PLC原理与应用技术项目教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈经艳，俞良英，丁辉 等 编

图书标签:

• PLC
• 可编程控制器
• 工业自动化
• 电气工程
• 技术教程
• 项目教学
• 实训
• 控制系统
• 传感器
• 执行器

出版社： 天津大学出版社

ISBN：9787561852989

版次：1

商品编码：11713141

包装：平装

丛书名： 高职高专工作过程导向“六位一体”创新型系列教材

开本：16开

出版时间：2015-05-01

用纸：胶版纸

页数：285

字数：462000

正文语种：中文

内容简介

　　《PLC原理与应用技术项目教程》是高等职业学校PLC课程教材，采用模块化、项目式的组织结构。全书以三菱公司的FX2N系列PLC为例，共分为PLC的基础知识、PLC的编程元件和基本逻辑指令应用、PLC的步进顺控指令应用、PLC的功能指令应用、特殊模块及应用和PLC与变频器6个模块。每个模块下又分为多个项目。
　　《PLC原理与应用技术项目教程》以实训为主线，注重培养学生的职业技能，将PLC知识和操作技能融于实际项目中，为了帮助学生理解和复习，在知识点后面还附例题、训练和思考项目。
　　《PLC原理与应用技术项目教程》可作为高职高专学校、成人专科学校和中等职业学校数控技术专业、机电一体化等电类相关专业的教材，也可作为相关岗位人员的培训用书和相关科技人员的参考用书。

内页插图

目录

模块1 PLC的基础知识
项目1.1 认识PLC
项目1.2 GX Developer编程软件的使用

模块2 PLC的编程元件和基本逻辑指令应用
项目2.1 用PLC实现电动机的点动和长动运行控制
项目2.2 用PLC实现电动机的正反转控制
项目2.3 用PLC实现两台电动机的顺序控制
项目2.4 用PLC实现进库物品的统计监控
项目2.5 用PLC实现洗手间的冲水控制

模块3 PLC的步进顺控指令应用
项目3.1 用PLC实现彩灯的循环点亮控制
项目3.2 用PLC实现自动门的控制
项目3.3 用PLC实现按钮式人行横道的控制

模块4 PLC的功能指令应用
项目4.1 用PLC实现电动机的Y-△启动运行控制
项目4.2 用PLC实现简易定时报时器的控制
项目4.3 8站小车的呼叫控制系统
项目4.4 自动售货机控制系统
项目4.5 霓虹灯闪烁控制系统
项目4.6 4路抢答器控制系统

模块5 特殊模块及应用
项目5.1 电热水炉温度控制
项目5.2 PLC数据通信

模块6 PLC与变频器
项目6.1 变频器的基本操作
项目6.2 三相异步电动机多段调速和综合控制
参考文献

前言/序言

《工业自动化控制系统设计与实践》 一、 工业自动化控制的时代浪潮与技术基石 随着信息技术的飞速发展和工业生产模式的深刻变革，工业自动化控制系统已经成为现代制造业核心竞争力不可或缺的组成部分。它以一种无声却强大的力量，驱动着生产效率的飞跃，保障着产品质量的稳定，优化着资源配置的效率，并为提升工业安全和环境保护水平奠定了坚实的技术基础。从大规模的流水线生产到精密的机器人操作，从复杂的流程控制到智能化的能源管理，工业自动化控制系统的身影无处不在，深刻地改变着我们的工业生产面貌。 然而，构建一套高效、稳定、可靠的自动化控制系统并非易事。它涉及到复杂的系统设计、精密的硬件选型、严谨的软件编程，以及周密的现场调试与维护。这其中，对控制原理的深刻理解、对各类控制技术手段的熟练掌握、以及将理论知识转化为实际工程应用的能力，是每一个自动化工程师必须具备的核心素养。 本书《工业自动化控制系统设计与实践》正是应运而生，旨在为广大工业自动化领域的从业者、技术爱好者以及相关专业的学生提供一本全面、深入且极具实践指导意义的参考书籍。本书不同于一般的理论堆砌，而是将深厚的理论基础与丰富的工程实践紧密结合，力求让读者在掌握核心概念的同时，也能获得解决实际工程问题的能力。我们将一同探索工业自动化控制系统的脉络，剖析其核心组成模块，深入理解各种控制策略的精髓，并学习如何在真实的应用场景中进行系统设计、实施与优化。 二、 系统构成与核心技术解析：构建自动化大脑的智慧 任何一个成功的自动化控制系统，都如同一个复杂而精密的生命体，拥有其独特的“大脑”和“神经系统”，负责感知、决策与执行。本书将首先带领读者系统性地认识工业自动化控制系统的基本构成，包括传感器、执行器、控制器以及人机界面（HMI）等关键要素。 传感器：工业世界的“感官” 我们将深入探讨各类工业传感器的工作原理、选型原则及应用方法。从温度、压力、流量、液位等基础物理量的测量，到位置、速度、光电、编码器等运动控制传感器的应用，再到图像识别、力觉反馈等高端传感技术的解析，本书将全面覆盖工业生产中常用的传感器类型。理解传感器的精度、响应速度、环境适应性以及通信接口，是确保控制系统准确获取现场信息的基础。 执行器：工业指令的“手脚” 控制系统的指令最终需要通过执行器转化为实际的物理动作。本书将详细介绍各类执行器的原理与应用，包括电机驱动（直流电机、交流电机、步进电机、伺服电机）、液压和气动元件（电磁阀、比例阀、油缸、气缸）、以及加热器、冷却器等。我们将重点关注执行器的功率、精度、响应速度、负载能力以及与控制器的匹配问题，确保执行机构能够高效、准确地完成控制任务。 控制器：自动化系统的“大脑” 控制器是自动化控制系统的核心，它负责接收来自传感器的信号，根据预设的逻辑和算法进行计算与决策，并向执行器发出控制指令。本书将聚焦于当前工业界主流的控制器技术，深入解析它们的架构、编程方式、通信协议以及功能特性。我们将着重于不同类型控制器的应用场景分析，例如如何在复杂生产线上实现精确的位置和速度控制，如何在化工流程中实现温度和压力的稳定调节，以及如何在生产过程中实现多变量的协同控制。 人机界面 (HMI)：人与机器的“沟通桥梁” HMI为操作人员提供了直观监控生产过程、调整控制参数以及接收系统报警信息的方式。本书将介绍不同HMI的类型、设计原则、组态软件的使用，以及如何构建高效、易用的用户界面。我们还会探讨HMI在数据 HMI在数据采集、趋势显示、报表生成以及远程监控方面的功能，强调用户友好性和信息传递的有效性。 三、 控制策略与算法精讲：驱动智能化的核心算法 掌握了系统的基本构成，本书将进一步深入到工业自动化控制的核心——控制策略与算法。这是实现系统智能化、优化性能的关键所在。 经典控制理论回顾与应用 我们将从基础的反馈控制理论出发，系统回顾比例 (P)、比例-积分 (PI)、比例-积分-微分 (PID) 等经典控制算法。本书将不仅仅停留在理论公式的讲解，更会结合实际工程案例，阐述如何根据被控对象的特性选择合适的控制参数（整定），如何处理积分饱和、微分先行等问题，以及在不同应用场景下（如温度控制、液位控制、速度控制）PID算法的优化与改进。 先进控制技术概览 针对日益复杂的工业过程和对性能更高的要求，本书还将介绍一系列先进的控制技术，包括： 模糊逻辑控制 (FLC)：解析模糊集合、模糊规则、模糊推理等概念，并探讨模糊控制在处理非线性、不确定性系统中的优势，以及如何构建模糊控制器。 神经网络控制 (NNC)：介绍神经网络的基本结构和学习算法，并讲解如何利用神经网络逼近复杂的被控对象模型，实现自适应控制和预测控制。 模型预测控制 (MPC)：深入剖析MPC的核心思想，即利用被控对象的模型，在有限的预测时域内，通过优化算法求解一系列控制输入，以达到最优的控制性能。我们将着重讲解MPC在多变量耦合控制、约束优化等方面的强大能力。 自适应控制与鲁棒控制：探讨自适应控制在被控对象参数变化或模型不确定情况下的应对策略，以及鲁棒控制如何保证系统在一定扰动范围内具有良好的性能。 PLC的编程逻辑与应用 作为工业自动化领域的“多面手”，可编程逻辑控制器（PLC）在本书中将占据重要地位。我们将详细讲解PLC的硬件构成、指令系统、梯形图 (LD)、功能块图 (FBD)、结构化文本 (ST)、顺序功能图 (SFC) 等主流编程语言，并结合大量的实际应用案例，演示如何通过PLC实现逻辑控制、定时计数、数据处理、运动控制以及与上位机的通信。我们将特别关注PLC在运动控制、过程控制、安全控制等不同应用领域的配置与编程技巧。 四、 系统设计、实施与集成：从蓝图到现实的桥梁 理论知识的掌握是基础，但将这些知识转化为实际可运行的自动化系统，才是本书的最终目标。本书将引导读者掌握工业自动化控制系统的完整设计、实施与集成流程。 需求分析与系统架构设计 我们将从明确自动化需求出发，分析生产工艺流程，识别关键控制点，并基于需求进行初步的系统架构设计。这包括确定控制器的类型与规格、传感器的选型与布局、执行器的配置、通信网络的拓扑结构以及HMI的设计要求。 硬件选型与配置 基于系统架构设计，本书将提供详细的硬件选型指南，包括CPU模块、I/O模块、通信模块、电源模块等的选择原则。我们将探讨不同品牌和系列PLC的特点，以及如何根据应用场景进行合理的硬件配置。 软件开发与编程实现 本书将结合具体的控制任务，引导读者进行PLC程序的开发。我们将演示如何根据控制逻辑编写梯形图、功能块图等程序，如何进行变量定义、数据管理，以及如何实现与其他设备的通信。 现场调试与优化 系统搭建完成后，现场调试是确保系统正常运行的关键环节。本书将详细介绍调试的步骤和方法，包括I/O点位的检查、程序的在线调试、控制参数的整定、以及系统的联调测试。我们还将探讨常见故障的诊断与排除技巧，以及如何对系统进行性能优化。 系统集成与联网 在现代工业生产中，自动化控制系统往往需要与其他系统进行集成，例如MES（制造执行系统）、ERP（企业资源计划系统）、SCADA（监控与数据采集系统）等。本书将探讨不同通信协议（如Modbus TCP/IP, Profinet, Ethernet/IP等）的应用，以及如何实现PLC与上位机、服务器等设备之间的数据交互和信息共享。 五、 工业应用实例分析：理论指导实践的生动写照 为了让读者更直观地理解和掌握书中内容，本书将精心挑选一系列具有代表性的工业应用案例进行深入剖析。这些案例将覆盖不同行业和不同类型的自动化控制系统，例如： 生产线自动化控制：例如，在汽车制造、电子产品组装等生产线上，如何利用PLC实现生产设备的协同工作、物料的精准输送、产品的质量检测以及生产数据的实时采集。 过程控制系统：例如，在化工、制药、食品饮料等行业，如何利用PLC和DCS（分布式控制系统）实现温度、压力、流量、液位等工艺参数的精确控制和稳定维持。 运动控制系统：例如，在包装机械、印刷设备、数控机床等领域，如何利用伺服驱动和PLC实现高精度、高动态响应的位置、速度和力矩控制。 机器人与自动化集成：例如，如何将机器人手臂与PLC系统进行集成，实现自动化上下料、焊接、喷涂等复杂任务。 能源管理与楼宇自动化：探讨在工业园区或大型建筑中，如何利用自动化系统实现能源的高效利用和环境的智能调控。 通过对这些案例的详细解读，读者将能够清晰地看到理论知识如何被应用于解决实际工程问题，并从中学习到宝贵的工程经验和设计思路。 六、 未来展望：迈向智能制造的新纪元 随着工业4.0和智能制造的不断推进，工业自动化控制系统正朝着更加智能化、网络化、柔性化的方向发展。本书的最后一章将对未来工业自动化控制技术的发展趋势进行展望，包括： 工业物联网 (IIoT) 的融合：探讨传感器、控制器、执行器与云平台之间的互联互通，实现数据的全面采集、分析和应用。 人工智能 (AI) 在自动化领域的应用：分析AI技术（如机器学习、深度学习）如何在预测性维护、故障诊断、自优化控制等方面发挥作用。 数字孪生 (Digital Twin) 技术：介绍数字孪生如何为自动化系统的设计、仿真、监控和优化提供强大的支持。 人机协作与柔性制造：探讨人与自动化设备之间更加紧密的协作关系，以及如何实现更加灵活、个性化的生产模式。 《工业自动化控制系统设计与实践》旨在成为您在工业自动化领域学习与实践的得力助手，帮助您构建坚实的理论基础，掌握实用的工程技术，并为迎接工业自动化未来的挑战做好充分准备。我们相信，通过本书的学习，您将能够更加自信地驾驭复杂的自动化系统，为推动工业生产的进步贡献自己的力量。

评分☆☆☆☆☆

对于长期在工业现场摸爬滚打的技术工人来说，理解并掌握PLC技术是提升工作效率和解决现场难题的关键。我拿到《PLC原理与应用技术项目教程》后，立刻被它贴近实战的风格吸引了。这本书没有过多地纠缠于复杂的理论推导，而是直接切入PLC在实际生产中的应用。书中列举的案例，像是恒温控制系统、物料输送控制、以及对生产设备进行状态监控等，都与我们日常工作中遇到的问题息息相关。通过阅读这本书，我学会了如何根据工艺流程的需求，设计合理的PLC控制方案，并使用梯形图等编程语言进行实现。书中的讲解非常细致，即使是对于一些初学者来说，也能够轻松理解。我特别喜欢书中关于PLC扩展模块应用的部分，这让我了解了如何通过增加输入输出模块、通信模块等，来扩展PLC的功能，满足更复杂的控制需求。此外，书中还涉及了一些PLC的维护和升级方面的知识，这对于延长设备使用寿命、提高生产稳定性非常有帮助。这本书就像是一位经验丰富的师傅，手把手地教我如何更好地利用PLC这把“利器”，解决生产中的实际问题。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在职的技术人员，我一直希望能够跟上行业的发展步伐，提升自己的专业技能。最近，我了解到PLC在智能制造中的重要性日益凸显，于是我抱着学习和提升的目的购买了《PLC原理与应用技术项目教程》。这本书给我带来了许多惊喜。它并没有局限于某一特定品牌的PLC，而是从通用原理出发，深入浅出地讲解了PLC的硬件结构、指令系统、编程语言（如梯形图、指令表、结构化文本等）以及通信协议。书中提供的项目案例涵盖了工业生产中多种典型的应用场景，例如电机控制、传感器信号处理、PID控制、人机界面（HMI）集成等。这些案例的贴合实际，让我在学习理论知识的同时，能够迅速将其与实际工作中的需求联系起来，找到解决问题的思路和方法。我特别欣赏书中关于PLC网络通信的部分，这对于理解现代自动化系统中的信息集成和数据交换至关重要。此外，书中还强调了PLC系统设计中的一些关键原则，如安全规范、可靠性设计和可维护性，这些都是在实际工程项目中不可或缺的考量因素。这本书的编写思路清晰，逻辑性强，图文并茂，有助于读者建立起完整的知识体系。我认为，这本书不仅适合初学者入门，对于有一定基础的技术人员来说，也是一本值得深入研读的参考资料，能够帮助其拓宽视野，深化理解。

评分☆☆☆☆☆

在当前数字化、智能化的浪潮下，PLC作为工业自动化的基石，其重要性不言而喻。我了解到《PLC原理与应用技术项目教程》这本书，便迫不及待地想要深入了解。这本书的独特之处在于，它将PLC的原理讲解与实际应用项目紧密结合，提供了一个系统性的学习框架。书中深入探讨了PLC的硬件构成，包括CPU模块、输入/输出模块、电源模块等，并详细阐述了它们在工作中的作用。在编程方面，书中不仅涵盖了传统的梯形图、指令表等编程语言，还对结构化文本和功能块图等更高级的编程方式进行了介绍，这使得读者能够根据不同的应用场景选择最合适的编程方式。令我印象深刻的是书中对PLC通信技术的大量篇幅，包括RS-232、RS-485、Ethernet/IP等，以及如何利用这些技术实现PLC与上位机、HMI、其他PLC之间的数据交换和协同工作，这对于构建大型自动化系统至关重要。书中提供的项目案例，如机器人协作控制、生产过程中的数据采集与分析等，都极具前瞻性和实用性，能够帮助读者理解PLC在智能制造中的核心作用。这本书的结构安排合理，内容翔实，逻辑清晰，是一本不可多得的PLC技术学习宝典。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚步入自动化行业的大学毕业生，对于PLC这个领域感到既新鲜又充满挑战。在学校的课程中，我对PLC有了一些初步的了解，但总觉得不够系统和深入。因此，我选择了《PLC原理与应用技术项目教程》，希望能借此机会夯实基础，掌握实际应用技能。这本书的确没有让我失望。它从最基础的PLC概念讲起，逐步深入到各种编程逻辑的实现。最让我印象深刻的是书中对于不同类型PLC硬件的介绍，以及它们在实际应用中的优劣势分析。书中提供的实操项目，例如楼层电梯控制、自动流水线监控系统等，都非常贴近实际生产需求。我尝试着跟着书中的步骤，在模拟软件中一步步构建电路、编写程序、进行仿真。这个过程让我深刻理解了程序逻辑是如何转化为实际的机械动作，也让我体会到了编程的严谨性和趣味性。书中关于PLC的故障诊断和排除的章节，更是给了我很大的启发。我发现，解决实际问题往往比理论学习更具挑战性，但通过书中提供的系统性方法，我能够更有条理地分析问题，找到根源。这本书的阅读体验非常棒，它让我从一个被动的学习者，变成了一个主动的探索者。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我对工业自动化领域充满了好奇，尤其是PLC（可编程逻辑控制器）这个在现代工厂中扮演着核心角色的设备。在朋友的推荐下，我入手了这本《PLC原理与应用技术项目教程》，原本是想系统学习一下PLC的基础知识和实际操作。然而，翻开书后，我发现这本书的内容比我预期的要更广阔、更深入。首先，它不仅仅停留在基础的指令和接线图讲解，而是将理论知识与大量的实际项目案例相结合，这对我这种喜欢动手实践的学习者来说简直是福音。从简单的灯光控制到复杂的生产线协调，书中提供了循序渐进的项目，让我能够清晰地看到PLC是如何解决实际生产中的各种问题的。每一章都伴随着详细的步骤说明和代码示例，我感觉自己仿佛置身于一个真实的自动化车间，跟着书本一步步搭建系统、编写程序、进行调试。我尤其喜欢书中关于故障排除和优化部分的阐述，这让我意识到，掌握PLC不仅仅是学会编写代码，更重要的是理解其背后的逻辑，以及如何让系统更稳定、更高效地运行。这本书的语言风格也很吸引人，不像一些技术书籍那样枯燥乏味，而是用一种更加直观和易懂的方式来解释复杂的概念。总的来说，这是一本非常有价值的参考书，它为我打开了通往工业自动化世界的大门，让我对未来的学习和职业发展充满了期待。