电力拖动控制与技能训练

电力拖动控制与技能训练 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业出版社
作者:董桂桥
出品人:
页数:257
译者:
出版时间:2005-5
价格:25.00元
装帧:
isbn号码:9787111163138
丛书系列:
图书标签:
  • 电力拖动
  • 电机控制
  • 变频器
  • PLC
  • 自动化
  • 电气工程
  • 技能训练
  • 实操
  • 工业控制
  • 电力电子
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具体描述

本书是为适应中等职业学校机电类专业教学改革需要而编写的,是电气维修专业的技能课教材。全书共分为四个单元:第一单元为常用低压电器的安装、调试与维修,主要介绍低压开关、熔断器、接触器、继电器、主令电器等常用电器及其故障与维修;第二单元为电力拖动基本环节,主要介绍了电动机的全压起动、减压起动、制动、调速等控制过程;第三单元为常用机床电气控制线路,主要介绍车床、钻床、铣床、镗床、磨床、电动葫芦、桥式起重机等设备的电气控制线路;第四单元为电机扩大机及电子技术在生产机械中的应用,主要介绍电机扩大机的控制过程、电子技术在实践中的应用及可编程序控制器的应用等。

本教材可供技工学校、中等职业技术学校使用。

现代工业自动化系统集成与故障诊断 本书聚焦于当前工业生产线上日益复杂和关键的自动化系统,旨在为工程师、技术人员及相关专业学生提供一套全面、深入且极具实践指导意义的知识体系。 --- 第一章:工业自动化概述与系统架构 本章首先阐述了工业4.0时代对自动化技术提出的新要求,并深入剖析了现代工业自动化系统的多层级架构。我们将从现场设备层(传感器、执行器)出发,逐步深入到控制层(PLC、PAC)、监控层(SCADA、HMI)以及最终的企业资源规划(ERP)接口层。 1.1 工业自动化发展趋势: 探讨物联网(IIoT)、边缘计算在工厂中的应用,以及柔性制造对控制系统提出的挑战。 1.2 核心控制单元选型与比较: 详细对比主流品牌的可编程逻辑控制器(PLC)和可编程自动化控制器(PAC)在处理速度、网络能力、数据存储及高级算法实现上的优劣。重点分析不同系列产品(如西门子 S7-1500, 罗克韦尔 ControlLogix)的硬件结构和模块化设计。 1.3 现场总线技术深度解析: 全面介绍并比较工业通信协议,包括EtherNet/IP、PROFINET、Modbus TCP/IP,并对HART、AS-Interface等现场总线在特定应用场景下的适用性进行案例分析。理解不同协议在实时性、数据量和网络拓扑结构上的差异。 1.4 人机界面(HMI)设计原则: 遵循人机工程学原理,指导读者如何设计高效、直观且符合操作习惯的监控界面。探讨触摸屏技术和远程访问技术的集成。 --- 第二章:先进过程控制(APC)与算法实现 本章超越了基础的PID控制,深入探讨了适用于复杂、非线性、存在大量延迟过程的先进控制策略。 2.1 过程系统辨识与建模: 介绍如何利用实验数据(如阶跃响应测试)建立精确的数学模型(如一阶加纯延迟模型、二阶模型),这是实施APC的前提。 2.2 模型预测控制(MPC)原理与应用: 详细讲解MPC如何利用系统模型预测未来行为,并在考虑约束条件(如温度上限、流量限制)的前提下优化控制器的输出。提供使用专用软件(如MATLAB/Simulink配合特定工具箱)进行仿真和参数整定的步骤。 2.3 鲁棒控制与自适应控制: 分析在系统参数不确定或发生缓慢变化时,如何设计能够保持稳定性和性能的鲁棒控制器。介绍自适应控制如何实时调整控制参数以适应工况变化。 2.4 模糊逻辑与神经网络控制: 探讨非线性控制的替代方案,特别是模糊逻辑在处理专家经验和定性规则方面的优势,以及神经网络在复杂系统建模中的潜力。 --- 第三章:工业机器人与运动控制系统集成 本章重点关注高精度、高速度的运动控制系统,这是现代离散制造业的核心。 3.1 伺服驱动器原理与选型: 深入讲解永磁同步电机(PMSM)的驱动原理,以及矢量控制和直接转矩控制(DTC)的技术细节。如何根据负载惯量和动态要求选择合适的伺服放大器和电机。 3.2 多轴运动控制与插补技术: 阐述直线插补、圆弧插补、螺旋插补等基本运动轨迹的生成算法。重点介绍电子凸轮(E-Cams)在实现复杂周期性同步运动中的应用。 3.3 机器人运动学基础: 讲解机器人坐标系之间的转换(DH参数法),前向运动学和逆运动学解算。探讨六轴工业机器人在实现空间位姿(位置与姿态)时的自由度和奇异点问题。 3.4 机器人与PLC/SCADA的无缝集成: 介绍如何通过高速工业以太网协议(如EtherCAT, PROFINET IRT)实现PLC对机器人关节的实时同步控制,确保生产节拍的稳定。 --- 第四章:工业网络安全与数据采集 随着系统互联互通的增加,网络安全已成为控制系统稳定运行的生命线。 4.1 控制系统网络安全威胁模型: 分析针对SCADA系统、PLC和HMI的常见攻击向量,如中间人攻击、拒绝服务(DoS)以及恶意固件植入。 4.2 ISA/IEC 62443标准解读: 详细介绍工业网络安全标准的层次化防御模型,包括区域与管道(Zones and Conduits)的划分,以及安全级别的确定。 4.3 工业数据采集与边缘计算网关: 探讨如何安全、高效地从PLC中提取数据。介绍OPC UA作为工业数据交换标准的优势,以及边缘计算网关在数据预处理、协议转换和安全转发中的作用。 4.4 系统冗余与灾难恢复: 讨论如何构建高可用性的控制系统(如冗余CPU、冗余网络路径),并建立有效的备份和快速恢复流程,最大限度减少停机时间。 --- 第五章:系统集成与高级故障诊断技术 本章侧重于实战能力,指导读者如何面对复杂的集成项目和难以定位的系统性故障。 5.1 跨平台系统集成策略: 针对包含不同供应商PLC、不同通信协议的异构系统,提供一套系统化的集成方法论,包括数据映射、时间同步和命名规范化。 5.2 过程数据分析与异常检测: 介绍如何利用历史数据建立正常操作的基线模型。讲解基于统计过程控制(SPC)的图表分析法(如X-bar和R图)在早期发现过程漂移方面的应用。 5.3 基于状态的预测性维护(PdM): 侧重于振动分析、热成像分析在关键设备(如大型电机、泵、齿轮箱)健康状态评估中的应用。如何将这些物理信号转化为可操作的维护工单。 5.4 诊断工具与方法论: 详细介绍逻辑分析仪、示波器在定位通信错误和高速信号完整性问题上的应用。提供一套系统化的故障排除流程,强调“从现场到软件,从物理到逻辑”的排查顺序。 --- 本书特点: 理论与实践紧密结合: 每一章节均配有详实的工程案例和仿真练习。 注重前沿技术: 深入探讨了MPC、PdM和工业网络安全等当前行业热点。 面向复杂系统: 旨在培养读者应对大型、分布式、多厂商集成系统的能力。 本书是面向自动化工程师、系统集成商、控制系统维护专家的专业参考手册。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我给这本书的评价是:它真正做到了“知行合一”。在我接触过的关于电力拖动和传动控制的书籍中,这本书的体系结构是最完整、逻辑链条最紧密的。它从电磁学基础到交流/直流调速原理,再到最新的伺服和运动控制技术,构建了一个非常坚实的知识体系。更难能可贵的是,作者在讲解每一个环节时,都始终围绕着“如何实现可靠、高效的拖动”这一核心目标。比如在讲到电机保护时,书中详细对比了温度保护、电流保护和转矩限制这三种策略在不同负载特性下的适用性,并给出了具体的保护定值设置建议,这在其他同类书籍中是很少见的深度。这本书不仅提升了我的专业知识储备,更重要的是,它塑造了一种严谨、系统、面向工程实际的解决问题的态度。读完之后,我感觉自己对现代工业自动化中的“动力之心”——电机驱动系统,拥有了前所未有的掌控感。

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这本书的排版和图示设计非常人性化,这对于学习技术性很强的专业书籍来说,是一个巨大的加分项。很多技术书籍往往因为图表晦涩难懂,导致读者难以建立清晰的结构认知,但这本书的每一张系统框图、每一个接线图都清晰明了,关键部分的注释也做得非常到位。我尤其喜欢它对“技能训练”部分的安排,这些训练不仅仅是选择题或填空题,而是包含了一些需要动手计算和分析的简答题。例如,有一组关于制动能量回馈的计算题,要求我们计算在特定坡度下,使用再生制动能回收多少电能,并分析其对驱动器热管理的影响。这种强迫读者深入思考和计算的设计,极大地巩固了所学的知识点。它成功地将“阅读”转化为“参与”,让学习过程不再枯燥乏味,而是变成了一种富有挑战性和成就感的探索过程。可以说,这本书的编排逻辑充分考虑了读者的认知负荷和学习曲线。

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作为一名电气工程专业的学生,我深知理论基础的重要性,但同时我也非常渴望将书本知识应用于真实世界。这本书在理论与实践的结合上做得非常出色。它没有仅仅停留在介绍电机和驱动器的规格上,而是深入探讨了如何根据具体应用场景(比如起重机、风机、机床等)来设计和实现最优的拖动方案。书中对故障诊断和维护的讲解也极其详尽,很多内容都是教科书里一笔带过,但却是我们日常工作中经常遇到的“拦路虎”。比如,如何通过示波器捕捉电机的谐波电流来判断绕组是否存在匝间短路,这些细微但关键的技能点,作者都毫不保留地分享了出来。这使得这本书不仅是一本学习资料,更像是一本“现场应急手册”。我感觉我的“技能树”得到了极大的点亮,尤其是在处理一些老旧设备升级时,这本书提供的思路和方法论为我节省了大量的试错成本。它的价值在于它提供的不仅仅是知识,更是解决问题的思维框架。

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我最近在负责一个自动化生产线的升级改造项目,涉及大量的电机驱动和控制系统的优化。坦白说,我对这些系统的深层原理一直有些模糊,尤其是涉及到动态响应和稳定性分析时,总觉得心里没底。这本书的出现,简直就是我的“及时雨”。它的内容深度恰到好处,既不像科普读物那样浅尝辄止,又避免了纯学术著作的晦涩难懂。我特别欣赏其中对各种控制策略的对比分析,比如V/f控制、转矩控制和磁场定向控制(FOC)的优缺点讲解得非常透彻。通过书中的仿真案例,我能直观地看到不同控制参数对系统性能的影响,这对于我们在实际工况下进行参数整定至关重要。通过学习,我现在对如何精确控制电机的启停、调速以及如何处理负载突变时的过电流保护,都有了更系统、更深入的理解。这不仅提升了我的专业技能,也让我在项目汇报时能够更加自信地阐述技术方案的合理性。这本书的实用性,远超出了我最初的预期。

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这本书简直是为我量身定做的!我一直对电力拖动这个领域很感兴趣,但市面上很多教材都写得过于理论化,让我一个初学者感到非常吃力。这本书的叙述方式非常接地气,作者似乎很了解我们这些在实践中摸索的人的心情。它没有一上来就抛出复杂的数学公式,而是从最基本的概念讲起,循序渐进地引导读者理解电力拖动的工作原理。特别是关于电机选型和变频器应用的章节,简直是实战宝典。作者不仅讲了“是什么”,更重要的是讲了“为什么”和“怎么办”。我记得有一次我在调试一个设备时遇到了棘手的转矩脉动问题,正当我束手无策时,这本书里关于异步电机参数辨识和矢量控制的讲解给了我灵感,让我茅塞顿开。书中大量的实例分析,更是让我感觉自己不是在看一本教材,而是在跟着一位经验丰富的老工程师学习。这种“手把手”的教学方式,极大地增强了我的学习兴趣和自信心。对于希望快速上手并解决实际问题的读者来说,这本书的价值无法估量。

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