在21世纪高等教育的计算机学科版图中,编程能力的培养已不再局限于传统的软件开发领域,而是日益深入地与工业自动化、智能制造等实体产业相结合。《可编程控制器原理及应用(第2版)》,作为“精品系列”和“21世纪高等学校计算机规划教材”中的一员,正是这一融合趋势下的典范之作。它不仅是一本教材,更是一座连接计算机编程核心理论与工业控制实践的关键桥梁。
本书的核心价值首先体现在其清晰、系统的原理阐述上。可编程控制器(PLC)作为工业自动化领域的“大脑”,其工作原理本质上是计算机技术,特别是计算机编程思想在特定硬件平台上的具体实现。第二版教材深入浅出地解析了PLC的硬件结构、工作循环(扫描周期)、存储器组织以及指令系统,这些内容为学生理解“程序如何在工业环境中被物理地执行”提供了坚实的基础。它将抽象的编程逻辑(如顺序控制、逻辑运算、定时计数)与具体的输入/输出(I/O)模块、继电器电路关联起来,使得计算机专业的学生能够直观地看到自己编写的代码如何转化为对电机、阀门、传感器等真实物理设备的控制。
在“应用”层面,本书超越了简单的语法教学,突出了工程化的编程思维。它着重介绍了基于国际标准IEC 61131-3的多种编程语言,尤其是梯形图(LD)和结构化文本(ST)。对于熟悉C、Java等高级语言的计算专业学生而言,学习梯形图有助于理解图形化、面向过程的控制逻辑表达;而结构化文本则因其类似于Pascal的语法,能让他们快速地将已有的编程知识迁移到工业控制领域。教材通过丰富的工程案例,如传送带控制、机械手操作、过程PID调节等,引导学生将计算机算法思想应用于解决实际的自动化问题,培养了系统设计、调试与故障诊断的综合能力。
作为“精品系列”教材,其“精”体现在内容的精炼与前沿性上。第二版通常会对第一版进行大幅更新,纳入工业以太网、现场总线、PLC与上位机(如SCADA系统)通信、以及与工业机器人集成等现代工业网络和信息技术内容。这使得教材紧密贴合了“工业4.0”和“中国制造2025”背景下对复合型人才的需求,即不仅会编写软件,还要懂得如何让软件与硬件系统协同工作。
将其定位为“21世纪高等学校计算机规划教材”,意味着它并非仅面向自动化专业,而是有意识地向计算机科学与技术、软件工程等专业的学生开放。这传递了一个重要信号:计算机编程的应用疆域正在急剧扩展。学习PLC编程,对于计算机专业学生而言,是拓宽职业视野、增强工程实践能力、理解信息物理系统(CPS)底层逻辑的绝佳途径。它弥补了传统计算机课程偏重纯软件和通用计算模型的不足,提供了在实时性、可靠性要求极高的工业环境中进行编程的独特视角和方法论。
总而言之,《可编程控制器原理及应用(第2版)》以其扎实的原理基础、突出的实践导向、精选的案例和与时俱进的内容,成功地将工业控制的核心技术转化为计算机教育体系内可被消化吸收的知识模块。它不仅是自动化领域的经典教程,更是培养能够横跨计算机与工业两大领域的新型工程科技人才的必备读物,完美诠释了计算机编程在推动实体经济智能化转型中的巨大价值与无限可能。