BF:可编程控制器应用技术-(西门子S7-200系列)-(第2版) 何献忠 清华大学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

基本信息

书名:可编程控制器应用技术-(西门子S7-200系列)-(第2版)

定价：48.00元

售价：38.9元

作者:何献忠

出版社：清华大学出版社

出版日期：2013-04-01

ISBN：9787302310372

字数：

版次：2

装帧：平装

开本：

编辑推荐

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内容提要

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目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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工业自动化领域的一扇窗口：PLC技术深度解析与实践指南 在现代工业生产的 vast landscape 中，自动化技术扮演着至关重要的角色，它不仅极大地提高了生产效率、产品质量，更是驱动着整个制造业向智能化、精细化转型升级的核心引擎。而在这场轰轰烈烈的自动化革命中，可编程逻辑控制器（PLC）无疑是其中的核心力量，它如同工业生产的“大脑”，精准地指挥着生产流程中的每一个环节，确保着生产线的 seamless operation。 本书并非聚焦于某一特定品牌的PLC产品，而是致力于为读者搭建一个坚实的PLC技术理论基础，并在此之上，引导读者掌握PLC在实际工业应用中的调试、编程与维护技能。我们旨在提供一个普适性的、能够触类旁通的PLC技术学习框架，让您无论面对何种品牌的PLC设备，都能自信地展开工作。 第一篇：PLC技术理论基石——构建坚不可摧的理解体系 本篇是您踏入PLC技术世界的坚实起点，我们从最基础的概念出发，层层深入，为您构建起对PLC技术的全面而深刻的理解。 工业自动化概述与PLC的定位： 我们将首先探讨工业自动化的发展历程、核心理念以及其在现代工业中的不可替代性。 详细阐述PLC（Programmable Logic Controller）作为一种微处理器为基础的数字控制设备，是如何从传统的继电器控制系统演进而来，并最终成为工业自动化领域的主导力量。 分析PLC在整个自动化系统架构中的位置，包括其与上位机（如SCADA系统）、下位机（如传感器、执行器）以及各种通信网络的互动关系。 深入剖析PLC的核心优势，例如高可靠性、易于编程、强大的通信能力、灵活的扩展性以及在恶劣工业环境下的稳定性，从而让您深刻理解为何PLC能够成为现代工业控制的首选方案。 PLC硬件结构与工作原理： 我们将对PLC的典型硬件组成部分进行详细的剖析，包括： 中央处理器（CPU）： 讲解CPU在PLC中的核心作用，包括指令的执行、程序的扫描、I/O数据的处理以及通信任务的管理。我们将探讨不同CPU的性能指标和选择考量。 存储器（Memory）： 详细介绍PLC中不同类型的存储器，如程序存储器（用于存放用户程序）、数据存储器（用于存放变量、状态和数据）、系统存储器（用于存放操作系统和参数）等，并阐述它们各自的功能和数据组织方式。 输入/输出（I/O）模块： 详细讲解输入模块（如数字量输入、模拟量输入）和输出模块（如数字量输出、模拟量输出）的电气特性、接口标准和工作原理。我们将分析不同类型I/O模块的选择依据，以及如何正确连接外部设备。 电源模块（Power Supply Module）： 阐述电源模块的作用，包括为PLC系统提供稳定可靠的直流电源，以及各种电源保护功能。 通信模块（Communication Module）： 介绍PLC常见的通信接口和协议，如RS-232、RS-485、Ethernet/IP、PROFINET等，以及它们在构建分布式控制系统和实现与其他设备互联互通中的关键作用。 PLC的工作流程： 详细阐述PLC的核心工作原理，即“扫描周期”。我们将深入分析扫描周期的三个主要阶段： 读输入状态： PLC如何读取所有输入信号的状态，并将其存入输入映像区。 执行用户程序： PLC如何按照程序扫描顺序，逐条执行用户编写的控制逻辑。 刷新输出状态： PLC如何根据程序执行结果，将输出映像区中的状态更新到实际的输出点上。 我们将强调扫描周期的实时性和确定性对于工业控制的重要性。 PLC编程语言基础： 本节将为您介绍国际电工委员会（IEC）定义的、广泛应用于PLC编程的几种标准语言，让您掌握编写PLC程序的基本方法和思维方式。 梯形图（Ladder Diagram，LD）： 重点讲解梯形图的图形化特点，如何将其类比于电气控制线路，以及如何使用触点（常开、常闭）、线圈（输出）、计时器、计数器、比较指令等基本元素来构建控制逻辑。我们将通过丰富的实例，演示如何将实际的控制需求转化为梯形图程序。 指令表（Instruction List，IL）： 介绍指令表的符号化编程方式，以及其与汇编语言的相似性。我们将讲解如何使用各种基本指令（如加载、存储、逻辑运算、跳转、定时、计数等）来完成控制任务。 结构化文本（Structured Text，ST）： 讲解结构化文本作为一种高级编程语言，如何使用类似于高级编程语言的语法（如赋值、条件语句、循环语句、函数块调用等）来编写更复杂、更易于维护的程序。 功能块图（Function Block Diagram，FBD）： 介绍功能块图如何使用图形化的方式来表示功能模块之间的连接和数据流，特别适合于处理复杂的数学运算和逻辑运算。 顺序功能图（Sequential Function Chart，SFC）： 讲解SFC如何通过状态机的方式来描述顺序控制过程，适用于多步骤、多状态的复杂控制系统。 我们将强调不同编程语言的适用场景，并鼓励读者根据具体任务选择最合适的语言，甚至在同一个项目中混合使用不同的编程语言。 PLC基本指令系统详解： 在掌握了编程语言的基础上，本节将深入剖析PLC最常用的指令，这是实现一切控制功能的基础。 逻辑指令： 如LD（装载）、LDN（装载非）、AND（与）、OR（或）、NOT（非）等，用于实现基本的逻辑运算。 操作指令： 如OUT（输出）、SET（置位）、RST（复位）等，用于控制输出设备。 定时器指令： 详细讲解不同类型的定时器（如通电延时、断电延时、闪烁定时器）的工作原理、设置方法以及在控制中的应用。 计数器指令： 介绍不同类型的计数器（如加计数、减计数、加减计数）的工作原理、设置方法以及在计数、累计等应用中的作用。 比较指令： 如等于（=）、不等于（<>）、大于（>）、小于（<）、大于等于（>=）、小于等于（<=）等，用于对数据进行比较判断。 传送指令： 如MOV（传送）、SWAP（交换）等，用于数据块之间的传送。 数学运算指令： 如ADD（加）、SUB（减）、MUL（乘）、DIV（除）、INC（增一）、DEC（减一）等，用于实现基本的算术运算。 跳转指令： 如LBL（标记）、JP（无条件跳转）、JN（条件跳转）等，用于控制程序的执行流程。 位操作指令： 如SET（置位）、RST（复位）、OR（位或）、AND（位与）、XOR（位异或）等，用于对单个位进行操作。 我们将通过丰富的示例，清晰地展示每条指令的功能、使用方法和在实际控制场景中的应用，帮助读者熟练掌握PLC编程的基本功。 第二篇：PLC应用实践——从理论到现实的飞跃 在打下坚实的理论基础后，本篇将带领您将所学知识应用于实际工业场景，通过具体的案例分析和操作实践，让您成为一名合格的PLC应用工程师。 PLC系统集成与安装调试： PLC选型原则： 讲解如何根据实际的工艺需求、控制规模、输入输出点数、通信要求、环境条件等因素，科学合理地选择PLC的系列、型号以及所需的I/O模块、通信模块等。 硬件接线规范： 详细阐述PLC硬件的正确接线方法，包括电源接线、传感器/开关的输入接线、执行器（如接触器、电磁阀）的输出接线、接地要求等，强调安全与可靠性。 PLC安装要求： 介绍PLC在工业现场的安装环境要求，如温度、湿度、电磁干扰防护、通风散热等，确保PLC的稳定运行。 系统初始化与参数设置： 讲解PLC首次上电后的基本配置，如时钟设置、通信参数配置、I/O地址映射、报警参数设置等。 程序下载与上传： 演示如何通过编程软件将编写好的程序下载到PLC中，以及如何将PLC中的程序上传至电脑进行备份或修改。 PLC在线诊断与故障排除： 介绍如何利用PLC编程软件提供的在线监视功能，实时查看I/O状态、变量值、程序执行流程，快速定位程序错误或硬件故障，并提供常见的故障排除方法。 典型工业控制应用案例分析： 本节将以贴近实际工业生产的典型应用场景为例，引导读者学习如何设计、编程和调试PLC控制系统。 电机启停与正反转控制： 演示如何使用PLC控制三相异步电机的启动、停止以及正反转，并考虑急停、过载保护等功能。 水泵的自动启停控制： 以液位开关或压力开关为输入，控制水泵的自动启停，实现恒压供水或储水池水位控制。 传送带的自动运行控制： 结合光电传感器、限位开关等，实现传送带的启动、停止、移位、定位等功能。 简单的自动化生产线控制： 模拟一条简单的生产线，包括物料输送、工序加工、产品检测等环节，并通过PLC进行协调控制。 模拟量控制应用： 讲解如何使用模拟量输入模块读取传感器信号（如温度、压力、流量），并通过模拟量输出模块控制变频器、比例阀等执行器，实现精确的闭环控制。 步进电机与伺服电机控制基础： 介绍如何通过PLC控制步进电机和伺服电机，实现精确的位置控制和速度控制，为更复杂的运动控制打下基础。 PLC通信技术与应用： 在现代工业中，PLC很少孤立工作，其通信能力至关重要。 串行通信（RS-232/RS-485）： 介绍串行通信的基本原理，以及PLC与上位机、PLC之间或PLC与变频器、仪表等设备进行串行通信的配置和编程方法。 以太网通信（Ethernet/IP, PROFINET）： 详细讲解基于以太网的工业通信协议，如Ethernet/IP和PROFINET。我们将分析它们在实时性、带宽、拓扑结构等方面的优势，以及如何在PLC网络中实现设备间的互联互通。 与HMI/SCADA系统的集成： 讲解PLC如何通过各种通信方式与人机界面（HMI）和监控与数据采集（SCADA）系统进行数据交换，实现生产过程的可视化监控、操作和数据记录。 PLC网络组网： 介绍如何构建包含多个PLC的分布式控制系统，实现设备间的协同工作和信息共享。 PLC的高级应用与发展趋势： PID闭环控制： 深入讲解比例-积分-微分（PID）控制算法的原理，以及如何在PLC中实现PID控制，以达到更精确的工艺参数调节。 运动控制： 介绍PLC在运动控制领域的应用，包括多轴同步控制、电子齿轮、凸轮等高级运动功能，为自动化设备提供强大的运动控制能力。 安全PLC（Safety PLC）： 探讨安全PLC在保障生产安全中的重要作用，介绍其与标准PLC的区别和应用场景。 工业物联网（IIoT）与PLC： 展望PLC在工业物联网时代的角色，如何与其他智能设备、云平台进行集成，实现数据的采集、分析和应用，助力智能工厂的建设。 PLC维护与优化： 介绍PLC系统的日常维护要点，如何进行程序备份、系统升级、硬件检查，以及如何通过程序优化来提高系统的运行效率和稳定性。 本书的特色与价值： 理论与实践并重： 我们不仅深入浅出地讲解PLC的理论知识，更注重实际操作和应用技巧的传授，力求让读者“学得会、用得好”。 案例丰富，贴近实际： 全书贯穿丰富的工业应用案例，涵盖了机械、化工、电力、交通等多个行业，让读者能够直接感受到PLC技术在解决实际问题中的强大能力。 循序渐进，易于理解： 本书从基础概念出发，逐步深入，逻辑清晰，语言通俗易懂，特别适合于初学者和希望系统提升PLC技能的从业人员。 普适性强： 本书的编写不拘泥于特定品牌，而是着重于PLC共性的技术原理和编程方法，能够帮助读者建立起扎实的通用技术基础，从而能够快速适应不同品牌的PLC设备。 面向未来： 本书不仅涵盖了当前主流的PLC技术，也对未来的发展趋势进行了展望，帮助读者把握行业脉搏。 掌握PLC技术，意味着您将成为工业自动化领域的核心人才，能够在快速发展的制造业中发挥关键作用。本书将是您在这条道路上不可或缺的伙伴。让我们一同开启这段探索PLC技术奥秘的精彩旅程！