其在噪声环境下的信号衰减和漂移问题。 信号调理是保证数据准确性的关键步骤。书中详述了隔离放大器、滤波器设计（包括Sallen-Key拓扑在工业信号处理中的应用）、零点漂移补偿技术。对于过程控制中常见的4-20mA标准，本书提供了不同负载阻抗下的精确驱动电路设计案例，并详细论述了如何利用数字电位器和高速模数转换器（ADC）实现高分辨率的模拟量采集。 执行器部分则侧重于变频驱动器（VFD）和伺服系统的深度应用。不仅介绍了VFD的控制方式（V/f控制、矢量控制、直接转矩控制），还提供了不同负载类型（如泵、风机、卷绕机）的最佳参数配置策略。伺服系统部分，重点剖析了位置环、速度环、电流环的PID参数整定方法，特别强调了共振抑制和限位开关的硬件/软件协同保护机制。 第三部分：工业网络通信与数据集成 现代控制系统是高度互联的，可靠的通信是实现分布式控制的前提。本书深入探讨了当前主流的工业以太网协议，如EtherNet/IP、PROFINET、EtherCAT，并对其实时性、数据帧结构和同步机制进行了详细对比分析。 重点讲解了现场总线技术，如PROFIBUS DP/PA和CANopen在不同应用场景中的优势与局限。对于数据集成，我们详细介绍了OPC UA（统一架构）在实现跨平台、跨供应商数据互操作性方面的作用，并提供了基于OPC UA服务器搭建小型工业物联网（IIoT）边缘计算节点的实践步骤。 网络安全是工业通信不可忽视的一环。书中提供了一套实用的网络分段、访问控制列表（ACL）配置指南，以及在操作层实施加密通信的初步方法，帮助工程师构建更具防御性的控制网络。 第四部分：控制算法的工程实现与高级调试 在控制算法层面，本书避免了纯粹的数学推导，而是将重点放在算法在实际硬件平台上的高效实现和性能优化上。 PID控制的深入讨论包括：如何根据系统动态特性（如纯滞后时间、惯性环节）自动计算出合适的初始PID参数；如何实现抗积分饱和、前馈控制和动态失配补偿等高级控制策略。 对于离散事件系统（DES）和顺序控制，详细阐述了状态图（State Transition Diagram）和顺序功能图（SFC）的规范化绘制与编程实现。书中提供了多个复杂的机器联动案例，演示了如何使用结构化文本（ST）语言高效地实现多任务并行和资源互斥访问。 调试部分是本书的实践高潮。提供了标准的“三步调试法”（I/O点检、开环测试、闭环调优）的操作流程。书中详细列举了诸如：伺服系统回差（Backlash）补偿、温度控制回路的欠阻尼振荡消除、以及如何利用示波器和逻辑分析仪捕获并分析高速数字信号异常的实战技巧。 第五部分：系统可靠性、维护与生命周期管理 控制系统的长期稳定运行依赖于完善的维护策略。本部分关注系统的可维护性和寿命周期管理。 可靠性工程方面，讲解了冗余架构的设计（如I/O卡件、通信链路的冗余配置），以及热插拔技术的应用。维护性方面，重点介绍了基于日志分析和历史趋势数据（Historian）的预测性维护方法，如何通过监测设备运行参数的微小变化来预警潜在故障。 最后，本书提供了详尽的文档编制规范，包括电气原理图、接线图、I/O分配表、程序注释规范等，确保系统在交接、升级或故障发生时，维护人员能够快速理解和干预，最大程度缩短停机时间。 适用读者对象： 工业自动化、电气工程、机电一体化等专业的本科生及研究生。 从事设备设计、系统集成、自动化维护和生产线升级的工程技术人员。 希望掌握现代工业控制系统设计与实践的技能型技师。
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