西门子工业自动化系列教材：工业自动化技术（附光盘1张） pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

内容简介

　　《工业自动化技术》内容涵盖了工业自动化的核心技术，即可编程序控制器技术、现场总线网络通信技术和人机界面监控技术。在编写形式上，将理论讲授与解决生产实际问题相联系，书中以自动化工程项目设计为依托，采用项目驱动式教学模式，按照项目设计的流程，详细阐述了PLC硬件选型与组态、程序设计与调试、网络配置与通信、HMI组态与设计以及故障诊断的方法。《工业自动化技术》可作为应用型、技能型人才培养的专业教材，也可供相关工程技术人员参考。

目录

前言
第1章 工业自动化系统概述

第2章 可编程序控制器基础
2.1 可编程序控制器的产生和定义
2.2 可编程序控制器的特点
2.3 可编程序控制器的应用
2.4 可编程序控制器的分类
2.4.1 按照I，0点数容量分类
2.4.2 按照结构形式分类
2.4.3 按照使用情况分类
2.5 可编程序控制器的组成
2.5.1 中央处理单元
2.5.2 存储器
2.5.3 输入／输出单元
2.5.4 电源
2.5.5 I／0扩展接口
2.5.6 通信接U
2.5.7 智能单元
2.5.8 外部设备
2.6 可编程序控制器的工作特点
2.6.1 PLC循环打描工作过程
2.6.2 PLC的扫描周期
2.6.3 输入／输出映像寄存器
2.6.4 PLC的输入／输出滞后

第3章 自动化工程项目设计
3.1 物料灌装自动生产线
3-2自动化控制系统设计流程
3.2.1 确定系统控制任务与设计要求
3.2.2 制定电气控制方案
3.2.3 确定控制系统的输入／输出信号
3.2.4 硬件选型与配置
3.2.5 I／0分配
3.2.6 控制程序设计
3.2.7 现场运行调试
3.2.8 项目归档
3.3 自动生产线控制要求
3.4 自动生产线信号分析
3.5 工程项目设计报告
3.6 自动化项目设计软件STEP7
3.6.1 SIMAIIC管理器
3.6.2 创建用户项目
3.6.3 STEP7帮助系统
任务1新建物料灌装自动生产线项目

第4章 PLC的硬件设计
4.1 S7-300／400硬件模块
4.1.1 机架
4.1.2 电源模块
4.1.3 CPU模块
4.1.4 接口模块
4.1.5 信号模块
4.1.6 通信模块
4.1.7 功能模块
4.1.8 占位模块
4.1.9 仿真器模块
4.2 硬件安装
4.2.1 s7.3 00系列模块的安装规范
4.2.2 S7-400系列模块的安装规范
4-3更换模块
4.3.1 更换S7.3 00的SM模块
4.3.2 更换S7-400的SM模块
4.4 硬件组态
4.4.1 组态硬件模块
4.4.2 配置模块参数
4.4.3 保存、下载和上传组态参数
4.4.4 更新硬件目录
4.4.5 复位CPU和暖启动
4.5 自动生产线硬件设计
4.5.1 硬件模块选择与配置
4.5.2 I／O分配表
4.5.3 I／O接线图
……
第5章 PLC的软件设计
第6章 PLC的网络通信技术及应用
附录 任务分析与讨论
参考文献

前言/序言

现代工业控制系统原理与实践 内容简介 本书聚焦于当前工业自动化领域的核心技术与前沿发展，旨在为读者构建一个全面、深入且具备高度实践性的工业控制系统知识框架。全书内容紧密围绕现代制造业对高效、灵活、智能控制的需求展开，涵盖了从基础的电气控制原理到复杂的分布式控制系统（DCS）和制造执行系统（MES）的构建与应用。 本书结构清晰，逻辑严谨，内容深度适中，既适合作为高等院校自动化、机电一体化、电气工程及其自动化等专业的教材，也完全能够满足在职工程师进行技术升级和系统维护的需求。 第一部分：工业控制基础理论与元件 本部分是理解现代自动化系统的基石。我们首先回顾了工业电气控制的基础知识，包括三相交流供电系统、继电器控制回路的设计与分析，重点强调了安全规范在电气设计中的绝对优先地位。 随后，深入探讨了工业自动化领域的“心脏”——可编程逻辑控制器（PLC）。教材详细解析了主流PLC的工作原理、硬件构成（CPU、I/O模块、通信模块等）以及编程语言的标准与特性。内容不仅覆盖了标准的梯形图（LD）编程，还着重介绍了指令表（IL）、结构化文本（ST）和功能块图（FBD）在不同应用场景下的适用性。通过大量贴近生产实际的案例，如电机启停控制、顺序逻辑实现、定时器与计数器的精确应用，确保读者能够熟练掌握PLC的编程与调试技能。 此外，本部分还系统介绍了自动化系统中至关重要的传感与执行元件。对于各类传感器（如电感式、电容式、光电式、压力、温度传感器）的工作原理、选型原则和抗干扰措施进行了详尽论述。执行机构部分则详细对比了电磁阀、变频器（VFD）与伺服驱动系统的特点、接线规范及故障诊断方法，强调了正确选择和配置I/O设备对整个系统稳定性的决定性作用。 第二部分：人机交互与数据通信 在现代工厂中，操作的直观性和数据的实时性是提高生产效率的关键。本部分将重点放在人机界面（HMI）的设计与应用，以及工业现场的数据通信网络。 HMI章节详细讲解了触摸屏和工控机的配置，从屏幕的逻辑设计、变量绑定、报警处理到数据历史记录的实现。我们提供了一套实用的HMI设计流程，指导读者如何创建符合人机工程学、信息层级分明、操作响应迅速的界面。 在工业通信方面，本书全面梳理了当前主流的工业总线技术。内容涵盖了传统的串行通信标准（如RS-232/485），并着重剖析了基于以太网的现场总线技术，例如EtherNet/IP、PROFINET和Modbus TCP/IP。教材不仅解释了这些协议的数据帧结构和通信机制，更提供了在多设备环境下进行网络拓扑设计、IP地址规划和通信参数设定的实践指导，帮助工程师解决复杂的网络集成问题。 第三部分：运动控制与高级控制技术 工业自动化的发展趋势是柔性化和高精度化，这使得运动控制成为核心议题。本部分深入探讨了伺服系统的控制原理，包括脉冲量控制、模拟量控制以及总线型伺服系统的配置。通过对PID控制算法的深入剖析，读者将掌握如何根据负载特性进行精确的参数整定，以达到快速、无超调的动态响应要求。 在控制算法方面，本书超越了基础的开关量逻辑，引入了过程控制的理论。针对连续过程（如温度、流量、液位控制），详细介绍了经典PID控制器的数学模型、参数整定方法（如Ziegler-Nichols法）和先进的串级控制、前馈控制策略。同时，对模糊逻辑控制和模型预测控制（MPC）等前沿控制技术进行了概念性介绍和应用场景分析，为读者未来接触更复杂的智能控制打下基础。 第四部分：分布式系统集成与系统安全 现代大型生产线越来越依赖于集成化的控制架构。本部分将重点介绍集散控制系统（DCS）的基本架构、控制站与监控站的划分，以及DCS在流程工业中的优势与应用。重点讲解了DCS如何实现跨区域、跨设备的高可靠性控制和集中式管理。 此外，随着工业物联网（IIoT）的兴起，系统安全已成为不可忽视的环节。本部分专门设立章节，讲解了工业控制系统的网络安全风险，包括物理安全、网络隔离、访问控制和病毒防护策略。内容旨在提高工程师对工控系统脆弱性的认识，并掌握构建“纵深防御”体系的基本措施。 第五部分：数据采集与制造执行系统（MES）接口 自动化系统的价值不仅在于控制设备，更在于数据的采集、分析和利用。本部分讲解了数据采集与监视控制系统（SCADA）的作用，以及如何通过OPC（OLE for Process Control）等标准接口，将底层PLC/DCS数据安全、高效地上传至上位服务器。 最后，本书探讨了制造执行系统（MES）在生产管理中的定位，强调了控制层（PLC/SCADA）与信息层（ERP/MES）之间的有效数据交换。通过详细的案例分析，展示了如何实现生产数据的实时追溯、设备综合效率（OEE）的计算以及生产计划的自动下达，从而实现“智能工厂”的初步构建。 本书的编写坚持理论与实践紧密结合的原则，每一个技术点都配有详细的原理图和实际操作步骤，旨在培养具备扎实理论基础和强大工程实践能力的复合型人才。