前言
FOREWORD

本人退休前的十多年中，在西門子（中國）有限公司數字化工廠集團的工廠自動化部門從事生產機械領域的業務發展工作，因此與國內外眾多生產機械制造商有業務往來和相互交流的機會。在工作實踐中本人深深體會到：作為自動化與驅動產品的供貨方，如果只了解自己的產品以及用其組成控制系統的方法，而缺乏機械設備的基本工作原理和工藝要求等方面的知識，就很難有針對性地向機械設備制造商介紹產品及性能，并做出切合實際的自動化與驅動系統解決方案；另一方面，機械設備制造商的人員如果不具備自動化與驅動產品的基本知識，也難以向自動化與驅動產品供貨方提出對其產品的性能要求。了解機械設備的基本工作原理和工藝要求不僅有利于自動化與驅動產品的銷售和管理人員與客戶進行有效的溝通，做出正確的策略和計劃，而且有利于工程師根據機器的工藝特點做出切合實際的解決方案框架，少走彎路，提高工作效率。

目前，圖書市場上有許多講解自動化和驅動、總線和網絡等產品原理和使用方面的專業書籍，但卻缺少將機器工藝要求轉化成對應自動化和驅動產品相應功能要求的書籍。本書恰好對這些方面的內容進行了較為系統的介紹。

因工作需要，本人有機會接觸到許多行業的產品和機械生產企業，經常與各級技術和管理人員進行技術和業務交流，了解、學習和鉆研機械設備和生產線的工藝原理以及相關的自動化、驅動和網絡系統解決方案。工作期間，本人有意識地將了解、學習和鉆研出的一些東西隨時記錄下來，以備做類似項目時參考，同時也希望能夠將這些內容分享給同行朋友，以提高工作效率。本人在退休后有了充分的時間，于是決定將這些積累的東西進行系統的整理、總結和加工，并集結成書，供有關人士參考。

為與機械設備制造商進行更加順暢和高效的技術交流，自動化與驅動產品供貨商應具有機械設備基本工作原理和工藝要求等方面的知識。

本書介紹了二十多種常見機械設備的用途和工藝原理，講解了如何利用自動化與驅動產品實現它們的工藝動作，以及這些機械設備所需的自動化與驅動系統解決方案。雖然書中所述不可能窮盡市場上所有的機械設備，但所講解的機器的一些常用工藝，如橫封、收卷、色標識別等都是通用的。由于技術是不斷發展的，書中所述的工藝和自動化與驅動系統解決方案有可能與當前市場上的不是完全一致，但書中所述機器的各種工藝要求及對應的自動化與驅動解決方案的原理是相通的，有利于讀者舉一反三。

本書中的內容基本源于本人工作實踐中的發現、心得和總結，以及與客戶、西門子公司同事就一些技術問題的交流和研討。書中選用的某些插圖是根據西門子公司、OMAC等官方網站或產品目錄中的插圖翻譯而成的，書中對這些圖片來源均做了標注。由于書中講到的一些內容和概念（如OMAC的機器控制模式和狀態）源自英文網站，在國內還沒有對應的標準中文翻譯，有些專業名詞甚至找不到合適的中文與之對應。為避免引起讀者對某些專業名詞的誤解，書中按照上下文內容，按其含義將這些專業名詞翻譯成了中文。如將機器狀態“suspended”翻譯成“外因暫停”，將機器狀態“held”翻譯成“內因暫?！?，并在有關插圖和表格中采用了中英文對照的形式，以便于讀者閱讀和理解。

本書還簡要介紹了企業網絡、機器安全、制造執行系統及企業資源計劃軟件、數字化雙胞胎、工業云等方面的內容。之所以介紹這些概念，是因為在如今這個信息爆炸的時代，人們會接觸到層出不窮的新技術、新概念和新名詞，但許多非專業人士很難及時、正確地理解它們，從而產生了落伍的感覺，甚至對學習和掌握某些新技術產生了畏難情緒。其實，現在有一些新概念在本質上并不新，只是采用了時髦的新名稱，讓人感覺是很深奧的東西。對于一些新技術，絕大多數人只需正確地了解其功能并知道如何使用它們即可，完全沒有必要深入了解其工作原理。如對于大多數非專業人員而言，只需要知道無線局域網（WiFi）的名稱和密碼就可上網，而完全不必知道無線路由器的工作原理。因此，本書用通俗易懂的語言，對工業自動化方面的某些新概念和新名詞進行解釋，使讀者能夠了解其本質，理解其含義，并知道應如何利用它們為自己的業務或工作服務。對于需要深入了解那些新技術的朋友，可以參考有關專業書籍。

本書的讀者應已經具備了控制器、驅動器、電動機、傳感器等硬件及相關軟件的基礎知識，所以在本書有關機械設備工藝原理及自動化解決方案的介紹中，將不會深入講解工業自動化控制與驅動產品、網絡技術及相關軟件方面的知識。如有必要，讀者可參考這方面的專業書籍。

本書采用的所有機器照片均由這些機器的生產商提供，其名稱已在圖題中做了注示。借此機會，對這些機器生產商和西門子公司同事、朋友們的支持表示感謝，尤其對西門子公司工廠自動化生產機械部門（PMA）的同事們表示感謝！

由于本人水平有限，書中難免存在不當描述甚至錯誤，希望大家對書中的內容提出寶貴意見。

張春林

2021年5月于北京