工控机及组态控制技术原理与应用（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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薛迎成，何坚强 著

图书标签:

• 工控机
• 组态控制
• PLC
• 自动化
• 工业控制
• 嵌入式系统
• 控制技术
• 第2版
• 技术应用
• 编程

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512309456

版次：2

商品编码：10563610

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-01-01

用纸：胶版纸

页数：322

正文语种：中文

内容简介

《工控机及组态控制技术原理与应用（第2版）》由薛迎成、何坚强编著，对工控机的组成原理和系统构成作了较全面的分析。全书分为19章，分别介绍了工控机目前的状况及发展趋势，工控机的组成原理，并以PC总线工控机为主体，对主机和显示系统，模拟量和数字量输入／输出接口模板，生产过程输入／输出信号调理，工业控制通信网络系统，工业控制监控软件包，以及典型工控机的设计进行了较详细的剖析。
《工控机及组态控制技术原理与应用（第2版）》是根据作者多年从事工控机应用和教学经验而编写的，强调实际、突出应用。
《工控机及组态控制技术原理与应用（第2版）》适合高等学校自动化及电气自动化相关专业的学生和从事工控机的开发、研制、应用等方面的人员使用。

目录

前言
第一版 前言
第一章 工控机概述
第一节 工控机的特点
第二节 工控机及系统的分类与组成
第三节 工控机及系统的应用与发展
思考题

第二章 典型PC总线工控机组成及工控机的选配
第一节 典型PC总线工控机组成
第二节 工控机的选配
第三节 可编程自动化控制器
思考题

第三章 工控机总线技术
第一节 计算机总线技术基础知识
第二节 工控机总线
思考题

第四章 工控机I／O板卡基础
第一节 数据采集与控制卡的基本任务
第二节 I／O信号的种类与接线方式
第三节 数据采集板卡选择参数与I／O接口模板名词浅释
思考题

第五章 板卡的安装与测试
第一节 板卡的安装
第二节 板卡的测试
思考题

第六章 基于PC的数据采集控制系统的产品
第一节 数据采集控制系统组成与功能
第二节 插入式数据采集控制卡的用途与种类
第三节 研华PCL724数字量I／O卡
第四节 研华ISA总线PCL818L多功能卡
第五节 研华模拟量输出全长卡PCL726
第六节 中泰PC6508光隔离脉冲计数接口卡
第七节 远程数据采集和控制模块ADAM4000
思考题

第七章 信号调理
第一节 信号处理原理和方法
第二节 研华PCLD8115（PCLD8710）信号调理端子板
第三节 中泰PS003接线端子板
第四节 中泰PS011热电阻信号调理板
思考题

第八章 数据采集控制卡的控制方法与编程
第一节 数据采集控制卡编程的基本知识
第二节 数据采集控制卡硬件I／O控制原理
第三节 研华采集卡驱动程序及编程使用说明
思考题

第九章 工业控制系统通信技术
第一节 概述
第二节 数字信号传输与通信系统原理
第三节 计算机串行通信分类
第四节 RS-232C串行通信接口标准
第五节 RS-422与RS-485串行通信接口标准
第六节 USB通用串行接口标准
思考题

第十章 现场总线技术和工业以太网
第一节 现场总线的概念和特点
第二节 FCS对工业控制系统发展的影响
第三节 Profibus现场总线及应用实例
第四节 DeviceNet现场总线及应用实例
第五节 LonWorks现场总线及应用实例
第六节 CAN现场总线及应用实例
第七节 CC-Link现场总线及应用实例
第八节 FF现场总线及应用实例
第九节 Modbus现场总线及应用实例
第十节 基于工业Ethernet的控制系统
思考题

第十一章 集散控制系统
第一节 集散控制系统概述
第二节 集散控制系统的软／硬件结构
第三节 DCS系统选型
思考题

第十二章 工业控制软件系统
第一节 工控软件系统的主要特性
第二节 组态软件的功能和特点
第三节 工业监控组态软件的产生及发展
第四节 几种知名组态软件的概述
思考题

第十三章 通过工程转向架喷烤漆房系统学习组态王软件
第一节 了解组态王
第二节 建立转向架喷烤漆房监控系统的一般过程
第三节 定义转向架喷烤漆房监控系统外部设备和数据库
第四节 开始主界面制作
第五节 管理员登录界面制作
第六节 系统状态参数界面制作
第七节 帮助界面制作
第八节 历史报警界面制作
第九节 实时报警界面制作
第十节 烤漆时间到提示界面制作
第十一节 喷烤漆工艺流程界面制作
第十二节 系统访问权限和运行参数的设置
思考题

第十四章 组态王与常用硬件设备的通信
第一节 组态王的设备管理
第二节 组态王与三菱Q01 PLC通信
第三节 组态王与两台三菱FX2N通过FX2-485协议通信
第四节 组态王与ORMON CJ01 PLC通信
第五节 组态王与研华PCL818L板卡通信
第六节 组态王与研华PCL726板卡通信
第七节 组态王与上润仪表通信
第八节 组态王与S7-300 PLC设备的连接
第九节 S7-300 PLC模拟量在组态王中的读取
思考题

第十五章 通过工程汽车变速箱涂装生产线系统学习WinCC
第一节 了解WinCC
第二节 创建东风汽车变速箱涂装生产线项目和WinCC变量标签
第三节 开始界面的制作
第四节 前处理系统界面的制作
第五节 实时和历史报警的实现
思考题

第十六章 组态软件和PLC通过OPC通信
第一节 OPC的优越性
第二节 OPC的基本结构
第三节 组态王OPC：通信实例
第四节 iFIX通过Simatic NET OPC Servet与S7-300 PLC的通信
第五节 iFIX通过第三方OPC服务器与Modicon PLC通信
第六节 S7-200 PLC通过OPC与WinCC、iFIX的通信
第七节 Intouch通过第三方OPC服务器与PLC通信
第八节 iFIX通过第三方OPC：服务器与S7-300 PLC的通信
第九节 WinCC通过RSLinx OPC与罗克韦尔PLC通信
思考题

第十七章 工控机人机界面设计
第一节 对界面监控平台的基本要求
第二节 人机界面设计原则
第三节 人机界面设计方法
思考题

第十八章 工控机系统的设计
第一节 工控机系统的设计过程
第二节 计算机测控系统的功能规范
第三节 计算机测控系统的性能规范
第四节 构建数据采集控制系统的步骤
思考题

第十九章 组态王在洋河污水处理厂集散控制系统中的应用
第一节 中央控制室CRT显示及控制功能
第二节 建立洋河污水处理厂监控组态程序的步骤
第三节 定义洋河污水处理厂监控系统外部设备和数据库
第四节 开始主画面制作
第五节 工艺流程图画面制作
第六节 格栅控制画面制作
第七节 刮泥机回流泵控制画面制作
第八节 提升泵闸门控制画面制作
第九节 报表画面制作
第十节 报警画面制作
第十一节 帮助画面制作
附录 工控机及组态实验
参考文献

精彩书摘

自1983年工控机被列入国家计算机系列型普及发展规划以来，我国工控机事业获得了迅速发展，在工控机开发和产业化的推广与应用方面也取得了长足进步，许多工控技术产品已经成熟，在各领域获得成功应用，有的甚至可以与国外或境外产品竞争，特别是在DCS、工控机以及某些嵌人式控制装置方面。
和利时、浙大中控、新华、威盛等国内公司的DCS系列产品，已经进入许多大型工程，甚至出口到国外。据化工行业统计，国产DCS已占有50％左右的市场份额。同时据了解，研祥等公司工控机产品的发展势头很强劲；盛博的嵌入式产品已经进入国际市场，成为西门子、阿尔斯通等欧洲公司的配套产品；航天测控公司的VXI、PXI产品已成为国防工业中的重点地面测控产品；康拓公司的新一代Compact PCI系列产品也已开发成功。

前言/序言

工业自动化领域的前沿探索与实践指导 本书旨在为读者提供一个全面而深入的工业自动化技术视角，涵盖了从基础理论到前沿应用的广泛内容。我们将一同踏上这场探索之旅，理解驱动现代工业高效运转的核心动力，掌握塑造未来智能制造的关键技术。 第一部分：工业自动化基石 在工业自动化的广阔图景中，我们首先需要夯实坚实的基础。本部分将从最核心的概念入手，剖析工业自动化系统为何至关重要，以及它如何在日益复杂的生产环境中扮演着不可或缺的角色。我们将详细探讨自动化系统的基本构成要素，包括传感器、执行器、控制器以及人机界面等，并深入理解它们各自的功能、工作原理以及在整体系统中的协同作用。 传感器技术：工业的“感官” 我们将深入研究各类工业传感器，包括但不限于： 温度传感器：分析不同类型（如热电偶、热电阻、红外传感器）的工作原理、选型依据以及在极端环境下的应用。 压力传感器：探讨绝压、差压、相对压力的测量原理，以及在流体控制、液位监测等场景下的实际应用。 流量传感器：介绍电磁流量计、涡轮流量计、超声波流量计等主流测量技术的优劣势，以及在工艺流程控制中的重要性。 液位传感器：从浮球式到雷达式，解析不同液位检测方法的适用范围和精度。 位置传感器：聚焦编码器（增量式、绝对式）、限位开关、接近传感器等，理解其在物料搬运、机器人定位等方面的关键作用。 视觉传感器与图像处理：初步介绍机器视觉的基础，包括图像采集、特征提取与识别，为后续更高级的应用奠定基础。 我们将强调传感器在数据采集的准确性、可靠性和实时性方面的重要性，以及如何根据具体的工业场景和被测对象选择最合适的传感器。 执行器技术：工业的“手臂” 有了“感官”，我们还需要“行动”。执行器是指令的执行者，将控制信号转化为实际的物理动作。本部分将重点介绍： 电机驱动：深入解析直流电机、交流电机（感应电机、同步电机）的控制原理，以及变频器（VFD）在实现电机速度、转矩精确控制方面的作用。 液压与气动元件：详细介绍液压泵、液压马达、液压阀（电磁换向阀、比例阀）、气缸、气动马达、气动阀等的核心技术，以及它们在重载、高精度定位等场合的应用。 伺服系统：剖析伺服电机与伺服驱动器组成的伺服系统，理解其在高精度运动控制（如机器人关节、数控机床）中的优势。 电磁阀与继电器：作为最基础的开关执行元件，我们将阐述其工作原理、选型以及在逻辑控制中的应用。 我们将关注执行器的响应速度、精度、功率、耐用性等关键性能指标，以及它们与被控对象之间的匹配关系。 控制器核心：工业的“大脑” 控制器是整个自动化系统的指挥中心，负责接收传感器信号，执行预设逻辑，并向执行器发出指令。本部分将聚焦于： PLC（可编程逻辑控制器）：深入讲解PLC的硬件架构（CPU模块、输入/输出模块、通信模块、电源模块），以及其在离散制造、过程控制中的广泛应用。我们将介绍PLC的编程语言（梯形图、指令表、结构化文本、功能块图），并探讨实际的编程技巧和故障排除方法。 DCS（分布式控制系统）：分析DCS的系统构成、控制策略，以及它在大型连续过程（如石油化工、电力生产）中的集中管理与分散控制优势。 嵌入式系统：介绍微控制器（MCU）在特定任务自动化中的应用，以及嵌入式系统设计的基本原则。 我们将强调控制器的逻辑处理能力、通信能力、实时性以及可扩展性，并探讨不同控制器类型在不同应用场景下的适用性。 人机交互：连接人与机器的桥梁 良好的用户界面是操作员与自动化系统有效沟通的关键。本部分将深入研究： HMI（人机界面）/SCADA（监控与数据采集）：详细介绍HMI的设计原则、常用界面元素（按钮、滑块、仪表、图表），以及SCADA系统在生产过程监控、数据采集、报警管理、报表生成等方面的强大功能。我们将探讨如何设计直观、易用的用户界面，以及如何通过SCADA系统实现远程监控与故障诊断。 可视化技术：介绍各种图形化表示技术，如实时数据曲线、报警列表、设备状态指示灯等，以及如何利用这些技术清晰地展示复杂的生产过程。 我们将关注界面的易用性、信息清晰度、交互效率，以及如何通过人机交互实现生产的优化调度和故障快速响应。 第二部分：工业通信与网络 在现代工业自动化中，数据的高效、可靠传输是实现系统集成和协同工作的基础。本部分将深入探讨工业通信的各个层面。 工业现场总线技术： CAN（Controller Area Network）：详细介绍CAN总线的协议、帧结构、多主站通信机制，以及其在汽车电子、工业设备控制等领域的广泛应用。 RS-485：解析RS-485的电气特性、通信方式，以及它在较长距离、多节点通信中的优势，如Modbus RTU协议的实现。 Profibus/Profinet：深入探讨Profibus（DP/PA）和Profinet在工业自动化中的应用，理解其在实时性、可靠性和数据吞吐量方面的表现。 Ethernet/IP：介绍基于以太网的工业通信协议，以及其在开放性、集成性和高性能方面的优势。 我们将重点分析不同现场总线在通信速率、传输距离、抗干扰能力、网络拓扑、协议兼容性等方面的差异，以及如何根据具体应用场景进行选择。 工业以太网与无线通信： 工业以太网：探讨标准以太网在工业环境中的演进，包括其在提高通信速率、实现设备互联互通方面的作用。 工业无线技术：介绍Wi-Fi、LoRa、NB-IoT等在工业物联网（IIoT）中的应用，以及它们在无线数据采集、移动设备连接方面的优势。 我们将关注网络安全、数据可靠性、实时性要求，以及如何构建稳定高效的工业通信网络。 第三部分：智能制造与前沿应用 工业自动化正朝着更智能、更灵活、更高效的方向发展。本部分将聚焦于驱动工业未来发展的关键技术和应用。 工业物联网（IIoT）： 概念与架构：深入理解IIoT的核心理念，包括设备互联、数据采集、云平台、边缘计算等。 数据分析与人工智能：探讨如何利用大数据分析和机器学习技术，从海量工业数据中挖掘价值，实现预测性维护、工艺优化、质量检测等。 云平台与边缘计算：分析云平台在数据存储、集中管理、远程监控方面的作用，以及边缘计算在本地数据处理、实时响应方面的优势。 我们将重点关注IIoT如何赋能数字化转型，提升生产效率、降低运营成本、创造新的商业模式。 机器人技术与自动化生产线： 工业机器人：深入研究各类工业机器人（如六轴机器人、协作机器人），分析其运动学、动力学、路径规划和视觉引导技术。 自动化生产线设计：探讨如何将机器人、PLC、传感器等有机结合，构建高效、柔性的自动化生产线。 柔性制造系统（FMS）：介绍FMS的设计理念和实现方式，以及其在多品种、小批量生产中的优势。 我们将关注机器人技术的精度、速度、灵活性、安全性，以及如何通过机器人实现生产的智能化升级。 数字孪生（Digital Twin）： 概念与原理：深入理解数字孪生的核心概念，即在物理世界之外创建一个与之实时同步的虚拟模型。 构建与应用：探讨如何基于传感器数据、仿真模型等构建数字孪生，以及其在产品设计、生产过程优化、设备状态监测、故障预测等方面的应用。 我们将强调数字孪生在虚拟仿真、过程优化、决策支持方面的巨大潜力。 工业安全与可靠性： 系统冗余与容错：介绍在关键控制系统中实现冗余设计，以及容错技术在保证系统连续运行方面的作用。 故障诊断与排除：探讨有效的故障诊断方法和工具，以及如何快速响应和排除故障，降低停机时间。 网络安全：分析工业网络面临的安全威胁，以及如何采取有效的措施保护工业控制系统免受网络攻击。 我们将关注系统稳定性、数据完整性、运行连续性，以及如何构建安全可靠的工业自动化系统。 通过对上述内容的深入学习和探讨，读者将能够建立起对工业自动化技术体系的系统性认知，掌握解决实际工程问题的能力，并为投身于智能制造的浪潮做好充分的准备。本书不仅是理论知识的传授，更是对未来工业发展趋势的深刻洞察和实践指导。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到这本书的时候，最先吸引我的就是它那股“硬核”的实在感。我是一个比较务实的人，在选择技术书籍时，最看重的是内容的深度和实用性。这本书在这一点上做得非常出色，它没有那些花哨的理论包装，而是直奔主题，深入浅出地讲解了工业控制的各个核心环节。例如，它在讨论PLC编程时，不仅仅是罗列指令，而是详细剖析了不同指令的适用场景、编程逻辑以及在实际项目中可能遇到的问题和解决方案。我尤其欣赏书中对各种通讯协议的讲解，那些枯燥的技术术语被作者用生动的语言和形象的比喻解释得淋漓尽致，让我能够快速掌握不同协议的工作原理和优缺点，这对我日后的项目选型和故障排除非常有帮助。而且，书中提到的案例分析非常贴合实际生产需求，很多内容都是我工作中经常会遇到的，它提供的解决思路和方法论，直接就能拿来套用，大大提高了我的工作效率。这本书的实用价值，绝对是我见过同类书籍中数一数二的。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的语言风格非常独特，既有学术研究的严谨性，又不乏工程实践的接地气。作者在阐述复杂的原理时，并没有使用过于晦涩难懂的术语，而是尽量用日常化的语言来解释，甚至会穿插一些生动有趣的类比，让那些初学者也能轻松理解。我记得在讲到PID控制的参数整定时，作者用了“水龙头开大一点，水流就大；开小一点，水流就小”这样的比喻来形象地说明比例、积分、微分的作用，让我瞬间就豁然开朗。同时，它也没有因为追求通俗易懂而牺牲内容的严谨性，每一个概念的提出和论证都遵循着科学的逻辑，并且引用了大量的学术文献和行业标准，这让我在学习的同时，也能够感受到作者深厚的学术功底。这种“理论与实践并重”的写作方式，使得这本书既有深度，又易于接受，是难得的佳作。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就像是在与一位经验丰富的导师进行一次深入的交流。它没有那种“照本宣科”的枯燥感，而是充满了作者在实际工作中积累的宝贵经验和独到见解。我在阅读过程中，常常会发现一些之前从未想过的角度和方法，这些往往能够点醒我，让我对一些问题有更深刻的理解。例如，在讲到系统集成时，作者不仅讲解了不同设备之间如何连接，更着重强调了在集成过程中可能遇到的挑战，比如不同厂家设备之间的兼容性问题、数据格式的转换等等，并给出了非常实用的应对策略。这本书最大的价值在于，它不仅仅告诉你“是什么”，更告诉你“为什么”和“怎么做”，而且很多“怎么做”都是基于作者多年一线经验总结出来的“干货”，读起来让人受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计实在令人眼前一亮，无论是封面设计还是内页的文字布局，都透着一股专业而又精致的气息。封面采用了深邃的蓝色调，搭配着简洁而有力的书名，一眼就能感受到它在工业控制领域的权威感。翻开内页，我发现它在细节处理上同样到位，字体大小适中，行间距舒适，即使长时间阅读也不会感到疲劳。更值得称赞的是，书中大量的图表和插图，清晰直观地展示了复杂的概念和原理，这对于我这样需要通过视觉来理解抽象知识的学习者来说，简直是福音。我特别喜欢它在章节划分上的逻辑性，每个主题都安排得井井有条，过渡自然，让我在学习过程中能够循序渐进，不至于感到迷茫。例如，在讲解某个控制算法时，作者会先从基础理论讲起，然后逐步深入到实际应用，最后再通过案例分析来巩固理解，这种层层递进的方式极大地降低了学习的难度。此外，纸张的质量也相当不错，触感温润，不易反光，这使得我在台灯下阅读时，眼睛的舒适度大大提升。总的来说，这本书在视觉呈现和阅读体验上都做得非常出色，充分体现了出版方对读者的用心。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受就是它的“前瞻性”和“全面性”。在工业自动化的浪潮下，技术更新迭代的速度非常快，很多书籍内容很快就会过时。但是这本书，即使是第二版，也依然保持着旺盛的生命力。它不仅涵盖了工业控制的基础知识，比如PLC、HMI、SCADA系统等，还紧跟时代步伐，对一些新兴的技术和应用进行了深入的探讨，例如物联网在工业领域的应用，以及一些更高级的控制策略。我尤其对书中关于数据采集与分析的部分印象深刻，它不仅仅是简单地介绍如何采集数据，更是详细讲解了如何利用采集到的数据进行故障预测、性能优化等，这对于我们提高生产效率、降低运营成本非常有指导意义。总而言之，这本书就像一位经验丰富的老工匠，不仅传授了最基础的工具使用方法，更展示了如何利用这些工具创造出更美好的未来。

评分☆☆☆☆☆

收到大概翻了一下。还是比较失望。。书中涉及的知识面很广。但是大多都是一笔带过。不够详细的解说。只能对初学着帮助了解拓宽眼界。想学会这本书是不可行了。对不起价格。36元。我的感觉是这样的。刚收到。没有细阅读。我有一定的工控PLC知识。

评分☆☆☆☆☆

以前有“书非借不能读也”的说法，到我这里就变成 “书非买不能读也”了，在今天这个书价飙升的时代，买书已成为了一种很“奢侈”的消费行为，很多人宁愿在网络上读电子图书，也不愿意花这个“冤枉钱”。但是我却一直保持买书的“奢侈”习惯，我喜欢在书店里淘书带来的乐趣，更喜欢把买来的书捧在手中任意找一个时间来细读品味，思随书动，灵随书行，那种恬静、惬意的感觉是任何事情也比不了的。

评分☆☆☆☆☆

东西很好哦!

评分☆☆☆☆☆

我是从来不买盗版书的，这也是真正读书人应该具备的原则，但我也很少去一些综合性的大书店买书。太阳城里的“龙媒书店”我隔三差五就要去转一圈，那里主要经营的是文学类的书籍，书店虽然小但是文化氛围比较好，见到爱不释手的好书就急忙买下来。我还喜欢逛一些大学附近的小书店，无论走到那个地方，我首先想去的就是这个城市的书店，临近大学的更要去，因为那样的书店不乏青春的气息，在那里更容易找到有激情、有深度甚至是有些批判性质的书籍。

评分☆☆☆☆☆

收到大概翻了一下。还是比较失望。。书中涉及的知识面很广。但是大多都是一笔带过。不够详细的解说。只能对初学着帮助了解拓宽眼界。想学会这本书是不可行了。对不起价格。36元。我的感觉是这样的。刚收到。没有细阅读。我有一定的工控PLC知识。

评分☆☆☆☆☆

还不错吧~还不错啊~~~

评分☆☆☆☆☆

这本书包装很好，纸质也很不错，当然书本身很好。

评分☆☆☆☆☆

我是从来不买盗版书的，这也是真正读书人应该具备的原则，但我也很少去一些综合性的大书店买书。太阳城里的“龙媒书店”我隔三差五就要去转一圈，那里主要经营的是文学类的书籍，书店虽然小但是文化氛围比较好，见到爱不释手的好书就急忙买下来。我还喜欢逛一些大学附近的小书店，无论走到那个地方，我首先想去的就是这个城市的书店，临近大学的更要去，因为那样的书店不乏青春的气息，在那里更容易找到有激情、有深度甚至是有些批判性质的书籍。

评分☆☆☆☆☆

书的质量还不错！没有什么问题！