活学活用PLC编程190例(西门子S7-200系列)

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赵春生,张伟林 著
图书标签:
  • PLC
  • S7-200
  • 西门子
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出版社: 中国电力出版社
ISBN:9787512391659
版次:1
商品编码:11957809
包装:平装
开本:16开
出版时间:2016-08-01
用纸:胶版纸
页数:456
字数:733000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

适读人群 :《活学活用PLC编程190例(西门子S7-200系列)》可作为电气自动化、机电一体化等相关专业技术人员的培训和自学教材,还可作为高职高专院校电气工程自动化、机电一体化等相关专业的参考读物
  190个潜心研究和反复推敲的编程实例,培养独立思考能力,迅速掌握编程技巧

内容简介

  《活学活用PLC编程190例(西门子S7-200系列)》以西门子S7-200系列PLC为载体,精选了在工业电气控制中的190个应用实例,内容涵盖编程软件使用,三相异步电动机的控制,照明灯、报警灯和彩灯控制,信号灯逻辑运算,机电设备控制,运算、数码显示及时间日期控制,直流电动机的控制,变频器、触摸屏、步进与伺服、通信等的控制。每个实例按照控制要求、I/O端口分配、控制线路和控制程序的结构进行编写,能够快速移植到用户控制系统中,并均通过编者的上机验证。   《活学活用PLC编程190例(西门子S7-200系列)》可作为电气自动化、机电一体化等相关专业技术人员的培训和自学教材,还可作为高职高专院校电气工程自动化、机电一体化等相关专业的参考读物。

前言/序言


现代工业控制系统设计与实践 第一章:工业自动化基础与技术概述 本章旨在为读者构建一个坚实的工业自动化知识框架。首先,我们将深入探讨工业自动化的发展历程、核心理念以及其在现代制造业中的战略地位。内容涵盖了从早期的继电器控制到当前以可编程逻辑控制器(PLC)、分布式控制系统(DCS)和现场总线技术为主导的控制范式演变。 1.1 工业自动化的演进与趋势 从机电控制到信息物理系统(CPS): 阐述自动化技术如何从单纯的物理过程控制,逐步融入信息技术(IT)和运营技术(OT)的融合,迈向工业4.0的愿景。 关键技术栈的解析: 详细介绍传感器、执行器、控制器(PLC/PAC)、人机界面(HMI)以及工业通信网络(如Ethernet/IP, PROFINET)的基本原理和选型依据。 1.2 控制系统的基本架构与层次划分 系统地剖析典型的工业控制架构,通常分为现场层、控制层和管理层。重点分析各层级的功能、数据流向以及它们之间的接口标准和协议要求,为后续深入学习控制器编程打下结构化基础。 1.3 工业现场电气基础与安全规范 讲解工业现场常用的供电制式、电磁兼容性(EMC)原理,以及电气安装的基本规范,特别是针对控制柜布线、接地和屏蔽的行业标准要求,确保读者具备安全规范操作的意识。 第二章:高级传感器技术与数据采集 本章聚焦于工业现场信息的获取——传感器技术,并探讨如何将模拟和数字信号高效、准确地转化为控制器可处理的数据。 2.1 常用工业传感器的原理与应用 基于物理效应的传感器: 详细讲解电涡流式、压电式、光电式、超声波式等传感器的内部工作原理、精度等级、响应时间及其在温度、压力、流量、位移测量中的具体应用案例。 智能传感器的发展: 介绍带有内置处理能力的智能传感器(Smart Sensors)如何实现数据预处理、自诊断和网络通信能力。 2.2 信号调理与模数/数模转换 深入探讨信号采集过程中的关键环节——信号调理。分析噪声抑制、滤波技术(如数字滤波)、量程线性化处理,并详细解析高分辨率模数转换器(ADC)的工作模式和误差来源。 2.3 工业总线数据交换协议解析 对比分析当前主流的工业现场总线协议,如CANopen、DeviceNet和工业以太网中的关键特性。重点分析数据帧结构、周期性通信与非周期性通信的差异,以及如何配置设备以实现高效的数据同步。 第三章:现代控制器(PAC)的架构与编程范式 本章将控制器的关注点从单一的PLC扩展到功能更强大的可编程自动化控制器(PAC),并系统介绍当前主流的编程方法论。 3.1 PAC的硬件架构与性能提升 介绍PAC与传统PLC在处理器能力、内存结构、功能模块扩展性上的区别。分析多核处理器、高速运算单元在复杂运动控制和批次控制中的应用优势。 3.2 IEC 61131-3 标准化编程语言的深度应用 系统梳理IEC 61131-3标准定义的五种编程语言的适用场景和编程技巧: 结构化文本(ST): 适用于复杂算法和数据处理。 指令表(IL): 侧重于底层操作和资源优化。 梯形图(LD): 重点在于逻辑表达的直观性。 功能块图(FBD): 侧重于信号流和数据流的可视化连接。 顺序功能图(SFC): 专用于描述离散控制流程和状态管理。 3.3 软件工程在控制器编程中的实践 强调模块化设计、命名规范、变量作用域管理等软件工程原则在PLC/PAC项目开发中的重要性,以提高代码的可读性、可维护性和复用性。 第四章:高级控制算法与系统性能优化 本章超越基础的逻辑控制,深入探讨如何应用现代控制理论来优化工业过程的性能和稳定性。 4.1 经典PID控制器的精细调校与改进 全面解析PID控制器的数学模型、参数(比例、积分、微分)对系统动态响应的影响。重点讲解Ziegler-Nichols、最小振幅衰减法等参数整定方法,并讨论串级控制、前馈控制在复杂回路中的应用。 4.2 离散控制中的状态机设计 探讨使用有限状态机(FSM)对间歇式或批次型工艺流程进行建模和控制的原理。SFC作为实现FSM的工具,其在确保过程正确顺序和安全互锁方面的优势将被详细论述。 4.3 运动控制基础与插补技术 介绍伺服驱动系统的工作原理,包括位置、速度、扭矩控制模式。重点阐述在数控和自动化装配中使用的点位控制、直线插补和圆弧插补的基本运动轨迹计算方法。 第五章:人机交互界面(HMI)的设计与集成 本章关注如何构建高效、直观的监控和操作界面,实现人与控制系统的有效交互。 5.1 HMI在SCADA系统中的定位与功能 界定HMI与SCADA(数据采集与监视控制系统)的区别与联系。阐述HMI在本地诊断、报警管理和配方数据输入中的核心作用。 5.2 良好的人机工程学设计原则 遵循认知心理学原理,指导读者设计清晰的屏幕布局、合适的颜色对比度、有效的报警提示机制,以减少操作员的认知负荷和误操作率。 5.3 HMI与控制器的集成与数据映射 讲解在不同厂商的HMI和控制器之间建立通信链路(如OPC UA, 专有协议)的步骤。重点是如何高效地进行变量地址映射、数据类型转换和历史趋势图的配置。 第六章:工业网络与系统集成 本章探讨如何将分散的控制设备连接成一个高效、可靠的网络,并实现跨平台的数据集成。 6.1 工业以太网的技术细节与网络规划 对比TCP/IP、UDP在工业通信中的适用性。深入分析实时以太网(如EtherCAT, PROFINET IRT)为确保确定性通信所采用的机制(如时间同步、帧调度),并指导读者进行子网划分、IP地址规划和网络拓扑设计。 6.2 现场总线与传统网络的互操作性 讲解如何使用工业网关(Gateway)实现不同通信协议(如Modbus RTU与Ethernet/IP)之间的数据转换和桥接,以集成遗留设备。 6.3 工业安全(OT Security)基础 介绍工业控制系统面临的网络威胁,并探讨基本的安全防护措施,如网络分段(DMZ)、访问控制列表(ACL)的应用,以及固件更新管理的重要性。 第七章:系统调试、诊断与故障排除 本章侧重于从理论走向实践,教会读者如何对复杂的自动化系统进行有效的测试、验证和快速故障诊断。 7.1 虚拟调试与仿真技术 介绍使用软件工具对控制逻辑和运动轨迹进行仿真验证的方法。重点分析离线仿真与硬件在环(HIL)测试在缩短现场调试时间中的作用。 7.2 故障诊断的系统化方法 提供一套结构化的故障排查流程,从现场信号层、控制器I/O诊断到程序逻辑错误分析。讲解如何有效利用控制器的在线监视工具、诊断缓冲区和错误代码。 7.3 过程性能的长期监控与维护 讨论如何建立基于KPI(关键绩效指标)的系统健康监控机制,以及制定预防性维护计划,包括备份策略、元器件寿命管理和周期性代码审计。

用户评价

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这本书的封面设计得非常专业,配色沉稳大气,一看就知道是面向实际应用的教材。拿到手里沉甸甸的感觉,页数应该相当可观,光是目录部分就让人对内容的广度和深度有了初步的期待。我特别欣赏它没有采用那种花里胡哨的排版,而是选择了清晰、工整的布局,这对于需要长时间学习和查阅技术资料的读者来说至关重要。试翻了几页,图例的清晰度和标注的准确性都非常到位,看得出作者在内容编排上是下了大功夫的。那种将理论知识与实际工程案例紧密结合的编排思路,是任何自学者都梦寐以求的。我印象最深的是其中关于基础指令集介绍的那一部分,它不是简单地罗列指令的符号,而是结合了具体应用场景,生怕读者理解不到位,这种循序渐进的教学方式,极大地降低了初学者的入门门槛。这本书的装帧质量也值得称赞,厚实的纸张保证了印刷的清晰度,即使经常翻阅也不会轻易损坏。总而言之,从外观到内页设计,都传递出一种严谨、可靠的学术态度,让人觉得这是一部值得信赖的工具书。

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这本书的实战案例丰富程度,绝对是超乎预期的。我之前看过的很多教材,案例往往是孤立的、重复的“流水线启停”模型,但这部作品不同,它构建了一系列具有行业代表性的应用场景,比如化工过程控制中的PID调节实现,或者小型注塑机上的多轴同步控制策略。这些案例的复杂度和真实性,迫使读者必须跳出单纯的指令学习,真正进入到“系统思维”的层面。我尤其欣赏它在每个案例末尾增加的“调试与优化建议”部分,这部分内容是真正体现作者行业经验的地方,它指出了在实际安装和投运过程中,硬件选型、电磁兼容性(EMC)对程序性能的影响,这些都是教科书里绝对找不到的“软知识”。我尝试跟着书中的步骤,在我的测试台上复现了一个关于报警处理的复杂逻辑,发现其逻辑链条设计得异常健壮和冗余,体现了极高的安全标准。这不仅仅是一本编程手册,更像是一本资深工程师的实战经验沉淀录。

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我花了几个晚上通读了前半部分的系统架构介绍和基础逻辑构建章节,最大的感受是作者对S7-200这一经典平台理解得极其透彻,简直就像是把西门子官方的编程指南用更贴合中国工程师的思维方式重新梳理了一遍。书中对CPU的内存组织、I/O地址映射的讲解,细致到连我这个有些经验的工程师都觉得受益匪浅。尤其是在处理中断和定时器逻辑时,作者没有回避那些晦涩难懂的位操作细节,而是用生动的比喻和详尽的时序图将其可视化,这种处理方式极大地提升了阅读的流畅性。我记得有一个关于运动控制的章节,它把脉冲输出的频率计算和实际的机械联动关系进行了严丝合缝的对接,这可不是一般教材敢于深入探讨的深度。阅读过程中,我忍不住在旁边的空白处做满了笔记,很多曾经在实际调试中困扰我的小“陷阱”,都在这里的解析中找到了清晰的答案。这本书的语言风格非常务实,不灌输空泛的口号,每一句话都指向一个可以被验证的技术点,非常对我的胃口。

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这本书的索引和附录设计非常人性化,这对于一本需要经常被翻阅参考的工具书来说,简直是点睛之笔。我发现当我在进行快速查找某个特定指令的助记符或者特定错误代码含义时,可以迅速通过后附的快速参考表定位到所需信息,这大大节省了我的查找时间,避免了在厚厚的正文中大海捞针的窘境。更值得称赞的是,作者似乎预料到了读者在实际工作中可能遇到的硬件兼容性问题,附录中包含了关于S7-200系列不同CPU版本之间指令集差异的简要说明,这在维护老旧系统时显得尤为珍贵。此外,书中提供的所有示例程序源代码都可以在配套的资源中找到(尽管我还没有去下载),但这种提供完整可执行环境支持的意愿,极大地增强了读者的实践信心。总而言之,它不仅仅是一本教你“如何做”的书,更是一本告诉你“在哪里找答案”和“如何做得更好”的实用宝典。

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从教学法的角度来看,这部著作成功地实现了“由浅入深”的完美过渡。最初的章节用非常基础的梯形图(LAD)演示了基本的逻辑门操作,语言极其平实,几乎零门槛。但随着篇幅推进,它巧妙地引入了功能块(FB)和数据块(DB)的使用,并在后续章节中展示了如何利用SCL(结构化控制语言)来处理复杂的数学运算和数据结构,这种逐步提升难度,并且清晰界定不同编程范式适用场景的做法,非常有助于读者建立起完整的知识体系。我发现作者在讲解SCL时,并没有简单地进行“翻译”,而是强调了SCL在特定复杂算法中相比LAD的优势所在,例如在数据结构化存储和批处理方面的应用,这些对比分析让读者能够清晰地判断在自己的工程项目中应该选择哪种工具。这种对不同编程语言特性的深刻理解并进行恰当指导,是这本书超越一般入门指南的关键所在。

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还没看,,,有待学习,,

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此书可以

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不错

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618买了一堆,选的豆瓣评分高的书,买书如山倒,读书如抽丝。

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这款书还是比较好的,先看看再说

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此书可以

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在书店看了这本书觉得挺好的就买回来看了

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这本书不错,值得买

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