PLC、變頻器、觸摸屏應用技術 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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吳元修，王文華 編

圖書標籤:

• PLC
• 變頻器
• 觸摸屏
• 工業控製
• 自動化
• 電氣工程
• 技術應用
• 編程
• 維修
• 實操

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302344810

版次：1

商品編碼：11478520

品牌：清華大學

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2014-05-01

頁數：207

內容簡介

　　《PLC、變頻器、觸摸屏應用技術》共有4個模塊10個工作任務，以三菱公司的FX2N係列可編程控製器為例，以基於工作過程的任務作為載體，介紹瞭PLC的硬件結構和工作原理、PLC的內部編程元件和指令係統、編程軟件的使用和梯形圖的設計方法，以及觸摸屏與變頻器的具體使用方法。從應用角度齣發，基於典型工作任務的設計與安裝等工程實例編寫，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，瞭解國內外PLC技術發展動嚮，具有PLC控製係統的設計、安裝、調試與維護能力，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。
　　《PLC、變頻器、觸摸屏應用技術》可作為高職高專院校電氣自動化技術、機電一體化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。

目錄

模塊1PLC基本邏輯指令應用

任務1認識可編程控製器

任務2電動機正/反轉控製係統設計與安裝

任務3電動機�病髕舳�控製係統設計與安裝

模塊2PLC順序控製指令應用

任務4交通信號燈控製係統設計與安裝

模塊3PLC特殊功能指令應用

任務5電鍍生産綫控製係統設計與安裝

任務6機械手控製係統設計與安裝

任務7步進電動機控製係統設計與安裝

任務8刨花闆拌膠機控製係統設計與安裝

模塊4觸摸屏與變頻器應用

任務9搶答器控製係統設計與安裝

任務10異步電動機變頻調速控製係統設計與安裝

參考文獻

前言/序言

　　為滿足高等職業教育的需要，培養實際動手能力強、崗位技能水平高、具有現場操作技能的高等技術應用型人纔，適應不斷發展的自動化技術人纔市場需求，作者參考相關職業技能鑒定規範和技術工人等級考核標準，編寫瞭這本教材。
　　本書的編寫體現瞭淡化理論、培養技能、重在應用的原則，強化職業技能的應用，努力幫助學習者提高自學水平，提供自學渠道。
　　本書共分4個模塊，10個工作任務，以FX2N可編程控製器為例，以基於工作過程的任務為載體，介紹瞭PLC的硬件結構和工作原理、PLC的內部編程元件和指令係統、編程軟件的使用和梯形圖的設計方法，以及觸摸屏與變頻器的具體使用方法。
　　本書由多名一綫教師參加編寫，具體分工為： 王文華老師編寫模塊1，亓秀玲老師編寫模塊2，吳元修老師編寫模塊3中的任務5、任務6和任務7，秦貞龍老師編寫模塊3中的任務8，狄敬國老師編寫模塊4，全書由吳元修老師統稿。
　　本書與山東泰山鋼鐵集團相關分廠和科室閤作完成，他們對任務載體的選擇和教學設計提齣瞭寶貴意見。本書編寫過程中還得到瞭宋健老師的大力支持和幫助。對上述單位和個人一並錶示衷心感謝。
　　由於編者水平有限，書中難免存在錯漏之處，誠請讀者批評指正，以便修訂完善。
　　編者2014年1月

工業自動化核心技術：PLC、變頻器、觸摸屏深度解析與實戰應用 引言： 在現代工業生産日益智能化、自動化的浪潮中，可編程邏輯控製器（PLC）、變頻器和觸摸屏作為工業自動化領域的三大核心支柱，其重要性不言而喻。它們如同流水綫上的神經中樞、動力心髒和直觀交互界麵，共同 orchestrate 著復雜多變的生産流程，實現效率的飛躍和品質的提升。本書並非一本單純的技術手冊，而是緻力於為廣大工業自動化從業者、電氣工程專業學生以及對工業控製技術充滿興趣的技術愛好者，提供一個全麵、深入且極具實踐價值的學習平颱。我們將以紮實的理論基礎為導引，以海量的實際案例為載體，帶領讀者一步步解鎖PLC、變頻器、觸摸屏的奧秘，掌握它們在不同工業場景下的靈活運用，最終能夠獨立完成自動化係統的設計、集成與維護。 第一部分：PLC——工業自動化的大腦與邏輯控製器 PLC（Programmable Logic Controller）作為工業自動化係統的核心控製單元，其作用相當於工業生産的“大腦”。它能夠接收來自傳感器、開關等輸入設備的狀態信號，經過內部程序邏輯的處理，輸齣控製信號給執行機構（如電機、電磁閥等），從而實現對生産過程的精確控製。 PLC的基本原理與結構： 我們將從PLC的誕生背景、發展曆程入手，深入剖析其核心組成部分，包括中央處理器（CPU）、存儲器（程序存儲器、數據存儲器）、輸入/輸齣（I/O）接口模塊、電源模塊等。理解各模塊的功能及其相互作用，是掌握PLC的基礎。 PLC的編程語言： 本書將重點講解在工業自動化領域應用最為廣泛的幾種PLC編程語言，包括梯形圖（Ladder Diagram, LD）、指令錶（Instruction List, IL）、結構化文本（Structured Text, ST）、功能塊圖（Function Block Diagram, FBD）和順序功能圖（Sequential Function Chart, SFC）。我們將逐一介紹每種語言的語法結構、指令集以及適用場景，並通過大量實例演示如何使用這些語言編寫齣高效、可靠的控製程序。例如，在處理復雜的邏輯判斷時，ST的靈活性和LD的直觀性各有韆鞦，我們將展示如何根據實際需求選擇最閤適的編程方式。 PLC的通信與網絡： 現代工業生産中，PLC並非孤立存在，而是需要與其他設備、上位機甚至雲端進行信息交互。因此，理解PLC的通信協議至關重要。本書將深入探討RS-232、RS-485等串行通信，以及Ethernet/IP、Profinet、Modbus TCP/IP等工業以太網通信協議。我們將講解不同通信方式的原理、拓撲結構、通信參數設置以及如何在實際項目中構建穩定可靠的通信網絡。 PLC的硬件選型與應用： 針對不同規模和復雜度的工業項目，選擇閤適的PLC硬件是關鍵。我們將分析不同品牌（如西門子、三菱、羅剋韋爾等）PLC的特點、性能指標、I/O點數、擴展能力以及價格定位，為讀者提供科學的選型依據。同時，我們將結閤具體的工業應用場景，如生産綫控製、包裝機械、注塑機、起重設備等，演示如何根據工藝要求選擇閤適的PLC型號和I/O模塊，並進行實際的接綫與配置。 PLC的故障診斷與維護： 自動化係統的高可靠性要求對PLC的故障診斷與維護能力提齣瞭挑戰。本書將係統介紹PLC常見的故障類型（如輸入輸齣故障、通信故障、程序錯誤、硬件損壞等），以及相應的診斷方法和排查技巧。我們將講解如何利用PLC的診斷功能、在綫監視工具、錯誤代碼等，快速定位問題並進行修復，最大程度地減少停機時間。 第二部分：變頻器——工業電機的“變速箱”與節能專傢 變頻器（Variable Frequency Drive, VFD），又稱變頻調速器，是專門用於控製交流電機（如異步電動機）轉速的電力電子裝置。它通過改變供給電機的電源頻率和電壓，實現對電機轉速的平滑、精確調節，從而滿足不同工況下的運行需求，同時實現顯著的節能效果。 變頻器的基本原理與構成： 本書將首先闡述變頻器的工作原理，即“AC-DC-AC”的變頻過程。我們將詳細解析變頻器的內部結構，包括整流單元、平波電抗器、逆變單元、控製單元等，並解釋各部分的功能以及它們如何協同工作。 變頻器的控製方式： 變頻器的控製方式直接影響到電機的運行性能。本書將重點介紹幾種主要的控製方式：V/f（電壓/頻率）控製、矢量控製（包括無傳感器矢量控製和有傳感器矢量控製）以及伺服控製。我們將深入剖析各種控製方式的優缺點，以及它們在不同負載特性下的適用性。例如，在需要高精度速度控製和動態響應的場閤，矢量控製是不可替代的選擇。 變頻器的功能參數設置： 變頻器擁有豐富的參數，通過對這些參數的閤理設置，可以實現各種復雜的控製功能。本書將詳細解讀變頻器常用的關鍵參數，例如：額定功率、額定電壓、最高頻率、最高輸齣電壓、加減速時間、載波頻率、保護參數（過載、過壓、欠壓、過溫等）、多段速設置、PID調節設置等。我們將結閤實際應用，演示如何根據電機規格、負載特性和工藝要求，精確地設置這些參數，以獲得最佳的運行效果。 變頻器的通信與聯網： 與PLC類似，變頻器也需要與外部係統進行通信和協調。本書將介紹變頻器常用的通信接口和協議，如RS-485（Modbus RTU）、CANopen、Ethernet/IP等，並演示如何通過這些接口實現變頻器的遠程控製、參數讀取和狀態監視。 變頻器的實際應用案例： 變頻器在工業生産中應用極其廣泛。本書將聚焦於一些典型應用場景，如： 風機水泵類負載： 如何通過變頻器實現節能運行，解決傳統方式下“大馬拉小車”的能源浪費問題。 起重運輸設備： 如何實現重載啓動、平穩運行和精確定位。 皮帶輸送綫： 如何實現不同速度段的切換和物料的精確輸送。 加工中心： 如何配閤PLC實現主軸轉速的精確控製，提高加工精度。 恒壓供水係統： 如何通過變頻器實現水泵轉速的自動調節，維持恒定的供水壓力。 變頻器的選型、安裝與維護： 本書將指導讀者如何根據電機功率、電源電壓、使用環境、控製精度要求等因素，正確選型變頻器。同時，我們將提供變頻器的正確安裝方法（包括布綫、接地、通風散熱等）以及日常維護和故障排除的實用技巧，例如如何識彆和處理過載、接地故障、通信錯誤等。 第三部分：觸摸屏——工業自動化的直觀交互窗口 觸摸屏（Human-Machine Interface, HMI），作為人機交互的載體，極大地簡化瞭操作人員與自動化設備之間的溝通。它將復雜的工業控製信息以直觀、友好的圖形界麵呈現齣來，允許操作人員通過觸摸進行參數設定、狀態監控、故障報警處理等，是實現自動化生産精細化管理的關鍵組成部分。 觸摸屏的基本原理與類型： 我們將首先介紹觸摸屏的感應原理，並分類介紹電阻式、電容式、紅外式等不同類型的觸摸屏技術，以及它們在工業應用中的優劣勢。 觸摸屏組態軟件的使用： 觸摸屏的配置和編程主要依賴於其配套的組態軟件。本書將選取市麵上主流的觸摸屏品牌（如威綸通、昆侖通態、西門子、Eview等）的組態軟件，詳細講解其功能模塊，包括： 畫麵創建與編輯： 如何繪製各種圖形對象（按鈕、指示燈、數值顯示、滑塊、儀錶盤等），設置顔色、字體、大小和位置。 對象屬性與聯動： 如何將畫麵對象與PLC的寄存器、變量進行綁定，實現數據的讀寫和狀態的實時顯示。 控件的應用： 如何使用各種功能控件，如多頁切換、趨勢圖、報警記錄、數據報錶、配方管理等，豐富用戶界麵。 腳本編程： 對於更復雜的功能需求，例如自定義邏輯、數據處理等，本書將介紹觸摸屏自帶的腳本語言（如Basic腳本、C腳本等）的應用。 觸摸屏與PLC的數據通信： 觸摸屏與PLC之間的數據交換是實現人機交互的核心。本書將詳細講解如何配置觸摸屏與不同品牌、不同通信協議（如Modbus TCP/IP, Profinet, RS-485等）的PLC建立通信連接。我們將演示如何設置通信參數、選擇數據地址、定義讀寫區域，確保數據的實時、準確傳輸。 觸摸屏的實際應用項目： 我們將通過一係列完整的項目案例，展示觸摸屏在不同工業場景下的應用： 單機設備監控界麵： 為一颱獨立的包裝機或注塑機設計一套操作和監控界麵，包括啓動停止、參數設定、報警顯示等。 多設備聯動控製界麵： 設計一個生産綫的總控畫麵，能夠監控和控製多颱PLC控製的設備，實現整綫協同工作。 數據采集與報錶生成： 如何利用觸摸屏采集生産過程中的關鍵數據（如産量、良品率、溫度、壓力等），並生成日報、月報等報錶。 故障診斷與報警處理： 設計直觀的報警提示界麵，便於操作人員快速識彆故障原因並進行處理。 觸摸屏的安裝、調試與維護： 本書將提供觸摸屏的物理安裝指導（如開孔、固定、接綫等）以及軟件調試的流程。同時，我們將分享觸摸屏常見的故障排除方法，例如通信中斷、畫麵顯示異常、觸摸失靈等。 第四部分：整閤應用與進階技巧 在掌握瞭PLC、變頻器、觸摸屏各自的基礎知識後，本書的第四部分將著重於它們的整閤應用，並引入一些進階的自動化設計理念與實踐。 PLC、變頻器、觸摸屏一體化係統設計： 本部分將通過多個大型、綜閤性的工業自動化項目案例，演示如何將PLC、變頻器、觸摸屏有機地結閤起來，構建一個完整的、高性能的自動化係統。例如，一個完整的食品包裝生産綫項目，將涉及： PLC作為主控製器： 負責協調整條生産綫的動作，控製傳送帶、包裝機、封口機等各環節的PLC。 變頻器控製傳送帶速度： 根據産品類型和生産需求，通過PLC指令或觸摸屏設定，精確控製傳送帶的運行速度，實現高效率和高節拍。 觸摸屏作為人機交互平颱： 提供整個生産綫的監控界麵，包括各設備狀態顯示、參數設定、産量統計、報警信息等，並支持配方管理、操作員權限控製等功能。 PLC與變頻器的深度協同控製： 除瞭基本的啓停和調速，我們將探討PLC與變頻器之間更高級的協同控製，例如： PID閉環控製： 利用PLC的PID指令和變頻器的模擬量輸齣，實現對溫度、壓力、流量等工藝參數的精確閉環控製。 力矩補償與恒張力控製： 在捲繞、放捲等應用中，如何通過PLC與變頻器配閤，實現恒定的張力控製。 多電機同步控製： 在一些特殊的機械設備中，如何利用PLC協調多颱變頻器，實現多颱電機精確同步運行。 PLC、變頻器、觸摸屏的工業以太網應用： 隨著工業4.0和工業物聯網（IIoT）的發展，工業以太網的應用越來越普遍。本書將詳細介紹如何在PLC、變頻器、觸摸屏之間構建基於Ethernet/IP、Profinet等工業以太網的通信網絡，並演示如何實現數據的實時交換、遠程診斷和與MES/SCADA係統的集成。 數據采集與MES/SCADA係統集成： 講解如何通過PLC和觸摸屏采集生産過程中的關鍵數據，並將其上傳到MES（製造執行係統）或SCADA（監控與數據采集）係統，以實現生産過程的可視化、數據分析和優化管理。 自動化係統的安全與可靠性設計： 強調在自動化係統設計中，安全性和可靠性的重要性。我們將討論： PLC的冗餘設計： 在關鍵應用中，如何通過PLC冗餘配置提高係統的可用性。 變頻器的保護機製： 如何利用變頻器自身的保護功能和外部傳感器，防止設備損壞。 觸摸屏的用戶權限管理： 防止誤操作和非授權訪問。 EMC（電磁兼容性）設計： 確保自動化設備在復雜的工業環境中穩定運行。 未來趨勢與發展展望： 簡要介紹工業自動化領域的新技術、新趨勢，如工業物聯網、人工智能在工業控製中的應用、邊緣計算等，為讀者打開更廣闊的視野。 結語： 本書的目標是成為您在工業自動化學習道路上的一位得力助手。通過理論與實踐的緊密結閤，我們希望能夠幫助您建立起對PLC、變頻器、觸摸屏技術的深刻理解，並具備獨立解決實際工程問題的能力。本書的內容涵蓋瞭從基礎概念到高級應用，力求全麵、詳實，讓您在掌握核心技術的同時，也能洞悉行業的發展脈搏。無論您是初學者還是經驗豐富的工程師，都能從中獲得啓發和幫助，共同推動工業自動化的進步。

評分☆☆☆☆☆

我不得不說，這本書的內容，完全沒有達到我作為一名對工業自動化感興趣的讀者的期望。從書名來看，我以為這本書會詳細講解PLC、變頻器和觸摸屏在實際生産中的應用，比如如何利用PLC進行邏輯控製、如何使用變頻器實現電機調速，以及如何通過觸摸屏構建直觀的人機交互界麵。然而，書中對這些核心內容的闡述，卻顯得異常膚淺和空洞。PLC部分，與其說是技術講解，不如說是一份枯燥的理論概述，對於實際編程中的各種指令和功能，作者隻是簡單地羅列，卻沒有給齣任何可操作的示例，更不用說復雜的邏輯設計和算法應用瞭。變頻器的章節，也隻是泛泛而談，對於如何在不同行業、不同設備中選擇閤適的變頻器，以及如何進行精準的參數調試以達到最佳的節能效果，完全沒有涉及。觸摸屏的內容，更是讓人摸不著頭腦，書中更多的是在討論觸摸屏的“交互性”和“用戶體驗”，而對於實際的畫麵設計、控件配置、數據通信等技術細節，則語焉不詳。總而言之，這本書的內容，就像是在空中樓閣，缺乏任何紮實的根基和實際的落地。

評分☆☆☆☆☆

對於這本書，我的失望之情溢於言錶。我原以為它能提供一些關於PLC、變頻器和觸摸屏實際應用的案例分析，甚至是一些解決常見問題的技巧。然而，這本書的實際內容，簡直就是一場“理論的狂歡”，而“實踐的盛宴”則付之闕如。它充斥著大量的通用性描述，比如“PLC是工業控製的核心”、“變頻器能夠實現電機的無級調速”、“觸摸屏是人機交互的友好界麵”等等，這些都是小學生都知道的常識。書中對PLC編程，隻是泛泛地提到瞭梯形圖、指令錶等幾種基本編程語言，卻沒有提供任何詳細的編程邏輯講解，更彆提復雜的PID控製、伺服控製等高級應用瞭。變頻器的部分，則更多地強調瞭其“節能”、“高效”的優點，卻對實際操作中的限矩控製、轉矩提升、載波頻率設置等關鍵參數的意義和調整方法語焉不詳。至於觸摸屏，書中更是將其描繪成一個“萬能的交互工具”，卻忽略瞭實際應用中，如何進行畫麵設計、控件選擇、數據聯動、報警處理等一係列復雜而必要的操作。讀完這本書，我感覺自己像是被灌輸瞭一堆華麗但無用的辭藻，對於實際的工作毫無助益。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容，實在是令人大失所望。作為一個對工業自動化領域充滿好奇的讀者，我抱著學習PLC、變頻器和觸摸屏技術的心態購買瞭它。我期望能夠通過這本書，掌握一些基礎的理論知識，更重要的是，能夠獲得一些實際的操作指導和解決問題的思路。然而，這本書的內容，充斥著大量陳舊過時、過於理論化的描述，幾乎沒有涉及任何具有實際意義的應用案例。例如，在PLC章節中，作者花費瞭大量的篇幅去介紹PLC的硬件結構和基本工作原理，但對於如何實際編寫程序來解決一個具體的控製問題，卻含糊其辭。對於變頻器，書中僅僅是簡單地提到瞭它的功能，卻對如何根據不同的負載特性選擇閤適的變頻器型號，以及如何進行具體的參數設置和故障排除，幾乎隻字未提。而觸摸屏的部分，更是令人費解，作者似乎將重點放在瞭對觸摸屏“概念”的闡述上，卻忽略瞭如何實際進行人機界麵的設計和開發，如何實現數據的采集、顯示和控製。總而言之，這本書的內容，與“應用技術”這個書名，簡直是風馬牛不相及。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容，我實在不敢恭維。雖然名字聽起來挺吸引人的，什麼PLC、變頻器、觸摸屏，這些都是工業自動化領域的核心設備，理論上應該涵蓋很多實用的知識。但翻開目錄，我看到的是一堆空泛的理論和不知所雲的術語堆砌。例如，關於PLC的章節，洋洋灑灑寫瞭幾十頁，卻幾乎沒有一個實際的接綫圖，也沒有具體的編程實例。更多的是對“順序控製”、“邏輯控製”等概念的抽象描述，這對於一個想要實際操作、解決問題的初學者來說，簡直是天書。更不用說變頻器和觸摸屏部分瞭，簡直是一筆帶過，像是在走過場，完全沒有深入講解不同品牌、型號設備的選型、調試、參數設置等關鍵環節。整本書讀下來，我感覺自己像是在聽一場關於自動化理論的哲學講座，卻絲毫沒有獲得任何能夠指導我實際工作的技能。如果有人問我這本書到底講瞭什麼，我隻能苦笑，因為它似乎什麼都沒講。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，我隻能用“誤人子弟”來形容。從書名上看，我期待的是一本能夠指導我如何將PLC、變頻器和觸摸屏這三者有機結閤，在實際工業場景中實現自動化控製的技術手冊。我希望能從中學習到如何根據不同的工藝需求，選擇閤適的PLC型號和I/O模塊，如何精確地配置變頻器以滿足電機運行的要求，以及如何設計直觀易懂的觸摸屏界麵來方便操作人員進行監控和控製。然而，這本書的內容，完全沒有達到我的預期。PLC的部分，對各種指令的解釋生硬而枯燥，缺乏生動的比喻和貼切的例子，讓人難以理解其真正的應用場景。變頻器的章節，更像是對産品說明書的拙劣模仿，隻是簡單地羅列瞭一些技術參數，卻沒有深入剖析這些參數之間的相互關係以及它們對電機性能的影響。而觸摸屏的部分，則顯得尤為薄弱，僅僅是介紹瞭幾個基礎的控件，對於如何實現復雜的邏輯聯動和數據交互，幾乎沒有任何提及。讀完這本書，我感覺自己對這些設備仍然是一知半解，離實際應用還有十萬八韆裏。