电气控制与PLC

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页数:369
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出版时间:2009-5
价格:36.00元
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isbn号码:9787115192479
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图书标签:
  • 电气控制
  • PLC
  • 自动化
  • 工业控制
  • 继电器
  • 可编程逻辑控制器
  • 电路
  • 传感器
  • 电机控制
  • 技术
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具体描述

《电气控制与PLC》遵循“以能力培养为核心,以技能训练为主线,以理论知识为支撑”的编写思想,以“管用、适用、够用”为原则,按照“基于工作过程的教学模式”编写而成,充分体现了教材的科学性、先进性、实用性和可操作性。《电气控制与PLC》是一本理论与实训一体化的教材,集理论知识、技术应用、工程设计和创新思维于一体,以35个实训贯穿始终,内容涵盖了PLC的组成、工作原理、编程工具、指令系统、特殊功能模块、变频器及其综合应用。《电气控制与PLC》可作为大中专院校机、电类专业的理论与实训教材,也可作为技能培训教材,还可供相关工程技术人员参考。

《现代自动化系统集成:传感器、执行器与数据通信》 在当今工业生产和智能制造的浪潮中,高效、可靠的自动化系统已成为企业核心竞争力的关键。本书深入剖析了构成现代自动化系统的三大基石:传感器、执行器以及它们之间至关重要的数据通信技术。我们不再拘泥于单一的控制平台,而是将视野放宽至整个自动化系统的集成层面,旨在帮助读者建立起系统化、全局化的认知。 第一部分:感知世界的“眼睛”与“耳朵”——先进传感技术 本部分将带领您走进纷繁复杂的传感器世界,探寻它们如何将物理世界的各种信号转化为机器可识别的数据。我们将从基础的分类与原理入手,逐步深入到各类主流传感器的技术细节与应用场景: 测温技术: 深入讲解热电偶、热电阻、红外测温、光纤测温等原理,分析它们在不同温度范围、环境下的适用性,并探讨高精度、快速响应测温解决方案。 压力与液位测量: 详细介绍各种压力传感器(如压阻式、电容式、应变式)及液位传感器(如浮球式、超声波式、雷达式、电容式)的工作原理,重点阐述其在化工、食品、水处理等行业中的具体应用,以及如何应对腐蚀性介质、高温高压等复杂工况。 流量监测: 全面覆盖电磁流量计、涡轮流量计、超声波流量计、质量流量计等主流技术,分析它们在不同流体(导电、非导电、粘稠、气态)测量时的优劣势,并提供选型指南。 位移与接近检测: 详细介绍光电传感器、感应式传感器、电容式传感器、超声波传感器、编码器等在非接触式或接触式位移测量、物体存在检测方面的原理和应用,特别是针对精密位移和恶劣环境下的解决方案。 力与扭矩传感: 剖析应变片式、压电式、电磁式等力传感器和扭矩传感器的基本原理,以及它们在质量检测、机器人末端执行、发动机性能测试等领域的关键作用。 视觉与图像处理: 介绍工业相机、图像传感器、机器视觉系统的基础知识,探讨如何通过图像采集、处理和分析实现自动化检测、识别、定位等任务,为智能化生产提供“眼睛”。 环境与气体检测: 涵盖温湿度传感器、气体传感器(如CO、CO2、VOCs、可燃气等)、粉尘传感器等,分析其工作机制,并展示其在安全监控、环境监测、质量控制中的重要价值。 第二部分:驱动世界的“手”与“脚”——高效执行器技术 有了“感知”的能力,还需要“行动”的执行器来完成实际工作。本部分将聚焦于各种驱动装置,解析它们如何根据控制信号精确、有力地执行指令: 电机驱动系统: 直流电机与交流电机: 深入讲解不同类型直流电机(有刷、无刷)和交流电机(同步、异步)的结构、工作原理,以及相应的驱动方式。 步进电机与伺服电机: 详细分析步进电机的高精度定位特性与伺服电机的闭环控制优势,介绍不同控制模式(开环、半闭环、全闭环)及其适用场景。 变频器(VFD)与伺服驱动器: 重点阐述变频器在交流电机调速、节能降耗方面的原理与应用,以及伺服驱动器如何实现高精度、高动态性能的运动控制。 气动与液压执行器: 气动元件: 详尽介绍气缸(直线运动)、气动马达(旋转运动)、气动阀门(控制流体)、气动逻辑元件等,分析其响应快、易于控制的特点,并探讨其在轻载、高速、易燃易爆环境下的应用。 液压元件: 深入讲解液压泵、液压马达、液压缸、方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀等,分析其输出力大、精度高的优势,以及在重载、高精度、精密控制等领域的不可替代性。 电磁阀与比例阀: 介绍电磁阀在快速开关控制中的应用,以及比例阀和伺服阀在实现连续、精确流量或压力调节中的作用。 其他执行器: 探讨如热执行器、压电陶瓷执行器等在特定场合下的应用,以及它们如何实现微小位移、精密调节等功能。 第三部分:连接世界的“神经”——数据通信与网络技术 传感器和执行器只有通过可靠高效的数据通信才能形成协同工作的自动化系统。本部分将重点介绍工业通信的现状与发展趋势: 串行通信协议: RS-232/485/422: 详细讲解这些经典串行通信协议的电气特性、通信方式、传输距离和应用范围,分析其在点对点、多点通信中的优劣。 Modbus协议: 深入剖析Modbus RTU、Modbus TCP等协议的报文结构、功能码和应用模式,以及其在不同设备间数据交换中的广泛应用。 现场总线技术: Profibus/Profinet: 详细介绍Profibus(DP、PA)在现场设备连接中的可靠性和高效性,以及Profinet在工业以太网领域的快速发展和优势。 EtherNet/IP: 探讨EtherNet/IP如何将标准以太网技术应用于工业自动化领域,实现设备层、控制层和管理层的信息共享。 CC-Link/CC-Link IE: 分析CC-Link系列总线在亚洲市场的普及率,以及CC-Link IE在高速、大容量数据传输中的能力。 DeviceNet: 介绍DeviceNet在工业设备互联中的简单性、经济性和易用性。 工业以太网: 重点阐述工业以太网的优势,包括高带宽、灵活性和标准化,以及其在实现复杂自动化系统集成中的关键作用。 无线通信技术: 探讨工业Wi-Fi、LoRa、NB-IoT等在无线传感器网络、移动设备通信、远程监控等场景下的应用,以及其在降低布线成本、提高灵活性方面的优势。 OPC UA: 详细介绍OPC UA作为一种开放、平台独立、面向服务的通信协议,如何实现异构系统之间安全、可靠的数据互通,是迈向工业4.0的关键技术。 网络安全: 简要探讨工业网络安全的重要性,以及相关的防护策略和技术。 第四部分:系统集成与实践应用 本部分将前面三部分的技术融会贯通,展示如何在实际工程中进行系统集成,并结合典型应用案例进行说明: 系统设计原则: 强调模块化设计、标准化接口、可扩展性、可靠性与易维护性等原则。 传感器与执行器的选型: 提供基于应用场景、性能要求、成本效益的选型流程和注意事项。 通信网络的构建与配置: 讲解不同通信协议的组网方式、设备地址分配、参数配置等。 数据采集与处理: 介绍如何从传感器获取数据,进行滤波、校准、数据转换等处理,为上位机或云平台提供可用数据。 典型应用案例分析: 智能生产线: 如何集成各类传感器、执行器,通过工业网络实现物料追踪、质量检测、过程控制、机器人协同等。 楼宇自动化: 如何实现环境监测、安防控制、能耗管理等子系统的互联互通。 智能仓储: 如何利用AGV、堆垛机、输送线等实现自动化存取、分拣、搬运。 过程控制系统: 在化工、制药等行业中,如何通过传感器、执行器和强大的通信网络实现对温度、压力、流量、液位等关键参数的精确控制。 未来发展趋势: 展望工业物联网(IIoT)、边缘计算、人工智能(AI)在自动化系统集成中的应用,以及数字化孪生等前沿技术。 本书内容力求深入浅出,理论与实践相结合,旨在为广大从事自动化工程、机械工程、电子工程、电气工程等相关领域的工程师、技术人员、在校学生提供一份系统、全面的参考资料,帮助他们更好地理解和掌握现代自动化系统的核心技术,提升系统集成能力,应对日益复杂的工业挑战。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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购买这本书之前,我曾尝试过几本侧重于西门子或罗克韦尔特定平台的书籍,但总觉得学到的知识太过片面,一旦遇到不同品牌的设备就束手无策。《电气控制与PLC》的优秀之处在于它强调了底层控制理念的普适性。作者巧妙地避开了过多深入特定品牌底层架构的细节,转而聚焦于Ladder Diagram(梯形图)、Function Block Diagram(功能块图)等IEC 61131-3标准语言的通用思想。书中关于数据类型和内存结构的解释非常系统,它让我明白了不同数据类型在PLC内部是如何映射和管理的,这对于进行跨平台的数据交换和故障分析至关重要。此外,它对PID控制的介绍并非高深的数学公式堆砌,而是侧重于如何根据现场反馈来整定P、I、D参数,以及在PLC中如何配置和监控这些参数的变化趋势,具有极强的操作指导性。这本书的逻辑层次感极强,从基础的逻辑运算到复杂的串行通讯,每一步的过渡都处理得非常平滑自然。阅读完后,我感觉自己对“自动化”这个概念的理解不再停留在表面的“搭积木”,而是上升到了对整个控制系统的结构化设计层面。

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我是一名大学里的电气工程专业学生,在学习过程中,总是觉得书本上的理论知识与实际工业现场存在一定的脱节感。这本《电气控制与PLC》成功地架起了这座桥梁。它在阐述布尔逻辑和梯形图转换时,非常注重从物理开关和接触器逻辑的演变过程来讲解,这使得我们更容易理解为什么PLC会以现在这种形式存在和工作。作者对于中断程序(Interrupts)的讲解尤为精彩,它清晰地划分了周期中断、外部中断和断电中断的使用场景,并结合实例说明了在高速对中或紧急停止时,中断程序如何保证控制的实时性和优先级。更让我印象深刻的是,书中穿插了一些小型项目的设计思路,比如一个简单的自动包装机的控制逻辑,从需求分析、硬件选型到最终的程序编写,形成了一个完整的闭环学习体验。它引导我们思考的不仅仅是“如何实现功能”,更是“如何实现一个健壮、可靠、易于维护的功能”。虽然在最新的工业4.0概念和云端集成方面略有保留,但就PLC核心技术的掌握而言,这本书的深度和广度都达到了一个非常高的水准,是为打下扎实基础而量身定做的一本好教材。

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我最近在尝试理解更深层次的工业网络通讯协议,翻阅了不少资料,最终还是觉得这本《电气控制与PLC》在基础巩固上做得最为出色。它并没有一上来就陷入那些复杂的Profibus或EtherNet/IP的细节泥潭,而是先把“控制”这个核心概念彻底敲实。作者对I/O寻址、数据块的组织方式讲解得极其透彻,这就像盖房子打地基一样重要。我记得有一章专门讲了定时器和计数器的应用,它没有仅仅停留在T/C指令的用法上,而是详细分析了在批处理生产线中如何利用它们实现精确的时间同步和物料计数,甚至提到了不同扫描周期对这些元件精度的影响,这一点在很多教材中都被忽略了。书中对于故障诊断和维护的部分也值得称赞,它提供了一套逻辑清晰的排查流程,从硬件指示灯检查到软件逻辑追溯,层层递进,非常符合实际现场工作的需求。特别是对SFC(顺序功能图)的介绍,它用一种非常优雅的方式展示了如何将复杂的、分步进行的任务结构化,这对于提升程序的可读性和可维护性有着立竿见影的效果。虽然这本书在高级运动控制方面着墨不多,但它为理解后续更复杂的算法提供了坚实的理论基础和操作经验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性简直超乎我的预期,我是一个刚刚接手设备维护工作的技术员,很多操作手册上的术语对我来说如同天书。但《电气控制与PLC》这本书,它的语言风格非常接地气,仿佛旁边就坐着一位经验丰富的前辈在耐心指导。比如,关于安全回路的设计,书中不仅给出了标准的电气原理图,还特别标注了不同安全等级要求的继电器选型和冗余设计,这一点对于保障人身安全至关重要。我最欣赏的是它在软件模拟仿真方面的介绍,书中详细介绍了如何利用软件工具对编写的程序进行离线测试,这极大地减少了我们在昂贵生产设备上试错的风险。通过书中的指导,我很快就掌握了如何使用在线调试功能,实时查看内部变量和强制输出,这使得排查现场的突发故障变得高效得多。此外,它对程序注释和文档化的重要性的强调,也让我养成了良好的编程习惯。虽然书本的厚度不薄,但每一页的知识密度都很高,没有一句废话,完全是干货满满。对于我们这些一线工人来说,这本书无疑是一把迅速提升实战能力的好工具。

评分☆☆☆☆☆

这本《电气控制与PLC》的书实在是太对我的胃口了!我之前对继电器控制电路还算有点了解,但一接触到PLC编程就感觉像换了一个星球。这本书的讲解方式非常直观,作者似乎深知初学者的痛点,用大量的实际案例来串联起理论知识。比如,在讲到指令集的时候,它不是简单地罗列一堆枯燥的英文缩写,而是结合一个典型的电机正反转控制的场景,一步步拆解每条指令的作用,让你感觉自己不是在学习编程,而是在解决一个实际的工程问题。尤其是关于模拟量输入输出那几个章节,图文并茂地解释了如何将温度、压力等物理量转换为PLC可以识别的数字信号,这对我这种需要进行过程控制的工程师来说简直是福音。书中的图例清晰明了,即便是非常复杂的布线图,也能通过分层解析变得一目了然。我尤其欣赏它对不同品牌PLC的共性与特性的对比分析,虽然篇幅不多,但能帮助我们建立起一个更宏观的认知框架,避免陷入某个特定品牌的局限性中。这本书的排版也很舒服,字号和行距都恰到好处,即便是长时间阅读也不会感到视觉疲劳。总之,对于想从传统继电器控制过渡到现代化自动化控制领域的工程师来说,这是一本非常扎实且实用的入门与进阶参考书。

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