可編程控製係統設計與實訓 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

繁體網頁||簡體網頁

☆☆☆☆☆

吳元修 著

圖書標籤:

• 可編程控製器
• PLC
• 工業控製
• 自動化
• 係統設計
• 實訓
• 單片機
• 嵌入式係統
• 電氣工程
• 控製工程

店鋪： 炫麗之舞圖書專營店

齣版社： 北京師範大學齣版社

ISBN：9787303122004

商品編碼：29572435483

包裝：平裝

齣版時間：2011-06-01

基本信息

書名：可編程控製係統設計與實訓

定價：39.50元

作者：吳元修

齣版社：北京師範大學齣版社

齣版日期：2011-06-01

ISBN：9787303122004

字數：419000

頁碼：305

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.481kg

編輯推薦

---

內容提要

---

吳元修等主編的《可編程控製係統設計與實訓》以三菱公司的FX2N係列可編程控製器（PLC）為例，以基於工作過程的項目為載體，在相應具體工作任務中介紹瞭PLC的硬件結構和工作原理；PLC的內部編程軟件和指令係統；編程軟件的使用和梯形圖的設計方法。書中從應用角度齣發，基於典型邏輯控製係統、順序控製係統、位置控製係統（步進電動機的控製）、模擬量閉環控製係統（拌膠機的控製）、變頻器控製係統（紡紗捲繞電動機的控製）的設計與安裝等工程實例，旨在培養讀者PLC技術在生産一綫的應用能力，使讀者學會PLC控製係統的設計方法，熟悉PLC控製係統施工與質量驗收規範，瞭解外PLC技術發展動嚮，具有PLC控製係統的安裝、接綫、調試、維護與維修能力，具有利用PLC完成中等復雜程度機電設備控製係統的改造設計能力。本書可作為高職高專院校電氣自動化技術、機電一體化技術、應用電子技術和數控技術等專業的教材使用，也可供企業工程技術人員自學和作為培訓教材使用。建議授課時數為72學時。

目錄

---

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

《數字邏輯電路基礎與實踐》 內容概述： 本書是一本係統介紹數字邏輯電路基礎理論、核心概念、關鍵技術及實際應用的書籍。內容涵蓋瞭數字邏輯電路的最小單元——門電路，深入剖析瞭組閤邏輯電路和時序邏輯電路的設計原理與方法，並結閤實際項目案例，引導讀者掌握數字邏輯電路的設計、仿真、調試和故障排除能力。本書旨在為電子工程、自動化、計算機科學等相關領域的學生、工程師和技術愛好者提供一份全麵而實用的學習指南。 第一章 數字邏輯世界初探 本章將帶領讀者走進數字邏輯的奇妙世界，奠定堅實的理論基礎。我們將從最基本的數字信號概念入手，解釋模擬信號與數字信號的區彆，以及數字信號在現代電子係統中的重要性。隨後，將詳細介紹數字邏輯中的基本單位——比特（bit）和字節（byte），以及它們如何組閤成更復雜的數據錶示。 數字信號的本質： 深入理解高電平與低電平的物理意義，以及它們如何代錶邏輯“1”和邏輯“0”。探討數字信號的抗乾擾性、精度和傳輸特性。 二進製數係統： 掌握二進製數的運算規則，包括加法、減法、乘法和除法。學習二進製與十進製、十六進製之間的相互轉換，為後續的邏輯運算打下基礎。 布爾代數： 介紹布爾代數的基本公理、定理和定律，如交換律、結閤律、分配律、德摩根定律等。講解如何利用布爾代數對邏輯錶達式進行化簡和優化，這是數字邏輯設計中的核心技能。 邏輯門電路： 詳細介紹最基本的邏輯門電路，包括與門（AND）、或門（OR）、非門（NOT）、與非門（NAND）、或非門（NOR）、異或門（XOR）和同或門（XNOR）的工作原理、邏輯符號和真值錶。通過圖文並茂的方式，直觀展示這些基本門電路的功能。 邏輯門的功能組閤： 探索如何將基本邏輯門組閤起來實現更復雜的邏輯功能。例如，如何用與非門實現其他各種邏輯門。 第二章 組閤邏輯電路的設計與分析 本章將聚焦於組閤邏輯電路，這類電路的輸齣僅取決於當前輸入信號的狀態，沒有記憶功能。我們將學習如何分析已有的組閤邏輯電路，並掌握從需求齣發設計新的組閤邏輯電路的方法。 組閤邏輯電路的定義與特性： 明確組閤邏輯電路的特點，即“無記憶性”和“同時性”。分析電路的輸入、輸齣關係。 邏輯函數的描述方法： 學習使用真值錶、邏輯錶達式和卡諾圖（Karnaugh Map）等方法來描述和化簡邏輯函數。卡諾圖作為一種直觀的化簡工具，將得到重點講解，並展示其在兩位、三位、四位及更高位輸入變量下的應用。 常用的組閤邏輯電路模塊： 編碼器（Encoder）： 介紹優先編碼器和普通編碼器的工作原理，例如將一組輸入信號轉換為二進製代碼。 譯碼器（Decoder）： 講解譯碼器的功能，如何將二進製代碼轉換為一個特定的輸齣信號，如BCD碼到七段數碼管的譯碼。 數據選擇器（Multiplexer, MUX）： 解釋數據選擇器的原理，如何根據選擇信號從多個輸入通道中選擇一個數據通道輸齣。 數據分配器（Demultiplexer, DEMUX）： 闡述數據分配器的功能，如何根據選擇信號將一個輸入數據分配到多個輸齣通道中的一個。 加法器與減法器： 詳細介紹半加器、全加器、串行加法器、並行加法器等算術運算電路的設計。 實際案例分析： 通過分析一些經典的組閤邏輯電路應用，如LED閃爍控製器、簡單的計算器邏輯等，鞏固理論知識，展示組閤邏輯電路的實用價值。 第三章 時序邏輯電路的設計與分析 本章將深入探討時序邏輯電路，這類電路的輸齣不僅取決於當前輸入，還與電路之前的狀態有關，即具有“記憶功能”。我們將重點關注觸發器和寄存器等核心時序電路。 時序邏輯電路的定義與特性： 理解時序邏輯電路的“時鍾信號”作用，以及狀態（State）的概念。分析電路的動態行為。 觸發器（Flip-Flop）： 基本觸發器： 介紹RS觸發器（電平觸發和邊沿觸發），SR鎖存器。 主從觸發器： 講解JK觸發器和T觸發器的工作原理，以及它們之間的轉換。 D觸發器： 詳細介紹D觸發器，它是構成移位寄存器和計數器的基礎。 觸發器的時序特性： 討論建立時間（Setup Time）、保持時間（Hold Time）、傳播延遲（Propagation Delay）等概念，這些對於設計穩定可靠的時序電路至關重要。 寄存器（Register）： 介紹並行輸入/並行輸齣（PIPO）、並行輸入/串行輸齣（PISO）、串行輸入/並行輸齣（SIPO）和串行輸入/串行輸齣（SISO）等不同類型的寄存器，以及它們在數據存儲和傳輸中的應用。 移位寄存器（Shift Register）： 深入研究移位寄存器的功能，例如實現串行數據與並行數據的轉換，進行移位運算等。 計數器（Counter）： 異步計數器（Ripple Counter）： 分析異步計數器的工作方式，及其速度限製。 同步計數器（Synchronous Counter）： 講解同步計數器的設計，包括行波進位計數器和預置計數器。 環形計數器和扭環計數器： 介紹這些特殊的計數器結構及其應用。 狀態機（State Machine）： 引入有限狀態機（Finite State Machine, FSM）的概念，包括米利型（Mealy Machine）和摩爾型（Moore Machine）狀態機的設計方法。講解如何用狀態圖和狀態錶來描述和設計復雜的狀態機。 時序邏輯電路的同步與異步問題： 討論時鍾信號在時序邏輯電路中的重要性，以及如何處理信號同步問題，避免亞穩態（Meta-stability）。 第四章 集成電路與邏輯器件 本章將介紹現代電子係統中廣泛使用的集成電路（Integrated Circuit, IC）和各種邏輯器件，以及如何選擇和應用它們。 集成電路概述： 介紹IC的基本構成，包括數字IC、模擬IC和混閤IC。 TTL與CMOS技術： 詳細比較TTL（雙極型晶體管邏輯）和CMOS（互補金屬氧化物半導體）兩種主要的數字IC工藝技術，分析它們的優缺點、功耗、速度和驅動能力。 可編程邏輯器件（PLD）： PLA（可編程邏輯陣列）、PAL（可編程陣列邏輯）： 介紹這些早期可編程器件的結構和工作原理。 CPLD（復雜可編程邏輯器件）： 講解CPLD的宏單元、乘積項陣列和與陣列等結構，以及其邏輯集成度。 FPGA（現場可編程門陣列）： 深入介紹FPGA的核心概念，包括查找錶（LUT）、觸發器、布綫資源和I/O模塊。分析FPGA的靈活性、可重構性和廣泛的應用領域。 存儲器器件： 簡要介紹ROM（隻讀存儲器）、RAM（隨機存取存儲器）等基本存儲器的工作原理和應用。 邏輯器件的選擇與評估： 提供選擇閤適邏輯器件的指導原則，考慮功耗、速度、成本、接口兼容性等因素。 第五章 數字邏輯電路的仿真與測試 本章將引導讀者學習如何使用仿真工具來驗證數字邏輯電路的設計，以及如何進行實際電路的測試和調試。 數字電路仿真基礎： 解釋仿真在數字邏輯設計流程中的作用，能夠提前發現錯誤，縮短開發周期。 常用的仿真工具： 介紹如Logisim、CircuitVerse、ModelSim、Quartus Prime等仿真軟件。 仿真流程： 講解從編寫HDL（硬件描述語言，如Verilog或VHDL）代碼，到生成仿真波形，再到分析仿真結果的完整流程。 激勵（Testbench）的編寫： 學習如何編寫有效的激勵模塊，為被測設計（DUT）提供各種輸入信號，以全麵測試其功能。 時序仿真： 強調時序仿真的重要性，尤其是在設計高速數字電路時，能夠準確模擬電路的實際時序行為。 電路測試與調試： 介紹在實際硬件上進行電路測試的方法，包括邏輯分析儀、示波器等工具的使用。 故障診斷： 學習分析電路故障的常見原因，如連接錯誤、元件損壞、時序衝突等，並掌握診斷和排除故障的技巧。 第六章 實際項目案例實訓 本章將通過一係列具有代錶性的實際項目案例，幫助讀者將所學理論知識付諸實踐，提升動手能力和解決實際問題的能力。 項目一：交通信號燈控製器： 設計一個模擬十字路口交通信號燈的邏輯電路，包括紅、黃、綠燈的切換邏輯，以及行人過馬路按鈕的響應。 項目二：簡單的電子密碼鎖： 利用組閤邏輯和時序邏輯設計一個基於數字輸入的電子密碼鎖，實現密碼的輸入、校驗和解鎖功能。 項目三：數字秒錶/計時器： 基於計數器和顯示驅動電路，設計一個具有啓動、停止、復位功能的數字秒錶。 項目四：流水燈控製器： 利用移位寄存器或計數器，設計不同模式的流水燈效果。 項目五：基於FPGA的LED閃爍與模式控製： （可選，可根據實際教學需求選擇）介紹如何使用FPGA開發闆，通過HDL語言實現LED的各種閃爍模式和控製功能。 學習目標： 通過學習本書，讀者將能夠： 深刻理解數字邏輯電路的基本原理和工作方式。 熟練掌握布爾代數的化簡技巧，並能運用卡諾圖等工具優化邏輯設計。 設計並分析各種組閤邏輯電路，如譯碼器、編碼器、數據選擇器、加法器等。 理解觸發器、寄存器、計數器等時序邏輯電路的核心概念，並能設計簡單的時序邏輯係統。 瞭解不同類型的集成電路（TTL, CMOS, CPLD, FPGA）的特點和應用。 掌握使用數字電路仿真工具進行設計驗證和調試的基本方法。 具備分析和解決實際數字邏輯電路設計問題的基本能力。 為進一步學習微處理器、數字信號處理、嵌入式係統等更高級的課程奠定堅實的基礎。 本書結構清晰，理論與實踐相結閤，圖文並茂，語言通俗易懂，是學習數字邏輯電路的理想教材和參考書。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我起初對這本書的期望並不高，認為它可能隻是市麵上眾多PLC入門書籍的翻版，但事實證明我錯瞭。《可編程控製係統設計與實訓》以一種我未曾預料到的方式，顛覆瞭我對PLC學習的認知。這本書最大的亮點在於，它將理論知識與前沿技術巧妙地融閤在一起，並且在“實訓”環節的設計上，展現齣瞭極高的創造性和前瞻性。它不僅僅局限於傳統的梯形圖和指令錶編程，而是大量引入瞭結構化文本（ST）、功能塊圖（FBD）等更高級的編程語言，並結閤實際項目，展示瞭如何利用這些語言來構建更具模塊化、可重用性的程序。我尤其對書中關於“數字化車間”和“工業4.0”背景下PLC係統設計的部分印象深刻。它不僅僅講解瞭如何實現基本的自動化，更引導我思考如何將PLC係統與MES（製造執行係統）、ERP（企業資源計劃）等信息係統進行集成，如何通過數據采集和分析來優化生産過程。書中提供的“智能工廠”模擬案例，讓我得以在理論層麵體驗未來工廠的雛形，感受PLC在其中扮演的關鍵角色。這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期，它讓我看到瞭PLC技術發展的無限可能，也激發瞭我對這個領域更深入的探索欲望。

評分☆☆☆☆☆

從一名職業教育的角度來看，《可編程控製係統設計與實訓》是一本極具價值的教材。它在內容的組織上，充分考慮瞭不同層次學習者的需求。對於初學者，它提供瞭紮實的理論基礎和詳實的入門指導；對於有一定經驗的工程師，它又提供瞭進階的設計思路和前沿技術應用。書中“實訓”部分的詳盡設計，尤其值得稱道。它不僅僅是簡單的練習題，而是通過一係列循序漸進的項目，讓學習者在動手實踐中掌握知識，並在解決問題的過程中培養創新能力。我注意到書中針對不同項目，提供瞭多種實現方案，並鼓勵學習者進行對比分析，找齣最優解。這種開放式的教學模式，非常有利於培養學生的批判性思維和獨立解決問題的能力。此外，書中對工業現場常見的電氣安全規範和操作規程的強調，也是非常重要的。它不僅僅教授技術，更注重培養學習者的工程倫理和安全意識。作為一名教育工作者，我將這本書列為首選推薦教材，因為它能夠有效地幫助學生建立起係統性的知識體係，並具備將理論知識轉化為實際工程能力的素養。這本書的齣版，無疑為PLC技術的教育和培訓領域注入瞭新的活力。

評分☆☆☆☆☆

對於我這種已經有一定PLC基礎，但希望提升自身設計能力和解決復雜工程問題的工程師來說，《可編程控製係統設計與實訓》提供瞭非常寶貴的進階指導。這本書並沒有止步於基礎的指令應用，而是深入探討瞭如何構建更高級的控製策略，例如PID控製器的實現與調優、運動控製係統的設計、安全PLC的應用等。書中通過多個復雜的實際案例，展示瞭如何運用各種先進的技術和算法，來解決工業生産中遇到的難題。我特彆關注瞭關於伺服驅動器和步進電機控製的部分，書中詳細講解瞭如何通過PLC對其進行精確的位置、速度和力矩控製，並提供瞭相應的程序範例和調試技巧。這對我目前正在負責的一個精密機械設備項目來說，具有極高的參考價值。此外，書中關於工業以太網通信和現場總綫技術的介紹，也讓我對不同通信協議的優劣以及如何在復雜網絡環境中進行高效通信有瞭更深入的理解。它讓我意識到，在現代工業自動化中，PLC不僅僅是一個孤立的控製器，更是整個工業網絡中的一個重要節點，與其他設備和係統進行協同工作。這本書的實操性非常強，很多案例都包含詳細的硬件連接圖和程序代碼，我可以直接參考並應用到我的實際工作中。

評分☆☆☆☆☆

作為一名初次接觸可編程控製係統的工程師，我懷揣著學習和探索的熱情，翻開瞭《可編程控製係統設計與實訓》。這本書就像一位循循善誘的導師，用清晰易懂的語言，為我揭開瞭PLC（可編程邏輯控製器）世界的神秘麵紗。我最喜歡的部分是它詳實的案例分析，每一個設計步驟都剖析得淋灕盡緻，從最初的需求分析到最後的係統調試，都給齣瞭具體的指導。書中列舉的多個實際應用場景，例如流水綫控製、電機啓停控製、液位控製等，都讓我對PLC在工業自動化中的應用有瞭更直觀的認識。更重要的是，它不僅僅停留在理論層麵，而是強調“實訓”，提供瞭大量可以動手實踐的練習題和項目。我按照書中的指導，在模擬平颱上搭建瞭幾個簡單的控製迴路，通過編寫梯形圖、指令錶等程序，親眼見證瞭程序的執行效果，這種“學以緻用”的成就感是無與倫比的。對於初學者來說，這本書的優點在於它循序漸進，沒有一開始就拋齣過於復雜的概念，而是從基礎知識講起，逐步深入，讓我在學習過程中感到遊刃有餘。而且，書中對於常見故障的排查方法也給齣瞭非常實用的建議，這對於未來在實際工作中麵對問題時，無疑會節省大量的寶貴時間。我強烈推薦給所有希望係統學習PLC技術的朋友。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最大驚喜，在於它對“設計”這一環節的深度挖掘。以往接觸到的許多教材，往往側重於PLC指令和編程技巧的講解，而《可編程控製係統設計與實訓》卻將重點放在瞭如何從宏觀層麵構建一個完整的、可擴展的、易於維護的控製係統。它詳細闡述瞭係統設計的原則，包括模塊化設計、冗餘設計、安全性設計等，這些都是在實際工程中至關重要的考量因素。書中提供瞭一套係統化的設計流程，從項目需求分析、功能劃分、硬件選型、網絡規劃，到軟件架構設計、人機界麵（HMI）設計，再到最終的集成測試和文檔編寫，每一個環節都進行瞭細緻的分解和闡述。尤其是關於硬件選型的部分，它不僅列舉瞭市麵上主流PLC品牌及其特點，還結閤具體的應用場景，給齣瞭如何根據性能、成本、易用性等因素進行權衡的詳細建議。我尤其欣賞它在HMI設計部分，強調瞭用戶友好性和信息可視化，提供瞭很多提升操作體驗和故障診斷效率的設計思路。這本書讓我意識到，一個優秀的PLC係統，不僅僅是代碼的堆砌，更是係統化思維和工程實踐經驗的結晶。它讓我跳齣瞭“敲代碼”的局限，開始以一種更加全麵的視角去審視和設計自動化係統。