可编程序控制器及其通信网络技术

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价格:39.00元
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isbn号码:9787115076182
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  • PLC
  • 工业控制
  • 自动化
  • 通信网络
  • Modbus
  • Profibus
  • Ethernet/IP
  • Profinet
  • 编程
  • 技术
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具体描述

《工业自动化系统设计与集成》 本书深入剖析了现代工业自动化系统从规划、设计到实施的全过程,为读者提供一套系统性的解决方案。书中详细介绍了各类自动化设备的选型原则,包括PLC、DCS、SCADA等核心控制系统,以及伺服驱动、变频器、传感器、执行器等关键组件的匹配技术。 在系统架构方面,本书重点阐述了不同工业场景下的自动化系统组织形式,如集中式、分布式、混合式架构的优劣势,以及如何根据生产工艺流程和控制精度要求进行合理选择。特别地,书中对数据采集与监控系统(SCADA)的构建进行了详尽的讲解,包括其在设备状态监测、生产过程可视化、故障诊断与报警管理等方面的应用。 本书还将工业通信技术置于重要地位,但其侧重点在于工业以太网(如Ethernet/IP, PROFINET)、现场总线(如PROFIBUS, CANopen, DeviceNet)在不同应用场景下的兼容性、实时性、可靠性分析,以及这些通信协议在多层级、多供应商环境下的互联互通策略。读者将学习如何根据具体的现场需求,如数据传输速率、节点数量、环境严酷程度等,来选择最适宜的通信技术,并掌握在实际项目中进行通信网络配置、参数设置和故障排除的方法。 此外,本书还涵盖了自动化系统安全的重要性,包括网络安全威胁的识别、防护措施的实施,以及功能安全标准(如IEC 61508, IEC 61511)在安全仪表系统(SIS)设计中的应用。读者将了解如何通过多重冗余、安全联锁、密码保护等手段,构建高可靠性、高安全性的自动化生产环境。 为了更好地指导实践,书中包含了多个典型的工业自动化系统设计案例,涵盖了离散制造业(如汽车零部件生产线)、流程工业(如水处理厂、化工装置)以及楼宇自动化等领域。这些案例详细展示了如何将理论知识应用于实际项目,从需求分析、方案设计、设备选型、软件组态到调试上线,为读者提供可操作的指导。 本书的目标读者为工业自动化工程师、系统集成商、电气工程师、控制工程师以及对工业自动化技术感兴趣的在校学生和技术人员。通过学习本书,读者将能够独立完成工业自动化系统的设计、实施与优化,提升生产效率,降低运营成本,并确保生产过程的安全稳定。 核心章节概述: 第一章 工业自动化系统概述: 介绍工业自动化的发展历程、基本概念、构成要素以及在现代工业中的作用。 第二章 PLC系统选型与应用: 详细讲解PLC的分类、硬件构成、性能指标,以及不同类型PLC在各种工业场景下的选型依据和典型应用。 第三章 DCS与SCADA系统设计: 深入探讨分布式控制系统(DCS)和数据采集与监控系统(SCADA)的架构、功能模块、软件开发与组态,以及它们在大型复杂工业过程控制中的地位。 第四章 传感器与执行器技术: 介绍各类工业传感器的原理、选型及接口技术,以及执行器(如电机、阀门)的控制方式和应用。 第五章 运动控制系统: 聚焦伺服系统、变频器等关键设备,讲解其工作原理、控制模式、参数设置及在自动化生产线上的应用。 第六章 工业通信基础: 阐述串行通信、并行通信的基本概念,以及RS-232、RS-485等传统通信接口的特点和应用。 第七章 工业以太网技术: 详细介绍Ethernet/IP, PROFINET, EtherCAT等主流工业以太网协议的工作原理、通信机制、网络拓扑结构和设备互联互通策略。 第八章 现场总线技术: 深入讲解PROFIBUS, CANopen, DeviceNet等现场总线技术,包括其物理层、数据链路层、应用层以及在不同工业应用中的优势。 第九章 自动化系统集成与互联: 探讨不同自动化设备之间、不同通信网络之间的集成方法,以及如何实现跨平台、跨供应商的系统协同工作。 第十章 工业自动化系统安全: 关注网络安全和功能安全,介绍安全防护措施、安全协议以及安全仪表系统的设计原则。 第十一章 典型工业自动化系统案例分析: 提供多个行业、多个应用场景的详细设计案例,指导读者从实际项目入手。 第十二章 自动化系统维护与故障排除: 介绍自动化系统的日常维护、常见故障的诊断方法和排除技巧。 本书旨在为读者构建一个扎实的工业自动化知识体系,使其能够理解和掌握自动化系统的设计、集成与通信网络构建的各个环节。

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读后感

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用户评价

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说实话,一开始我对“通信网络技术”这个部分是抱着比较怀疑态度的,总觉得这部分内容可能枯燥且晦涩。然而,作者在讲解工业以太网和现场总线技术时,展现出了惊人的清晰度和条理性。他们没有满足于仅仅罗列各种协议的名称和参数,而是深入分析了不同网络架构在实际生产环境中的优缺点,比如在实时性要求高和抗电磁干扰强的场合,应该如何权衡选择。书中对OPC UA等现代通信标准在数据互操作性方面的阐述尤为精彩,它让我明白了为什么现代工厂越来越强调信息化的深度融合。很多教科书在这块往往只是点到为止,但这本书却提供了足够的深度去理解协议底层的数据帧结构和通信机制。读完这部分,我感觉自己对整个工业4.0的愿景有了更实际的认知,不再是空中楼阁。

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这本书的实用性是我最为赞赏的一点。它摆脱了学院派的空泛说教,大量的篇幅被用来讨论实际工程中的“陷阱”和“最佳实践”。比如,书中详细描述了在多台PLC协同工作时可能出现的竞争条件、时钟同步问题以及如何通过特定的软件或硬件冗余设计来规避这些风险。对我这种刚踏入设备调试岗位的工程师来说,这些经验比任何理论公式都来得珍贵。我尤其欣赏作者在描述故障排除流程时所采用的系统化方法,它提供了一套清晰的思维导图,帮助我们在面对突发状况时,能够快速定位问题根源,而不是盲目试错。可以说,这本书的价值在于,它将教科书上的知识转化为了能够直接应用于现场、提升工作效率的实战经验。

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这本书的排版和资料组织方式,可以说是下了大功夫的。内页设计简洁明了,图表的使用非常克制且精准,绝不多余的装饰。最让我感到贴心的是,书的附录部分集合了大量的标准参数表格和常用功能块的定义,这极大地减少了我频繁翻阅其他参考手册的需要。对于学习者而言,这种集成的学习体验非常重要,它确保了知识的连续性。再者,书中引用的案例虽然都是工业场景,但其逻辑抽象性很高,使得即便是不同行业的读者,也能从中找到与自己工作相符的影子。唯一稍微觉得有些挑战的是,某些高级的离散事件仿真模型需要读者具备一定的数学建模基础,但这反过来说也证明了本书的深度,它试图覆盖从初级操作到高级系统设计的全光谱。

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阅读完这本巨著,我感到知识结构得到了极大的夯实,尤其是在理解现代工业控制系统的复杂性方面。这本书没有过度美化自动化技术的难度,反而坦诚地展示了实现稳定、高效控制所必须付出的努力和深厚的专业知识。它对于“系统集成”这一概念的阐述非常到位,强调了硬件选型、软件逻辑、通信标准三者间不可分割的相互制约关系。这种全局观的建立,是单纯学习某个软件操作手册无法给予的。我发现,很多以往只能靠“前辈口传心授”的经验,在这本书里被系统化、逻辑化地记录了下来,成为了可被传承和检验的知识体系。它提供的不仅仅是技术层面的知识,更是一种严谨、科学的工程思维方式。

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这本厚重的书拿到手里,就感觉到了作者对这块领域深厚的积累。我之前对工业自动化这块了解有限,只知道PLC是工厂里很常见的设备,但具体怎么“编程”,以及它们之间怎么“交流”,一直是心里的一团迷雾。这本书的结构设计得非常巧妙,从最基础的逻辑概念讲起,一步步深入到复杂的控制算法和网络协议。尤其是它在讲解编程指令集的时候,不仅给出了标准的指令,还结合了大量的实际案例和图示,让我这个初学者也能很快跟上思路。我印象最深的是关于模拟量处理的那一章,它把复杂的数学模型用非常直观的方式解释清楚了,避免了陷入纯粹的理论推导中去。对于想要系统学习PLC编程和理解自动化系统底层逻辑的人来说,这本书绝对是不可多得的宝典。它不仅仅是一本工具书,更像是一位耐心的老师,引导你从零开始构建起整个控制系统的知识框架。

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