內容簡介

《裝備自動化工程設計與實踐》（*2版）在*1版的基礎上，增加了面向未來的工業通信架構、項目管理關卡模型、mapp組件技術、智能機器設計案例、柔性電驅輸送繫統設計等章節，特別是增加了智能機器典型應用實例。應用實例采用規範的工程化的設計方法與步驟，介紹其需求分析、關鍵技術、方案設計與比較、硬件選型、模塊化軟件設計、人機界面等內容，使讀者能夠獲得更多的工程化的實用知識。

   機械裝備自動化方案的工程化設計與實現涉及的知識面很寬，《裝備自動化工程設計與實踐》（*2版）以提高工業自動化工程師的工程化設計能力及專業技能為目標，針對現代機械制造業的實際需求，以機電軟一體化為核心，結合多個典型工程實際案例，將進行這一過程所需的工程知識貫穿起來，闡述機械裝備自動化方案設計規範化的方法與步驟。本書內容包含繫統技術構成、設計準則、關鍵技術、項目管理、模塊化設計、繫統集成等，從工程實用化設計的角度出發，完整地對繫統方案設計、硬件配置、自動化方案的開發工具與現代設計方法、控制軟件工程化設計、仿真與控制繫統無縫集成、控制網絡等內容進行了繫統闡述，對多種設計方案進行比較分析，使讀者能夠在一個高的技術水平起點掌握繫統設計、工程實現、項目管理的方法。

   《裝備自動化工程設計與實踐》（*2版）可作為工科院校自動化、電氣工程、機械制造專業的高年級本科生和研究生的教材，也可作為從事機電一體化繫統制造和銷售的工程師的培訓教材。

  目錄

Preface

序

前言

*1章 裝備制造與自動化集成導論

1.1制造自動化面臨的問題

1.2裝備制造業與自動化技術的發展趨勢

1.2.1機電軟一體化

1.2.2個性化方案與大批量生產

1.2.3能效的追求

1.3工程師的使命

1.4機械自動化方案的工程化設計要點

*2章 現代機電一體化繫統技術構成

2.1傳感器

2.1.1傳感器的基本概念

2.1.2傳感器的基本特性

2.1.3傳感器的選型準則

2.1.4傳感器的標定與校準

2.2執行機構

2.2.1執行機構的分類與比較

2.2.2電動執行機構

2.2.3液動執行機構

2.2.4氣動執行機構

2.3PLC技術

2.3.1PLC簡介

2.3.2人機界面

2.3.3分時多任務操作繫統與I/O處理

2.3.4繫統維護與管理

2.4運動控制繫統

2.4.1基於PLC的運動控制繫統結構組成與分類

2.4.2交流伺服驅動器

2.4.3位置檢測繫統

2.4.4電動機

2.4.5減速器

2.5現場總線與工業以太網

2.5.1現場總線

2.5.2工業以太網

2.5.3實時以太網Powerlink

2.6集成安全技術

2.6.1集成安全繫統

2.6.2貝加萊安全PLC

2.6.3安全PLC與常規PLC的區別

2.6.4安全PLC繫統的基本結構

2.6.5集成安全繫統的特點與配置基本原則

2.6.6集成安全運動控制繫統

2.7面向未來的工業通信架構

2.7.1智能制造對機器連接能力的挑戰

2.7.2OPC UA協議

2.7.3OPC UA的應用實現

2.7.4TSN技術應用

2.7.5OPC UA over TSN全架構

第3章 項目管理

3.1裝備自動化項目管理概念

3.2項目管理要點

3.2.1範圍管理

3.2.2進度管理

3.2.3人力資源管理

3.2.4成本管理

3.2.5質量管理

3.2.6風險管理

3.3項目管理過程

3.4項目管理關卡模型

3.4.1裝備自動化項目的階段和關卡

3.4.2項目工作流程

3.5項目實施方法——看板

3.5.1看板的定義

3.5.2看板卡的定義

3.5.3使用計劃任務

3.5.4任務問題分類——史詩、用戶故事和任務

3.5.5發布

第4章裝備自動化的模塊化設計

4.1模塊化設計的定義與意義

4.1.1模塊的定義

4.1.2為批量定制提供實現基礎

4.1.3提升效能與降低風險

4.2裝備自動化的模塊化設計

4.2.1需求分析及模塊劃分

4.2.2繫統分解1

4.2.3模塊標準化設計

4.2.4定制化整合

4.3電氣繫統的模塊化設計

4.3.1電氣模塊化設計原則

4.3.2總線是模塊之間的紐帶

4.3.3分布式控制

4.4軟件的模塊化設計

4.4.1軟件模塊化設計案例分析

4.4.2控制軟件的設計規範

4.4.3模塊測試與整合

4.5模塊化設計案例分析

4.5.1電氣組件模塊化

4.5.2軟件功能模塊化

4.6mapp組件技術

4.6.1mapp開發步驟

4.6.2mapp為設計方案升級提供便捷

第5章 機電一體化繫統硬件的精準配置

5.1機電一體化繫統的配置準則

5.1.1*佳傳動比

5.1.2*佳慣量匹配

5.2機電一體化硬件選型設計

5.2.1繫統選型流程及注意事項

5.2.2驅動機構的轉動慣量

5.2.3運動曲線

5.2.4減速器選型

5.2.5電動機選型

5.2.6驅動器選型

5.2.7外部制動電阻選型

5.2.8SERVOsoft選型案例

第6章 繫統仿真與算法設計

6.1自動化方案的仿真工具

6.1.1與控制軟件平臺實現無縫對接的MATLAB/Simulink

6.1.2Simulink自動代碼生成

6.2濾波器設計

6.2.1一階慣性濾波器

6.2.2高階巴特沃斯濾波器

6.3設計案例1——多溫區繫統溫度控制

6.3.1繫統概述

6.3.2建模與仿真

6.3.3控制策略設計

6.3.4自動代碼生成與繫統調試

6.3.5控制效果分析

6.4設計案例2——多質量體扭轉控制繫統

6.4.1繫統概述

6.4.2建模與仿真

6.4.3控制策略設計

6.4.4自動代碼生成與繫統調試

6.4.5控制效果分析

第7章 凹版印刷機控制繫統設計實例

7.1凹版印刷機

7.1.1無軸與有軸機組式凹版印刷機比較

7.1.2無軸與傳統長軸印刷機比較

7.2凹版印刷機控制需求分析

7.3凹版印刷機控制繫統的硬件配置

7.3.1主控制器及I/O模塊選型設計

7.3.2電動機、減速器、編碼器及驅動器選型設計

7.4集成套色繫統

7.4.1套色繫統硬件組成

7.4.2膜料張力控制

7.4.3解耦測試

7.5收料繫統控制方案設計

7.5.1卷繞控制繫統

7.5.2張力控制繫統的設計

7.5.3收卷控制策略

7.6凹版印刷機的軟件設計

7.6.1模塊化軟件設計的需求分析

7.6.2用戶界面和程序框架設計

7.6.3模塊化的程序編制

7.6.4套色信號處理任務描述文檔

7.6.5人機界面設計

7.6.6軟件整合測試

第8章 智能機器設計案例

8.1智能機器與智能制造

8.1.1智能制造定義

8.1.2智能制造內涵

8.1.3控制對像及任務的變遷

8.2岸橋防搖繫統

8.2.1岸橋防搖

8.2.2防搖繫統類型

8.2.3基於建模的岸橋電子防搖繫統

8.2.4建模仿真開發的優勢

8.3多線切割機

8.3.1多線切割機的簡介

8.3.2基於常見信號的智能預診斷

8.3.3基於振動信號的智能預診斷

8.4燙金機

8.4.1燙金機工作過程

8.4.2基於物理模型的自適應溫度控制

8.4.3燙金溫度控制實測效果

第9章 柔性電驅輸送繫統設計

9.1柔性制造

9.1.1個性化需求

9.1.2制造柔性及分類

9.1.3柔性制造類型

9.1.4柔性制造繫統

9.1.5柔性制造中的精益生產

9.1.6柔性生產線需要解決的問題

9.2柔性電驅輸送繫統

9.2.1柔性電驅工作原理

9.2.2機械結構設計

9.2.3柔性電驅中的數字孿生技術

9.2.4基於柔性電驅輸送的生產線設計優勢

9.3基於ACOPOStrak的柔性生產線設計

9.3.1需求分析

9.3.2選型設計

9.3.3仿真與項目開發

9.3.4安裝調試

9.3.5繫統驗收