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第1章 装备制造与自动化集成导论1

1.1 制造自动化面临的问题1

1.2 装备制造业与自动化技术的发展趋势4

1.2.1 机电软一体化4

1.2.2 个性化方案与大批量生产5

1.2.3 能效的追求6

1.3 工程师的使命8

1.4 机械自动化方案的工程化设计要点9

第2章 现代机电一体化系统技术构成11

2.1 传感器11

2.1.1 传感器的基本概念11

2.1.2 传感器的基本特性13

2.1.3 传感器的选型准则15

2.1.4 传感器的标定与校准17

2.2 执行机构18

2.2.1 执行机构的分类与比较19

2.2.2 电动执行机构20

2.2.3 液动执行机构21

2.2.4 气动执行机构24

2.3 PLC技术24

2.3.1 PLC简介25

2.3.2 人机界面27

2.3.3 分时多任务操作系统与I/O处理28

2.3.4 系统维护与管理29

2.4 运动控制系统31

2.4.1 基于PLC的运动控制系统结构组成与分类31

2.4.2 交流伺服驱动器32

2.4.3 位置检测系统34

2.4.4 电动机35

2.4.5 减速器42

2.5 现场总线与工业以太网46

2.5.1 现场总线46

2.5.2 工业以太网56

2.5.3 实时以太网Powerlink58

2.6 集成安全技术62

2.6.1 集成安全系统63

2.6.2 贝加莱安全PLC64

2.6.3 安全PLC与常规PLC的区别65

2.6.4 安全PLC系统的基本结构66

2.6.5 集成安全系统的特点与配置基本原则67

2.6.6 集成安全运动控制系统68

第3章 项目管理69

3.1 装备自动化项目管理概念69

3.2 项目管理要点70

3.2.1 范围管理70

3.2.2 进度管理74

3.2.3 人力资源管理75

3.2.4 成本管理76

3.2.5 质量管理77

3.2.6 风险管理77

3.3 项目管理过程78

第4章 装备自动化的模块化设计81

4.1 模块化设计的定义与意义81

4.1.1 模块的定义81

4.1.2 为批量定制提供实现基础82

4.1.3 提升效能与降低风险83

4.2 装备自动化的模块化设计83

4.2.1 需求分析及模块划分83

4.2.2 系统分解84

4.2.3 模块标准化设计85

4.2.4 定制化整合86

4.3 电气系统的模块化设计86

4.3.1 电气模块化设计原则86

4.3.2 总线是模块之间的纽带87

4.3.3 分布式控制89

4.4 软件的模块化设计89

4.4.1 软件模块化设计案例分析90

4.4.2 控制软件的设计规范92

4.4.3 模块测试与整合94

4.5 模块化设计案例分析95

4.5.1 电气组件模块化96

4.5.2 软件功能模块化96

第5章 机电一体化系统硬件的精准配置98

5.1 机电一体化系统的配置准则98

5.1.1 最佳传动比98

5.1.2 最佳惯量匹配99

5.2 机电一体化硬件选型设计101

5.2.1 系统选型流程及注意事项102

5.2.2 驱动机构的转动惯量103

5.2.3 运动曲线111

5.2.4 减速器选型114

5.2.5 电动机选型116

5.2.6 驱动器选型117

5.2.7 外部制动电阻选型119

5.2.8 SERVOsoft选型案例120

第6章 系统仿真与算法设计123

6.1 自动化方案的仿真工具123

6.1.1 与控制软件平台实现无缝对接的MATLAB/Simulink123

6.1.2 Simulink自动代码生成133

6.2 滤波器设计141

6.2.1 一阶惯性滤波器141

6.2.2 高阶巴特沃斯滤波器143

6.3 设计案例1——多温区系统温度控制143

6.3.1 系统概述144

6.3.2 建模与仿真144

6.3.3 控制策略设计147

6.3.4 自动代码生成与系统调试147

6.3.5 控制效果分析148

6.4 设计案例2——多质量体扭转控制系统150

6.4.1 系统概述150

6.4.2 建模与仿真150

6.4.3 控制策略设计153

6.4.4 自动代码生成与系统调试155

6.4.5 控制效果分析157

第7章 凹版印刷机控制系统设计实例159

7.1 凹版印刷机系统159

7.2 凹版印刷机控制需求分析161

7.3 凹版印刷机控制系统的硬件配置163

7.4 集成套色系统166

7.5 收料系统控制方案设计168

7.6 凹版印刷机的软件设计172

7.6.1 模块化软件设计的需求分析172

7.6.2 用户界面和程序框架设计173

7.6.3 模块化的程序编制175

7.6.4 套色信号处理任务描述文档177

7.6.5 人机界面181

7.6.6 软件整合测试187