前言
FOREWORD

本人退休前的十多年中，在西门子（中国）有限公司数字化工厂集团的工厂自动化部门从事生产机械领域的业务发展工作，因此与国内外众多生产机械制造商有业务往来和相互交流的机会。在工作实践中本人深深体会到：作为自动化与驱动产品的供货方，如果只了解自己的产品以及用其组成控制系统的方法，而缺乏机械设备的基本工作原理和工艺要求等方面的知识，就很难有针对性地向机械设备制造商介绍产品及性能，并做出切合实际的自动化与驱动系统解决方案；另一方面，机械设备制造商的人员如果不具备自动化与驱动产品的基本知识，也难以向自动化与驱动产品供货方提出对其产品的性能要求。了解机械设备的基本工作原理和工艺要求不仅有利于自动化与驱动产品的销售和管理人员与客户进行有效的沟通，做出正确的策略和计划，而且有利于工程师根据机器的工艺特点做出切合实际的解决方案框架，少走弯路，提高工作效率。

目前，图书市场上有许多讲解自动化和驱动、总线和网络等产品原理和使用方面的专业书籍，但却缺少将机器工艺要求转化成对应自动化和驱动产品相应功能要求的书籍。本书恰好对这些方面的内容进行了较为系统的介绍。

因工作需要，本人有机会接触到许多行业的产品和机械生产企业，经常与各级技术和管理人员进行技术和业务交流，了解、学习和钻研机械设备和生产线的工艺原理以及相关的自动化、驱动和网络系统解决方案。工作期间，本人有意识地将了解、学习和钻研出的一些东西随时记录下来，以备做类似项目时参考，同时也希望能够将这些内容分享给同行朋友，以提高工作效率。本人在退休后有了充分的时间，于是决定将这些积累的东西进行系统的整理、总结和加工，并集结成书，供有关人士参考。

为与机械设备制造商进行更加顺畅和高效的技术交流，自动化与驱动产品供货商应具有机械设备基本工作原理和工艺要求等方面的知识。

本书介绍了二十多种常见机械设备的用途和工艺原理，讲解了如何利用自动化与驱动产品实现它们的工艺动作，以及这些机械设备所需的自动化与驱动系统解决方案。虽然书中所述不可能穷尽市场上所有的机械设备，但所讲解的机器的一些常用工艺，如横封、收卷、色标识别等都是通用的。由于技术是不断发展的，书中所述的工艺和自动化与驱动系统解决方案有可能与当前市场上的不是完全一致，但书中所述机器的各种工艺要求及对应的自动化与驱动解决方案的原理是相通的，有利于读者举一反三。

本书中的内容基本源于本人工作实践中的发现、心得和总结，以及与客户、西门子公司同事就一些技术问题的交流和研讨。书中选用的某些插图是根据西门子公司、OMAC等官方网站或产品目录中的插图翻译而成的，书中对这些图片来源均做了标注。由于书中讲到的一些内容和概念（如OMAC的机器控制模式和状态）源自英文网站，在国内还没有对应的标准中文翻译，有些专业名词甚至找不到合适的中文与之对应。为避免引起读者对某些专业名词的误解，书中按照上下文内容，按其含义将这些专业名词翻译成了中文。如将机器状态“suspended”翻译成“外因暂停”，将机器状态“held”翻译成“内因暂停”，并在有关插图和表格中采用了中英文对照的形式，以便于读者阅读和理解。

本书还简要介绍了企业网络、机器安全、制造执行系统及企业资源计划软件、数字化双胞胎、工业云等方面的内容。之所以介绍这些概念，是因为在如今这个信息爆炸的时代，人们会接触到层出不穷的新技术、新概念和新名词，但许多非专业人士很难及时、正确地理解它们，从而产生了落伍的感觉，甚至对学习和掌握某些新技术产生了畏难情绪。其实，现在有一些新概念在本质上并不新，只是采用了时髦的新名称，让人感觉是很深奥的东西。对于一些新技术，绝大多数人只需正确地了解其功能并知道如何使用它们即可，完全没有必要深入了解其工作原理。如对于大多数非专业人员而言，只需要知道无线局域网（WiFi）的名称和密码就可上网，而完全不必知道无线路由器的工作原理。因此，本书用通俗易懂的语言，对工业自动化方面的某些新概念和新名词进行解释，使读者能够了解其本质，理解其含义，并知道应如何利用它们为自己的业务或工作服务。对于需要深入了解那些新技术的朋友，可以参考有关专业书籍。

本书的读者应已经具备了控制器、驱动器、电动机、传感器等硬件及相关软件的基础知识，所以在本书有关机械设备工艺原理及自动化解决方案的介绍中，将不会深入讲解工业自动化控制与驱动产品、网络技术及相关软件方面的知识。如有必要，读者可参考这方面的专业书籍。

本书采用的所有机器照片均由这些机器的生产商提供，其名称已在图题中做了注示。借此机会，对这些机器生产商和西门子公司同事、朋友们的支持表示感谢，尤其对西门子公司工厂自动化生产机械部门（PMA）的同事们表示感谢！

由于本人水平有限，书中难免存在不当描述甚至错误，希望大家对书中的内容提出宝贵意见。

张春林

2021年5月于北京