教育部职业教育与成人教育司推荐教材 计算机控制技术与系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄桂梅 著

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店铺： 北京爱读者图书专营店

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787508365350

商品编码：29525463821

包装：平装

出版时间：2008-01-01

基本信息

书名：教育部职业教育与成人教育司推荐教材 计算机控制技术与系统

定价：22.00元

作者：黄桂梅

出版社：中国电力出版社

出版日期：2008-01-01

ISBN：9787508365350

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.400kg

编辑推荐

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内容提要

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本书主要介绍了计算机控制的概念、过程通道及输入输出接口技术、通信技术、抗干扰技术与可靠性技术、数据采集系统、常用控制算法、分散控制算法、分散控制系统及应用、现场总线控制系统等内容。本书在中编写中注意引进先进技术，在内容编排上考虑教学与自学相结合，内容组织循序渐进，由浅入深，利教利学。
　　本书可作为高职高专电力技术类电厂热能动力设备装置、火电厂集控运行、生产过程自动化技术等专业相关课程教材，也可作为火电厂运行人员培训教材。

目录

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前言
章　计算机控制系统概论　
　节　计算机控制系统的结构原理
　第二节　计算机控制系统的组成
　第三节　计算机控制系统的分类
　第四节　火电机组计算机控制的主要功能
　本章小结
　思考与习题
第二章　计算机控制过程通道及输入输出接口技术
　节　模拟量输入通道及接口
　第二节　模拟量输出通道及接口　
　第三节　开关量（数字量）输入/输出通道
　第四节　脉冲量输入通道
　本章小结
　思考与习题
第三章　数据采集系统
　节　数据采集的基本结构
　第二节　数据采集系统的基本功能
　第三节　数据采集的基本原理
　第四节　数据加工处理
　第五节　发电机组的性能计算
　本章小结
　思考与习题
第四章　计算机控制系统常用的控制算法
　节　概述
　第二节　数字PID控制算法
　第三节　少拍控制算法
　第四节　带纯迟延对象的控制算法
　第五节　串级和前馈控制
　第六章　数字控制器的计算机上的实现
　本章小结
　思考与习题
第五章　计算机控制系统的通信技术
　节　数据通信
　第二节　数据通信网络
　第三节　网络协议　
　第四节　总线与接口芯片
　第五节　DCS系统的通信网络概貌
　本章小结
　思考与习题
第六章　计算机控制的抗干扰技术与可靠性技术
　节　干扰源及干扰分类
　第二节　抗干扰技术措施
　第三节　Watchdog技术
　第四节　计算机系统的可靠性技术
　第五节　容错设计技术
　本章小结
　思考与习题
第七章　分散控制系统及应用
　节　分散控制系统（DCS）的发展、结构及特点
　第二节　分散控制系统的硬件组成
　第三节　分散控制系统的软件系统
　第四节　Symphony控制系统应用举例
　本章小结
　思考与习题
第八章　现场总线控制系统（FCS）
　节　现场总线概述
　第二节　现场总线的类型
　第三节　基金会现场总线（FF）
　第四节　FCS在火电厂中的应用实例
　本章小结
　思考与习题
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《工业自动化基础与实践》 内容简介 本书旨在为读者构建一个扎实的工业自动化理论基础，并结合丰富的实践案例，引导读者深入理解工业自动化系统的构成、工作原理、设计方法以及应用前景。全书涵盖了从基础的电气控制原理到先进的PLC编程、人机界面设计、变频器应用、伺服系统调试，乃至工业网络通信和MES系统等多个关键领域，力求为读者提供一套系统、全面且具有实践指导意义的工业自动化知识体系。 第一章 工业自动化的发展历程与核心概念 本章首先回顾了工业自动化的演进轨迹，从早期简单的机械联动到如今高度集成、智能化的工业4.0时代，阐述了自动化技术如何深刻地改变着工业生产模式。接着，系统地介绍了工业自动化的核心概念，包括自动化、控制系统、反馈控制、开环控制、闭环控制等基本术语。详细解释了工业自动化系统的基本组成部分，如感知层（传感器）、决策层（控制器）和执行层（执行器），以及它们之间的信息流和控制流。此外，本章还将探讨工业自动化的发展趋势，例如智能化、网络化、柔性化等，并强调了工业自动化对于提升生产效率、产品质量、安全性和降低生产成本的重要意义。 第二章 工业电气控制基础 电气控制是工业自动化的基石。本章将详细讲解工业电气控制的基本原理和常用元器件。内容包括： 电工基础知识回顾： 简要复习直流电、交流电、电路分析、功率等基本概念，为后续电气控制的学习奠定基础。 常用电气元件及其功能： 详细介绍接触器、继电器、断路器、熔断器、按钮、开关、指示灯等常用低压电气元件的结构、工作原理、技术参数和选型原则。 基本控制电路设计： 讲解各种基本控制电路的绘制方法和工作逻辑，如自锁电路、互锁电路、延时电路、顺序控制电路等。 三相异步电动机的电气控制： 深入剖析三相异步电动机的正反转控制、星三角降压启动、Y/Δ降压启动等常用控制线路的设计与实现。 安全用电与防护： 强调电气控制中的安全注意事项，包括接地、漏电保护、过载保护等，以及相关的安全规范和标准。 PLC电气接口基础： 为后续PLC章节做铺垫，介绍PLC的输入/输出模块、信号隔离、电气连接方式等。 第三章 可编程逻辑控制器（PLC）原理与应用 PLC是现代工业自动化的核心控制单元。本章将深入讲解PLC的硬件结构、工作原理、指令系统以及实际应用。 PLC的硬件组成与分类： 详细介绍CPU模块、存储器模块、输入模块、输出模块、通信模块、电源模块等PLC的基本组成部分，以及不同类型的PLC（如小型、模块化、分布式）的特点和适用范围。 PLC的工作原理： 阐述PLC的扫描周期、指令执行流程，包括读输入、执行程序、写输出等关键步骤。 PLC的指令系统： 详细介绍常用的指令类型，包括基本逻辑指令（AND, OR, NOT, XOR）、定时器指令、计数器指令、移位指令、比较指令、算术指令、跳转指令、通信指令等，并结合实例讲解其使用方法。 PLC编程软件与开发环境： 介绍主流PLC编程软件的操作界面、项目创建、程序编辑、仿真调试等功能。 PLC的常用编程语言： 重点讲解梯形图（LD）、指令表（IL）、功能块图（FBD）、结构化文本（ST）等编程语言的特点和应用场景。 PLC的通信与组网： 介绍RS-232, RS-485, Ethernet等通信接口，以及Modbus, Profibus, Profinet等常用工业通信协议，为实现PLC与其他设备互联互通打下基础。 PLC应用案例： 通过多个具体的工业应用案例，如流水线控制、传送带控制、包装机控制、泵站控制等，演示如何运用PLC实现复杂的自动化功能。 第四章 人机界面（HMI）技术与应用 HMI是实现人与自动化系统交互的关键。本章将聚焦HMI的设计、开发和应用。 HMI的基本概念与作用： 解释HMI在工业自动化中的定位，以及其在监控、操作、报警、数据记录等方面的重要作用。 HMI硬件选型： 介绍触摸屏、工控机等HMI硬件的选型要点，包括屏幕尺寸、分辨率、触摸技术、防护等级、通信接口等。 HMI组态软件与开发： 详细讲解主流HMI组态软件的操作流程，包括创建项目、绘制画面、添加控件（按钮、指示灯、数据显示、趋势图等）、配置通信连接、设置报警等。 HMI画面设计原则： 强调界面友好性、信息清晰度、操作便捷性等设计原则，以及如何通过合理的布局和色彩搭配提高HMI的易用性。 HMI与PLC的数据交互： 讲解HMI如何通过通信协议与PLC进行数据交换，实现实时监控和参数设置。 HMI的应用实例： 通过具体的应用场景，如生产线监控画面、设备参数调节界面、报警信息显示等，展示HMI在实际生产中的应用。 第五章 变频器与交流电机调速技术 变频器在工业领域中应用广泛，是实现电机无级调速、节能降耗的关键设备。 交流电机调速的基本原理： 讲解改变交流电机电压、频率、转差等参数实现调速的原理。 变频器的基本构成与工作原理： 详细介绍变频器的整流、滤波、逆变、控制等四大功能块，以及其PWM（脉冲宽度调制）技术。 变频器的选型与安装： 讲解根据电机功率、负载特性、工作环境等因素进行变频器选型的依据，以及正确的安装和接线要求。 变频器的基本操作与参数设置： 介绍变频器的面板操作、常用端子控制、参数的意义和设置方法，如启动/停止、正反转、频率设定、加减速时间等。 变频器的进阶应用： 探讨变频器的PID控制、多段速控制、载波频率设定、故障诊断等高级功能。 变频器与PLC的配合应用： 讲解变频器如何通过通信或端子信号与PLC协同工作，实现更精密的电机控制。 变频器节能应用案例： 分析变频器在风机、水泵、输送带等场合的应用，突出其节能效果。 第六章 伺服系统与运动控制 伺服系统是实现高精度、高动态响应运动控制的核心技术。 伺服系统的组成与特点： 介绍伺服电机、伺服驱动器、编码器等伺服系统的主要组成部分，以及其高精度、高响应速度、高动态性能等特点。 伺服驱动器的工作原理与功能： 讲解伺服驱动器如何接收控制信号，并精确控制伺服电机的转速、位置、扭矩。 伺服系统的控制模式： 详细介绍位置控制、速度控制、扭矩控制等伺服系统的基本控制模式。 伺服系统的参数整定与调试： 强调伺服系统参数整定的重要性，包括P、I、D参数的调整，以达到最佳的控制效果。 伺服系统与PLC的集成应用： 演示如何通过PLC的脉冲输出或通信接口控制伺服系统，实现点位控制、直线插补、圆弧插补等复杂运动轨迹。 伺服系统在工业机器人、数控机床等领域的应用： 通过实际应用案例，展示伺服系统在自动化生产中的核心作用。 第七章 工业网络通信技术 工业网络是连接自动化系统中各种设备的“神经网络”。 工业通信协议概述： 介绍串行通信（RS-232/485）、并行通信等基础通信方式。 现场总线技术： 详细介绍Profibus, Profinet, CC-Link, DeviceNet, EtherNet/IP等主流工业现场总线协议的特点、优势、应用领域和通信模型。 工业以太网： 讲解标准以太网在工业环境中的应用，以及工业以太网的实时性、确定性等问题。 OPC（OLE for Process Control）技术： 介绍OPC在实现不同自动化设备和软件之间互联互通中的作用。 无线工业通信： 探讨Wi-Fi, LoRa, NB-IoT等在工业自动化中的应用潜力。 工业网络安全： 强调工业网络安全的重要性，以及相应的防护措施。 通信协议的选择与设计： 指导读者如何根据具体应用需求选择合适的通信协议，并进行网络拓扑设计。 第八章 传感器技术与应用 传感器是工业自动化的“眼睛”和“耳朵”，负责采集环境信息。 传感器的基本原理与分类： 介绍传感器的基本工作原理，以及按测量对象、输出信号、工作原理等分类。 常用工业传感器详解： 重点讲解位置传感器（光电、接近、限位）、速度传感器、压力传感器、温度传感器、液位传感器、流量传感器、图像传感器等在工业现场的应用。 传感器的选型与安装： 讲解如何根据被测对象、精度要求、环境条件等因素选择合适的传感器，以及正确的安装和连接方法。 传感器的信号调理与接口： 介绍模拟信号（4-20mA, 0-10V）和数字信号的接口，以及信号放大、滤波、隔离等处理技术。 传感器的故障诊断与维护： 探讨传感器常见的故障现象及其诊断方法。 第九章 执行器技术与应用 执行器是将控制器的控制指令转化为物理动作的“手”和“脚”。 执行器的分类与作用： 介绍电机类执行器（交流电机、直流电机、步进电机、伺服电机）、气动执行器、液压执行器、电磁阀等。 电机类执行器的控制： 结合前文的变频器、伺服系统章节，进一步阐述不同电机类执行器的驱动与控制方法。 气动与液压执行器的原理与应用： 讲解气缸、气动马达、液压缸、液压马达等的工作原理，以及在自动化生产中的应用。 电磁阀与控制回路： 介绍电磁阀的类型、结构、工作原理，以及如何在控制回路中应用。 执行器的选型与安装： 讲解根据负载特性、控制要求、环境条件等选择合适的执行器，以及正确的安装和连接。 第十章 工业自动化系统集成与工程实践 本章将整合前述章节的知识，讲解工业自动化系统的设计、集成和项目实施流程。 自动化项目的设计流程： 从需求分析、方案设计、设备选型、硬件集成、软件开发到系统调试、现场实施、培训和维护，全面梳理自动化项目的设计流程。 系统集成方法与策略： 探讨如何将PLC、HMI、变频器、伺服系统、传感器、执行器等设备高效地集成起来，形成一个协调工作的整体。 工业自动化软件平台： 介绍SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统、MES（Manufacturing Execution System）等更高级别的自动化软件平台的作用和集成方式。 项目管理与风险控制： 强调在自动化项目实施过程中项目管理的重要性，以及如何识别和规避潜在风险。 故障诊断与排除： 教授读者分析和解决自动化系统中常见故障的方法和技巧。 案例分析与实践指导： 选取一个或多个完整的自动化项目案例，从需求分析到最终验收，进行详细的解构和分析，为读者提供实践指导。 附录 工业自动化常用缩略语解释 工业自动化常用电气符号 常用PLC指令列表 参考文献 本书内容丰富，结构清晰，理论与实践相结合，力求成为工业自动化领域从业人员、学生以及对工业自动化技术感兴趣的读者的实用参考书。通过学习本书，读者将能够掌握工业自动化的核心技术，理解自动化系统的设计与实现，并具备解决实际工业自动化问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

作为一名正在尝试将理论知识转化为实际操作能力的学习者，我尤其看重教材的实用性和操作指导的详尽程度。这本书在软件仿真和硬件调试的描述上，可以说是下了血本的。它不仅仅是告诉我们“应该怎么做”，更重要的是“为什么要这样做”，以及“如果出现A情况，应该如何排查B故障”。这种由表及里的分析方法，极大地增强了读者的独立解决问题的能力。我尝试跟着书中的步骤进行了一次简单的系统搭建模拟，发现它对参数设定的讨论非常细致，甚至连不同类型传感器的选用对最终控制效果的影响都有所提及。这种对细节的关注，体现了编写者对实际工程问题的深刻理解。很多教材只谈理想状态，但这本书却直面了现实世界中信号干扰、元件误差等不可避免的问题，并给出了应对策略。这种成熟的处理方式，让我觉得这本书不仅仅是一本“书”，更像是一本“工具手册”的启蒙篇。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程中，我最大的感受是它内容的深度和广度达到了一个非常微妙的平衡点。它没有陷入纯理论的泥潭，让人读了感觉像在啃一本晦涩的理论著作，但同时，它也没有为了追求“易懂”而牺牲掉专业性。作者似乎非常清楚，作为一部职业教育推荐教材，它必须承担起连接课堂知识与工业现场应用的桥梁作用。因此，你会发现理论讲解的脉络非常扎实，每一个概念的引入都有其严密的逻辑支撑，为后续更深入的学习打下了坚实的基础。然而，在关键章节后，又会穿插一些“技术前沿速览”或者“应用场景聚焦”的小栏目。这些小栏目虽然简短，但信息密度很高，让我对这个领域目前的发展方向和实际工业界的应用现状有了一个初步的了解。这种结构安排，既满足了基础知识的构建需求，又拓宽了读者的视野，避免了学习内容与实际工作脱节的尴尬局面。这种恰到好处的拿捏，非常体现了编写者的功力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格和逻辑推进的速度，对于我这种习惯了快节奏信息获取的读者来说，简直是恰到好处的节奏感。它没有冗长拖沓的叙述，每一个句子似乎都是为了传递关键信息而存在的。阅读体验上，它仿佛在引导你进行一场有组织的探索，每完成一个小节的学习，都能带来清晰的成就感。与其他一些老旧的教材相比，这本书在术语的更新和对新兴技术的介绍上，明显更加贴近当前行业标准，这对于职业教育来说至关重要，因为我们学习的知识必须是能立即投入到生产环境中的“现货”。例如，它对当前主流通信协议的介绍就显得尤为及时和专业。整体读下来，感觉作者对目标读者的学习曲线有着精准的把握，既不会因为内容太浅而感到无聊，也不会因为难度骤升而感到挫败。这种流畅、高效的学习体验，是衡量一本优秀教材的重要标准，这本书无疑做到了这一点。

评分☆☆☆☆☆

哎呀，这本书真是让人眼前一亮！虽然我不是科班出身，但对技术总是有股莫名的好奇心。这本书的封面设计就挺吸引人的，那种严谨又不失现代感的风格，一下子就能抓住读者的眼球。拿到手里沉甸甸的，感觉内容肯定很扎实。我一直觉得，无论是学习编程还是接触自动化领域，打好基础才是最重要的。这本书从最基本的概念讲起，循序渐进，丝毫没有那种高高在上的学术腔调。作者的叙述方式非常亲切，就像一位经验丰富的老师在身边耐心指导一样。特别喜欢它在讲解复杂原理时，总能穿插一些贴近实际生活的例子，让我这个门外汉也能大致理解那些晦涩难懂的术语。比如，它对反馈控制系统的解释，不再是枯燥的数学公式堆砌，而是通过一个日常的场景来类比，瞬间就“通”了。这种教学上的匠心独运，真的很少见。如果能再多一些实际操作的案例分析，那就更完美了，毕竟实践出真知嘛。总的来说，对于想入门这个领域的读者来说，这本书绝对是一个非常友好的起点，能让人建立起对这个学科的整体认知框架，而不是一头雾水。

评分☆☆☆☆☆

这本教材的排版和图示处理得相当到位，这在技术类书籍中简直是加分项！我记得有些教材，图文总是分离，看着图还得不断翻页找对应的文字解释，看得人十分抓狂。但这本书明显在这方面下了大功夫。那些流程图、结构示意图，线条清晰，逻辑分明，色彩搭配也恰到好处，既不会过于花哨分散注意力，又能准确突出重点。尤其是那些复杂的硬件连接示意图和软件逻辑框图，作者似乎深谙“一图胜千言”的道理。我个人对那些涉及到时序和状态机的部分特别关注，因为这块内容常常是初学者卡壳的地方。这本书通过精美的插图，将抽象的状态转移过程可视化了，让人一眼就能明白输入、处理和输出之间的联动关系。说实话，光是欣赏这些精心制作的图表，都感觉学习过程变得轻松了不少。这种对细节的打磨，体现了编写团队的专业素养和对学习者体验的尊重，不是那种随便应付出版的粗制滥造品，值得点赞。