自动化控制元件设计与应用：台达PLC/HMI/SERVO应用开发 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书利用最简单的方式，有系统地从单一自动化元件功能的学习开始，逐步地建立自动化控制系统整合的开发技术。从基本的人机介面(Human Machine Interface, HMI)装置资讯蒐集与状态显示，透过可程式逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC) 的讯号侦测、资料处理、程式设计与命令输出，最终结合伺服驱动马达(Servo Motor)的精确控制，建构成完整的自动化控制系统。

　　读者可以依照学习过程的妥善规划，按部就班地建立自动化控制元件设计与应用开发的能力。从人机介面装置与人沟通的画面与图形元件功能作为起点，带入巨集功能资料处理的介绍。为了进行设备状态的感测与控制，介绍可程式逻辑器的运算架构与控制功能，得以蒐集实际的操作讯号并进行资料判断处理后，产生控制讯号的变化。更进一步地，利用通讯介面传递资料将上述元件整合成基本的自动化控制装置，得以控制外部电气元件。最后再借由交流伺服马达的介绍，让单纯的控制讯号变化得以反映在电能驱动的运动元件，改变机构的动作而产生适当的加工行为。借由本书渐进式的介绍与说明，让读者可以从简单的元件应用开始学习，逐步地增加各项装置功能的技术深度，最终得以设计复杂的自动化元件应用与系统整合。

好的，这是一本关于工业自动化系统核心元件设计与应用的书籍简介，它不涉及台达PLC、HMI或伺服系统的具体内容。 --- 书名：《工业自动化系统核心元件设计与应用：传感器、执行器与工业网络基础》 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面且深入的视角，聚焦于工业自动化系统中至关重要的基础环节——传感器、执行器以及工业通信网络。本书的编写目标是弥补当前市面上多数教材侧重于特定品牌或软件平台，而对底层硬件原理、信号处理及网络集成方法论讲解不足的缺口。通过系统化的理论阐述与工程实践案例的结合，本书旨在培养读者扎实的自动化系统设计思维和故障诊断能力。 第一部分：工业传感技术与信号处理 本部分深入探讨了现代工业环境中所必需的各类传感器的工作原理、选型标准与信号调理技术。我们将传感器分为位置、速度、压力、温度以及环境监测几大类，详细分析其物理效应与转换机制。 光电与接近开关原理： 详述了对射式、反射式、漫反射式光电传感器的工作流程，以及电感式、电容式和超声波接近开关的感应原理。重点解析了它们在不同材料检测中的适用性与局限性。 工业测量传感器： 深入讲解了压力传感器（如应变片式、压电式）和温度传感器（如热电偶、RTD）的线性化、补偿技术及误差分析。强调了工业现场的抗干扰措施和信号完整性维护。 数据采集与信号调理： 详细介绍了模数转换器（ADC）的关键参数（分辨率、采样率、量化误差），以及如何设计有效的滤波器（低通、高通、陷波）来消除环境噪声和电源干扰。内容涵盖了4-20mA、0-10V等标准工业信号的传输特性与隔离技术。 第二部分：工业执行机构的驱动与控制 本部分将重点放在驱动和执行层面，解析如何将控制器的逻辑信号转化为精确的物理动作。我们着重于通用驱动技术，而非特定品牌的产品系列。 通用电机驱动原理： 对直流电机、交流同步/异步电机以及步进电机的基本驱动拓扑结构进行深入分析。讲解了PWM（脉冲宽度调制）技术在电机速度和扭矩控制中的核心作用。 液压与气动执行器基础： 阐述了电磁阀、比例阀等关键元件在流体动力系统中的作用。重点分析了开环与闭环控制在气动和液压系统中的适用场景，以及如何通过流量和压力反馈实现精确控制。 反馈元件与精度： 详细讨论了增量式和绝对式编码器的结构差异、安装要求及信号接口。分析了如何利用反馈信息，通过PID算法等基础控制策略，确保执行机构的位置和速度精度。 第三部分：工业通信网络与数据集成 本部分聚焦于自动化系统中数据传输的骨干网络，强调不同协议之间的兼容性、实时性与网络架构设计。 现场总线技术深度解析： 对如CANopen、PROFIBUS DP/PA等经典现场总线的通信帧结构、仲裁机制和网络拓扑进行了细致讲解。讨论了其在分布式控制系统中的优势与挑战。 工业以太网基础： 详细介绍了基于TCP/IP的工业以太网标准（如EtherNet/IP或Profinet的基础架构）。阐述了实时数据交换的关键机制，例如确定性通信的实现方法，以及网络安全在工业环境中的基础考量。 网络集成与网关设计： 探讨了如何设计有效的协议转换方案，实现异构网络设备之间的数据互联互通。内容包括数据映射、报文封装与时间同步策略。 第四部分：系统集成、调试与维护方法论 本部分侧重于将前三部分知识融会贯通，应用于实际工程项目的设计、部署和维护流程中。 自动化系统分层设计： 介绍ISA-95或类似模型下的系统架构，从设备层、控制层到监控层的数据流向与接口标准。 可靠性工程与冗余设计： 讨论了关键控制回路中的硬件冗余（如电源、通信链路）和软件冗余策略，以提高系统的平均无故障时间（MTBF）。 系统级故障诊断： 提供一套结构化的故障排除流程，涵盖从传感器信号异常、执行器响应延迟到网络通信中断的常见问题。强调基于数据分析和历史趋势预测的预防性维护思路。 本书内容完全基于通用的工业控制理论和硬件原理，不依赖于任何特定品牌的软件或硬件平台，为读者构建了一个坚实的、可迁移的工业自动化知识体系。它不仅适用于初入该领域的工程师，也为有经验的系统集成商在应对复杂异构系统集成挑战时，提供了宝贵的参考和方法论指导。

作者简介

曾百由

　　现职
　　国立台北科技大学机械工程学系副教授

　　学历
　　国立交通大学机械工程学士(辅系：控制工程学系)
　　美国壬色列理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)机械工程硕士、博士
　
　　重要经历
　　美国乔治亚理工学院研究学者
　　波音公司技术专家
　　清云技术学院助理教授

第1章　自动化设备与元件
1.1　工业自动化设备
1.2　可程式逻辑控制器简介
1.3　人机介面控制装置简介
1.4　交流同步伺服马达简介

第1篇　人机介面控制装置HMI篇
第2章　人机介面控制装置功能与编辑软体简介
2.1　硬体架构
2.2　画面与图形元件
2.3　DOPSoft编辑软体
第3章　人机介面控制装置内部记忆体
3.1　内部记忆体简介功能与种类
3.2　状态与事件的写入与读取
3.3　数值资料的输入与显示
3.4　仪表显示
3.5　内部系统参数
3.6　命令区与状态区记忆体
3.7　元件记忆体位址检查
第4章　人机介面的巨集
4.1　传统式的图形元件应用
4.2　巨集种类
4.3　巨集编辑视窗
4.4　ON巨集／OFF巨集
4.5　执行前巨集
4.6　执行后巨集
4.7　画面开启巨集
4.8　画面关闭巨集
4.9　画面Cycle巨集
4.10 子巨集
4.11 Initial（初始化）巨集
4.12 Background（背景）巨集
4.13 Clock巨集
4.14 巨集指令简介

第2篇　可程式逻辑控制器PLC篇
第5章　PLC各种装置与记忆体功能
5.1　PLC各种装置功能简介
5.2　内部暂存器与装置功能
5.3　PLC装置通讯位址
第6章　PLC程式的编辑环境
6.1　PLC程式书写器
6.2　WPLSoft
6.3　程式编译
6.4　PLC各种程式的转换
6.5　程式执行、模拟与除错
第7章　PLC阶梯图原理与基本指令
7.1　阶梯图发展历史
7.2　PLC阶梯图逻辑
7.3　PLC阶梯图的执行
7.4　PLC阶梯图的编辑
7.5　PLC阶梯图各项基本指令介绍
7.6　PLC阶梯图制作概念
7.7　常用基本程式设计范例
7.8　实作范例
第8章　PLC应用指令简介
8.1　应用指令分类与型式
8.2　传送比较
8.3　四则算术与逻辑运算
8.4　旋转位移
8.5　资料处理
8.6　实作范例
第9章　PLC步进阶梯指令
9.1　顺序功能图
9.2　步进阶梯指令
9.3　步进点移转方法
9.4　功能元件的重复使用
9.5　流程分类
9.6　实作范例

第3篇　HMI与PLC整合篇
第10章　自动化元件间的通讯
10.1　工业通讯协定
10.2　Modbus通讯协定
10.3　人机介面装置及可程式逻辑控制器的通讯
10.4　DirectLink USB方式下载PLC程式
10.5　以PLC为主动通讯装置的方法
第11章　人机介面装置的配方功能
11.1　人机介面装置的配方简介
11.2　配方表的建立
11.3　设定控制命令的配方控制旗标
11.4　使用配方参数的PLC程式设计

第4篇　交流伺服马达篇
第12章　伺服马达基本原理
12.1　伺服与位置控制的观念
12.2　马达工作原理
12.3　交流同步伺服马达控制
12.4　交流同步伺服马达控制模式
12.5　速度与位置感测估算
第13章　伺服马达的基本操作与调校
13.1　安装与配线
13.2　面板显示及操作
13.3　试转操作与调机步骤
13.4　ASDASoft操作软体
第14章　伺服马达的基本控制机能
14.1　伺服马达操作模式选择
14.2　扭矩控制模式
14.3　速度控制模式
14.4　PT位置控制模式
14.5　可程式控制器的运动控制应用指令
14.6　定位控制相关的特殊暂存器
14.7　 人机介面装置、可程式控制器与伺服马达的整合
14.8　实作范例
第15章　伺服马达的PR控制模式
15.1　PR控制模式介绍
15.2　PR模式命令触发方式
15.3　PR模式的程序编辑
15.4　PR模式程序的种类
15.5　前后程序的执行关系
15.6　程序整合实作范例
15.7　人机介面装置与伺服马达控制系统整合

参考资料

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哇，這本《自动化控制元件设计与应用：台达PLC/HMI/SERVO应用开发》的書名聽起來就很有份量，讓人期待。作為一個在自動化領域摸爬滾打多年的老前輩，看到有這樣一本專注於台達產品的開發應用書籍，真的覺得是福音。台達的PLC、HMI和伺服系統在工業界的使用率非常高，很多中小企業都在使用，但相對而言，市場上深入探討這些元件整合應用、從設計到實際開發的書籍並不算多。我特別好奇它在「元件設計」這個部分會探討到什麼程度，是偏向底層硬體架構的解析，還是更側重於在滿足特定應用場景下，如何選擇和優化這些元件的參數設定，甚至是進行一些客製化的外圍電路設計。畢竟，很多時候，解決方案的成敗，往往取決於對關鍵元件的深入理解和巧妙運用。如果這本書能提供一些實際案例，展示如何從零開始，針對一個具體的自動化任務，一步步完成PLC的邏輯設計、HMI的畫面配置，以及伺服馬達的運動控制規劃，那將會非常有參考價值。我尤其希望能看到書中對於不同類型伺服系統的選擇與配置、PID參數整定技巧、以及伺服與PLC之間的通訊協定優化等方面的深入闡述。對於初學者來說，這本書能否作為一個紮實的入門磚，提供清晰易懂的脈絡；對於有經驗的工程師來說，它又能提供哪些更進一步的啟發和解決方案，我非常期待能從書中獲得答案。

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我是一個剛踏入自動化領域不久的新手，一直覺得台達的PLC、HMI和伺服系統是我們台灣非常驕傲的工業產品，在業界應用廣泛，市場佔有率很高。所以，當我看到《自动化控制元件设计与应用：台达PLC/HMI/SERVO应用开发》這本書的時候，就立刻被吸引了。我最期待的部分是書中對於「PLC/HMI/SERVO應用開發」的實踐性指導。我希望書中能提供一些清晰的圖文範例，演示如何使用台達的DOPSoft軟體來設計HMI介面，包括按鈕、指示燈、數字顯示、滑桿、圖形物件的放置和屬性設定。同時，我也想學習如何將HMI與PLC進行資料連結，實現參數的讀寫和畫面的切換。在PLC程式設計方面，我希望看到一些常見應用的程式範例，比如開關量控制、類比量處理、計數器、計時器、PID控制的應用，以及如何利用台達PLC的特殊功能指令來實現複雜的功能。對於伺服馬達的部分，我希望書中能解釋清楚伺服系統的基本原理，包括位置控制、速度控制、扭矩控制，以及如何透過PLC來控制伺服的運動，例如正反轉、速度變動、絕對位置定位、相對位置定位等。我希望這本書能讓我從一個完全的新手，能夠逐步掌握台達PLC、HMI和伺服系統的基礎應用開發技能，為我未來的職業生涯打下堅實的基礎。

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坦白說，在看到《自动化控制元件设计与应用：台达PLC/HMI/SERVO应用开发》這本書之前，我對於「元件設計」這個詞在PLC/HMI/SERVO領域的應用，其實是有些疑慮的。畢竟，對於大多數的系統整合商和現場工程師來說，我們更多的是「應用」和「整合」，而非「設計」。然而，這本書的書名卻強調了「元件設計」，這讓我產生了極大的好奇心。我開始思考，這裡的「設計」可能包含了哪些層面的內容？會不會是探討台達PLC、HMI、伺服系統在內部電路架構上的原理，例如CPU的設計、I/O模組的類型、HMI的顯示技術、伺服驅動器的PWM生成原理等？或者，更貼近實際應用的是，如何在滿足特定的應用需求時，進行「元件的選擇與配置」的「設計」？例如，針對不同的負載特性，如何選擇合適的伺服馬達和減速機；如何根據PLC的處理能力和I/O數量，來規劃PLC的選型；如何根據HMI的觸控面板尺寸、解析度以及需要顯示的資訊量，來選擇合適的HMI型號。我非常期待書中能提供一些關於「元件的生命週期」的考量，比如如何預估元件的損耗、如何進行備品管理、以及在系統升級換代時，如何考慮元件的相容性問題。如果這本書能夠從一個更宏觀、更深入的角度，來剖析自動化控制元件的「設計」哲學，並將其與實際的「應用開發」緊密結合，那這將會是一本非常具有開創性的著作，對於提升我們對自動化系統的整體認知，絕對是大有裨益。

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收到這本書《自动化控制元件设计与应用：台达PLC/HMI/SERVO应用开发》的時候，我還在為手頭的一個專案頭疼，客戶要求在現有的產線上整合一個更加精準的定位系統，並且要能透過HMI進行遠端監控和參數調整。老實說，雖然我們團隊在PLC程式設計方面有一定的基礎，但對於伺服系統的進階應用，特別是與HMI的無縫整合，總覺得還有許多不夠透徹的地方。這本書的出現，就像及時雨。我對書中「HMI/SERVO應用開發」這部分內容抱有極大的期望。我希望它能詳細介紹台達HMI在不同系列PLC之間的連接方式、資料交換的原理，以及如何利用HMI實現複雜的畫面顯示、報警處理、趨勢圖繪製等功能。更重要的是，我期待書中能有針對伺服馬達的各種運動模式，例如點對點定位、連續軌跡運動、電子凸輪、飛鋸等，提供清晰的程式範例和參數設定指導。如果還能涵蓋一些PLC和伺服系統在通訊延遲、抗雜訊干擾等方面的最佳實踐，那真是太棒了。我最感興趣的，是那些能幫助我們快速解決實際問題的「巧思」和「秘訣」，比如如何進行伺服系統的動態參數調整、如何實現PLC與伺服的協同運動、以及如何設計更安全可靠的緊急停止邏輯。我希望這本書不只是理論的堆砌，而是能提供真正落地、可以直接套用到實際生產環境中的解決方案。

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作為一個在機械自動化設計行業打拼了十幾年的老兵，我見證了工業自動化技術的飛速發展，也親手參與了無數個自動化專案的落地。台達的PLC、HMI和伺服系統，一直是我們設計團隊不可或缺的關鍵組件。這本《自动化控制元件设计与应用：台达PLC/HMI/SERVO应用开发》的書名，讓我眼前一亮，特別是「自动化控制元件设计」這一部分，讓我充滿了探究的興趣。我一直認為，優秀的自動化系統，不僅僅是程式碼的堆疊，更是對硬體元件的深刻理解和巧妙運用。我希望這本書能夠在「元件設計」方面，提供一些關於如何根據具體的機械結構、運動特性、負載要求，來「設計」或「選擇」最適合的PLC、HMI和伺服系統的獨到見解。例如，在伺服系統的選型上，會不會探討到如何計算所需的扭矩、轉速、慣量匹配，以及如何根據現場的電源和環境條件來選擇合適的伺服驅動器？在HMI的設計上，除了基本的畫面佈局，是否會涉及人機工程學的考量，以及如何設計出更直觀、更易於操作的介面，以提升操作人員的效率和安全性？對於PLC的「設計」部分，我猜測更多的是指PLC硬體架構的選擇與模組的配置，以及如何根據專案的規模和複雜度，來優化PLC的資源分配。我更期待的是，書中能夠將這些「設計」理念，與實際的「應用開發」緊密結合，提供一些進階的應用案例，例如如何實現多軸聯動的複雜運動控制、如何進行PLC與上位機的通訊整合、以及如何針對特定行業的應用需求，進行客製化的控制策略設計。如果這本書能提供這樣的深度和廣度，那它絕對會成為我工具箱裡一件不可多得的利器。