高级电工技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:机械工业职业技能鉴定指导中心

出品人:

页数:305

译者:

出版时间:2000-1-1

价格:16.00

装帧:平装

isbn号码:9787111047407

丛书系列:

图书标签:

• 电工技术
• 高级电工
• 电气工程
• 电力系统
• 电路分析
• 电机控制
• 电力电子
• 自动化
• 电能质量
• 高压电工

《现代电气控制与自动化系统设计实践》 图书简介 一、本书的定位与目标读者 《现代电气控制与自动化系统设计实践》是一本面向电气工程、自动化技术、机电一体化等相关专业的高年级本科生、研究生，以及致力于提升实践技能的工程师和技术人员的专业参考书。本书的核心目标是搭建理论知识与实际工程应用之间的桥梁，通过详实的项目案例和深入的技术剖析，帮助读者掌握现代工业自动化领域中主流的控制系统设计、编程、调试和集成能力。 本书的编写理念强调“以应用驱动学习”，避免陷入纯粹的理论推导或碎片化的软件操作介绍。我们聚焦于当前工业生产线上最常见、最核心的控制需求，如精确的位置控制、复杂的逻辑顺序控制、数据采集与监控（SCADA/HMI）集成，以及基础的工业网络通信应用。 二、本书涵盖的主要内容模块 本书内容结构严谨，从基础的概念框架逐步深入到复杂的系统集成，共分为六大核心模块： 模块一：工业控制系统基础架构与元件选型 本模块首先对现代自动化系统的层次结构进行全面梳理，包括现场层（传感器、执行器）、控制层（PLC、IPC）、监控层（HMI、SCADA）和管理层。重点解析了各类工业传感器的选型原则（如电磁兼容性、抗干扰能力、精度等级），以及执行机构（如伺服电机、步进电机、变频器）的特性匹配。 特别地，本章深入探讨了工业电源的可靠性设计，包括冗余供电方案、浪涌保护和接地系统的规范化要求，这是确保大型系统长期稳定运行的基石。此外，还系统介绍了工业继电器、接触器、断路器在配电和保护回路中的标准应用。 模块二：可编程逻辑控制器（PLC）核心技术与高级编程 本模块是本书的重点之一，聚焦于当前主流PLC平台（如西门子S7-1500系列、三菱Q系列或罗克韦尔ControlLogix平台，具体以案例为主体）的深入应用。 数据结构与寻址： 详细讲解了数据块（DB）、实例数据块（IDB）在模块化程序设计中的应用，以及如何高效管理复杂的历史数据和参数集。 高级控制指令： 深入剖析了PID闭环控制在PLC中的实现，包括增量式、比例积分微分（PID）参数的整定方法（如Ziegler-Nichols法、手册法）及其在温度、流量控制中的实际应用案例。同时，对运动控制指令集（如定位、插补、电子凸轮）进行了详尽的软件模拟与硬件配置讲解。 故障诊断与安全编程： 阐述了如何利用PLC的诊断功能快速定位硬件故障，并介绍了符合IEC 61131-3标准的安全编程实践，如使用安全功能块、实现联锁保护机制。 模块三：人机界面（HMI）与数据可视化设计 本模块侧重于用户与控制系统交互的界面设计与数据处理。内容涵盖了主流HMI软件（如WinCC、FactoryTalk View SE）的配置流程。 高效的画面布局原则： 介绍如何根据人机工程学原理设计直观、易读的控制界面，包括报警条、趋势图和操作权限的设置。 数据连接与历史记录： 详述HMI与PLC之间的数据通信配置（如OPC UA、以太网/IP），以及如何构建高效的历史数据库，实现数据的长期存储、检索和报表生成功能。 模块四：工业现场总线与网络通信集成 现代自动化系统离不开可靠的现场通信。本模块系统介绍了目前工业界广泛采用的通信协议，并侧重于其实际部署和故障排除。 主流协议解析： 详细对比了工业以太网（Profinet/EtherNet/IP）与传统现场总线（Profibus DP/DeviceNet）的优缺点、拓扑结构要求及时间性能差异。 网络结构设计： 讲解了如何设计包含交换机、耦合器和终端电阻的复杂网络结构，并重点介绍了网络诊断工具的使用，如抓包分析，以识别通信延迟和丢包问题。 分布式I/O配置： 阐述了在分布式架构下，如何通过现场总线集成远程I/O模块，并确保信号的时间同步性。 模块五：变频驱动与伺服系统的精确控制 针对工业驱动技术，本书提供了从选型到调试的全流程指南。 变频器（VFD）应用： 涵盖了V/f控制、矢量控制（磁场定向控制，FOC）的基本原理，以及针对不同负载类型（风机、泵、卷绕机）的参数优化策略。重点分析了如何通过模拟量或数字量实现多段速和外部频率给定。 伺服系统集成： 深入讲解了伺服驱动器与PLC之间的高速脉冲控制和总线控制（如EtherCAT）的配置差异。通过一个三轴龙门平台案例，详细演示了运动控制参数的线性化、加减速曲线的平滑处理，以及共用母线技术在节能方面的优势。 模块六：系统集成与工程调试方法论 本书的最终目标是培养系统集成能力。本模块提供了一套完整的项目实施流程： 需求分析与功能规范： 如何从客户的工艺流程描述中提炼出精确的控制要求（Control Specification）。 模块化编程与验证： 强调自上而下的设计流程，以及如何利用仿真工具（如虚拟调试软件）在硬件到场前对逻辑程序进行预先测试。 现场调试技巧： 提供了大量的“实战经验”，如如何安全地隔离现场设备进行单步测试、如何使用示波器分析模拟量信号质量、以及在系统切换模式（自动/手动）时如何避免设备冲击。 三、本书的技术特色与创新之处 1. 案例驱动的深度解析： 本书摒弃了零散的知识点堆砌，所有理论知识都紧密围绕三个贯穿始终的复杂工程案例展开（如：高速包装线控制、精密恒张力控制、多泵站自动切换系统），确保读者学到的知识可直接应用于实际工作。 2. 强调兼容性与选型： 针对当前工业界多品牌共存的现状，本书在讲解核心算法时，同时提供了不同主流品牌产品在实现细节上的对比分析，指导读者进行更具前瞻性的系统架构设计。 3. 安全与能效并重： 充分考虑了当前工业4.0对系统可靠性和可持续性的要求，将功能安全（Safety）和能源优化控制（如变频器节能算法）融入到基础控制模块的讲解中。 通过研读《现代电气控制与自动化系统设计实践》，读者将能够构建起一个全面、深入且极具实践性的自动化系统设计知识体系，从容应对现代工业控制领域的复杂挑战。

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