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第1章 自动化技术基础 1

1.1 引言 1

1.2 控制技术 8

1.2.1 控制系统种类 9

1.2.2 程序控制系统 12

1.2.3 电气元件 14

1.2.4 保护措施、防护等级与危险 27

1.2.5 电气接触控制系统的基本电路 30

1.2.6 安全保护电路 32

1.2.7 集成电路与基本逻辑操作 33

1.2.8 开关代数 35

1.2.9 组合逻辑控制 36

1.2.10 顺序控制 42

1.2.11 状态序列图 46

1.3 数字存储器 47

1.3.1 机械式存储器 48

1.3.2 光学式数据存储器 48

1.3.3 电子式存储器 51

1.3.4 磁动式存储器 53

1.4 存储器可编程序控制器 54

1.4.1 结构与工作方式 54

1.4.2 系统结构 57

1.4.3 编程 58

1.4.4 程序处理、组织模块 60

1.4.5 编址和数据类型 61

1.4.6 基本逻辑操作 63

1.4.7 存储器 67

1.4.8 脉冲边沿检测和估算 70

1.4.9 顺序控制器 73

1.4.10 工作方式 78

1.4.11 计数操作 81

1.4.12 时间的编程 82

1.4.13 数字基本运算（字处理） 84

1.4.14 数据模块 86

1.4.15 模拟值处理 87

1.4.16 快速计数过程 89

1.4.17 功能和功能模块 91

1.4.18 操作和过程观测 92

1.4.19 IEC 1131 100

1.4.20 可靠性与安全性 101

1.5 逻辑信号处理基础 103

1.5.1 运算放大器 103

1.5.2 基本电路 103

1.5.3 模拟-数字转换器与数字-模拟转换器 108

1.6 调节技术 110

1.6.1 术语与概念 110

1.6.2 调节方式 112

1.6.3 调节回路元件 114

1.6.4 调节器与调节回路 126

第2章 执行器及其控制 141

2.1 气动执行器 141

2.1.1 导言 141

2.1.2 气动系统的元件 141

2.1.3 气动控制系统 151

2.2 液压执行器 169

2.2.1 导言 169

2.2.2 物理学基础 169

2.2.3 液压油 172

2.2.4 液压控制系统的结构 174

2.2.5 液压泵 175

2.2.6 液压蓄能器 179

2.2.7 传动元件 182

2.2.8 液压阀 187

2.2.9 连续式阀门 196

2.2.10 比例控制技术 197

2.2.11 伺服阀 204

2.3 电动执行器 208

2.3.1 电磁铁 208

2.3.2 直流传动装置 209

2.3.3 电网馈电三相交流电动机 217

2.3.4 采用转速调节的三相交流同步传动（交流传动）装置 227

2.3.5 采用磁场定向换向的三相交流异步传动装置 231

2.3.6 机床用多电动机传动装置 235

2.3.7 直线电气传动装置 236

2.3.8 步进电动机传动装置 238

2.3.9 液压功率放大器 239

2.3.10 压电执行器 240

2.3.11 磁致伸缩执行器 241

2.3.12 记忆金属执行器 242

2.4 计算机数控轴传动系统 243

2.4.1 结构 243

2.4.2 位移测量的方式 243

2.4.3 传动装置类型 246

2.4.4 机械传动元件 246

2.4.5 位置调节 249

2.4.6 SERCOS接口 254

第3章 传感器 256

3.1 传感器技术概论 256

3.2 位移、角度和距离用传感器 258

3.2.1 由电阻变化生成传感器信号 258

3.2.2 由电磁耦合生成传感器信号 264

3.2.3 借助磁场和电场生成传感器信号 266

3.2.4 物位测量用传感器 267

3.2.5 光学传感器 267

3.2.6 通过传播时间测量生成传感器信号 272

3.2.7 接近敏感开关（二进制传感器） 274

3.2.8 数字式位移和角度测量 276

3.3 速度传感器 285

3.4 应变、力、转矩和压力传感器 287

3.5 加速度传感器 292

3.6 温度传感器 292

3.7 电学量传感器（测量变换器） 296

3.8 传感器电路中的干扰 297

第4章 计算机控制机器设备 300

4.1 CNC机床 300

4.1.1 生产过程 300

4.1.2 NC轴及其控制 303

4.1.3 CNC编程 306

4.1.4 插补 320

4.1.5 运行性能 323

4.1.6 开放式CNC控制系统 326

4.2 快速原型构建技术 327

4.2.1 概述与应用 327

4.2.2 快速原型构建技术的方法 327

4.2.3 信息链和过程链 330

4.3 数字测量和检验 331

4.3.1 坐标测量仪 331

4.3.2 光学形状检测 348

4.3.3 X射线计算机断层造影术 350

4.4 机器人技术 351

4.4.1 导论 351

4.4.2 分类 352

4.4.3 运动学结构 354

4.4.4 机器人手爪 358

4.4.5 机器人编程 359

4.4.6 坐标系统 364

4.4.7 运动的生成 368

4.4.8 坐标变换 370

4.4.9 插补和工作方式 371

4.4.10 滞后量和轨迹速度 374

4.4.11 机器人的传感器导向 375

4.4.12 保护措施 385

4.5 装配和拆卸 387

4.5.1 基础 387

4.5.2 材料流 388

4.5.3 机器装配 391

4.5.4 装配的组织 392

4.6 接口 394

4.6.1 IGES、VDAIS 396

4.6.2 VDAFS 397

4.6.3 DXF 397

4.6.4 STEP 398

4.6.5 STL 398

4.7 虚拟环境 399

4.7.1 立体观看 400

4.7.2 环绕环境和沉浸感 401

4.7.3 场景控制和跟踪 401

4.7.4 增广现实 404

4.7.5 VE系统的应用 405

第5章 质量管理 406

5.1 质量 406

5.1.1 质量特征 406

5.1.2 缺陷 408

5.2 质量管理的目标 408

5.3 TQM—全面质量管理 409

5.4 质量圈和质量金字塔 410

5.5 质量管理的结构和要素 411

5.6 质量管理工具 416

5.6.1 QFD-质量功能展开 416

5.6.2 Six Sigma-消除缺陷的战略与方法 417

5.6.3 FMEA-故障模式和影响分析 418

5.6.4 统计质量监控 421

5.7 运行数据采集 433

5.7.1 读码器 433

5.7.2 移动数据存储器 434

5.7.3 无线电终端 436

第6章 信息技术 438

6.1 编程 438

6.1.1 编程语言 438

6.1.2 软件工程 439

6.1.3 软件的质量 440

6.1.4 对非授权使用的保护 441

6.1.5 Windows操作系统 441

6.1.6 面向对象的编程 445

6.1.7 算法 447

6.1.8 结构化编程 449

6.1.9 计算机内部的数据表示法 450

6.1.10 程序结构和程序组件 454

6.1.11 结构化语句 457

6.1.12 采用函数的程序结构化 459

6.1.13 案例：控制凸轮 460

6.1.14 软盘和硬盘 468

6.1.15 串行数据传输 470

6.1.16 图形编程 474

6.2 计算机控制 482

6.2.1 系统的结构 482

6.2.2 接口插件 483

6.2.3 没有存储器的逻辑控制系统 486

6.2.4 具有存储器的逻辑控制系统 487

6.2.5 通过以太网TCP/IP进行测量和控制 488

6.2.6 通过OPC服务器进行控制 490

6.3 计算机调节技术 491

6.3.1 硬件和软件 491

6.3.2 图形输出 492

6.3.3 调节回路元件 494

6.3.4 调节回路 502

6.3.5 模糊逻辑 513

6.4 编程语言Java 517

6.5 Excel用Visual Basic 524

6.6 图像处理 536

6.6.1 灰度图像处理 536

6.6.2 二进制图像处理 542

6.6.3 彩色图像处理和彩色图像编码 542

第7章 通信技术 546

7.1 ISDN 547

7.2 ADSL/DSL和PLC 549

7.2.1 ADSL/DSL 549

7.2.2 PLC 551

7.3 互联网和内部网 552

7.4 远程信息技术 556

7.5 局部通信技术 559

7.5.1 以太网LAN 561

7.5.2 ATM网络 564

7.6 现场总线系统 567

7.6.1 CAN总线 567

7.6.2 PROFIBUS、PROFIBUS-DP 569

7.6.3 执行器-传感器接口 572

7.6.4 Interbus-S 574

7.7 接口 575

7.7.1 V.24串行接口 577

7.7.2 RS 485串行接口 580

附录 缩写词中英（德）文对照 582

参考文献 588