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出版者:高等教育出版社

作者:武汉市教学研究室

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1992-04-01

价格:14.3

装帧:

isbn号码:9787040037166

丛书系列:

图书标签:

• 机床
• 维修
• 电工
• 数控
• 故障诊断
• 电气控制
• 工业自动化
• 机械制造
• 技能培训
• 实操指南

《工业自动化系统维护与故障排除指南》 内容梗概： 本书是一部聚焦于现代工业自动化领域，深入剖析各类自动化系统组成、运行原理、常见故障及其排查与维修策略的专业技术手册。随着制造业的飞速发展，自动化生产线已成为保障生产效率、提升产品质量、降低运营成本的关键。然而，任何复杂的系统都难免出现故障，及时有效地进行维护和修复，是确保生产线平稳运行、减少停工损失的重中之重。本书正是为满足这一需求而精心编撰，旨在为从事工业自动化设备安装、调试、维护和故障排除的工程师、技术人员、操作工以及相关专业的学生提供一套系统、实用、前沿的技术指导。 核心内容与章节划分： 本书共分为八大章，层层递进，从基础理论到高级应用，力求全面覆盖工业自动化系统的维护知识： 第一章：工业自动化系统基础理论 本章将从宏观角度出发，梳理工业自动化系统的发展历程、基本构成要素及其相互关系。内容包括： 自动化系统的基本概念与分类： 详细介绍集中控制、分散控制、分布式控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）、人机界面（HMI）以及监控与数据采集（SCADA）等核心概念，并阐述不同类型系统的适用场景及优缺点。 传感器与执行器的原理及应用： 深入讲解各类常用传感器（如温度、压力、流量、位移、编码器、视觉传感器等）的工作原理、选型要点以及在自动化生产中的具体应用。同时，介绍不同类型的执行器（如伺服电机、步进电机、气动/液压元件、电磁阀等）的驱动方式、控制原理及安装注意事项。 工业通信协议： 重点阐述EtherNet/IP, PROFINET, Modbus TCP, DeviceNet, Profibus等主流工业通信协议的特点、通信方式、网络拓扑以及在系统集成中的作用。理解这些协议是进行系统故障诊断和数据交互的基础。 电气与电子基础回顾： 对与自动化系统密切相关的电气与电子基础知识进行必要的回顾，包括直流/交流电路、电磁感应、继电器控制、晶体管应用、基本逻辑门电路等，为后续章节的深入学习打下坚实基础。 第二章：可编程逻辑控制器（PLC）系统的维护与故障排除 PLC是现代自动化系统的“大脑”，本章将聚焦于PLC系统的深度维护： PLC硬件结构与工作原理： 详细解析PLC的CPU模块、输入/输出（I/O）模块、通信模块、电源模块等核心组成部分的硬件特性、电气接口以及它们如何协同工作。 PLC编程语言与指令系统： 介绍梯形图（LD）、指令表（IL）、结构化文本（ST）、功能块图（FBD）以及顺序功能图（SFC）等主流PLC编程语言，并对常用指令（如基本逻辑指令、定时器、计数器、数据处理指令、跳转指令等）进行深入讲解。 PLC程序结构与编程规范： 探讨程序的组织结构、子程序调用、中断处理等高级编程技巧，并强调良好的编程习惯对于系统稳定性和可维护性的重要性。 PLC常见故障类型与诊断方法： 归纳总结PLC硬件故障（如I/O点损坏、通信中断、CPU故障等）和软件故障（如程序错误、逻辑死锁、参数设置不当等）的表现形式，并提供一系列系统化的诊断步骤和工具（如在线监视、变量跟踪、报警信息分析、硬件诊断功能等）。 PLC程序调试与优化： 讲解如何利用模拟输入/输出、在线仿真等手段对PLC程序进行有效调试，以及如何通过优化程序逻辑、提高扫描效率来提升系统性能。 PLC系统维护与安全： 强调PLC系统的定期检查、清洁、参数备份、固件升级以及防静电、防电磁干扰等环境要求，并介绍PLC系统的网络安全防护措施。 第三章：人机界面（HMI）与组态软件的应用与维护 HMI是人与自动化设备交互的关键界面，本章将重点探讨HMI的应用与维护： HMI硬件结构与功能： 介绍不同类型HMI（如触摸屏、按钮面板等）的硬件组成、显示技术、输入方式以及常用接口。 HMI组态软件详解： 以主流HMI品牌（如西门子WinCC、Pro-faceGP-Pro EX、威纶通EZ-GRAf等）为例，详细讲解组态软件的基本操作，包括画面设计、控件添加（按钮、文本框、指示灯、仪表盘等）、变量链接、报警管理、配方管理、趋势显示以及历史数据记录等功能。 HMI与PLC的数据交互： 深入阐述HMI如何通过各种通信协议（如Modbus, PPI, MPI, TCP/IP等）与PLC进行数据交换，包括变量映射、数据类型转换等。 HMI常见故障与排除： 分析HMI在运行过程中可能出现的故障，如触摸屏失灵、画面显示异常、通信超时、数据刷新错误等，并提供相应的排查与维修方法。 HMI用户权限与安全管理： 介绍HMI的用户管理、密码保护、操作权限分配等安全设置，防止未经授权的操作。 第四章：变频器与伺服驱动系统的维护与故障排除 变频器和伺服驱动系统是实现电机精确控制的核心部件，本章将对其进行详细讲解： 变频器的工作原理与类型： 介绍变频器的基本工作原理（如PWM控制、电压/频率控制等），并区分不同类型的变频器（如通用型、专用型）。 变频器参数设置与编程： 详细讲解变频器的常用参数（如频率设定、加减速时间、过载保护、载波频率、PID控制参数等）的含义与设置方法，以及通过端子控制、通信控制等方式对变频器进行编程。 伺服驱动系统的组成与工作模式： 阐述伺服驱动系统的组成（伺服电机、驱动器、编码器等），并介绍不同的伺服工作模式（如位置控制、速度控制、转矩控制）。 伺服驱动器参数设置与调试： 讲解伺服驱动器的核心参数（如增益、滤波、死区时间、回差补偿等）的设置与调试技巧，以及如何进行伺服系统的动态响应调整。 变频器与伺服系统常见故障分析： 归纳总结变频器和伺服驱动系统可能出现的故障，如过载、过压/欠压、过热、接地故障、编码器信号丢失、驱动器报警等，并提供详细的故障代码解析和排除步骤。 安装与环境要求： 强调变频器和伺服驱动系统安装时的散热、电源质量、电磁兼容性（EMC）等关键要求。 第五章：工业机器人与自动化生产线的维护 本章将聚焦于更复杂的工业机器人和整体自动化生产线的维护： 工业机器人的基本结构与控制系统： 介绍工业机器人的运动学、动力学原理，以及其控制系统（如示教器、控制器、传感器等）的组成与功能。 机器人编程与路径规划： 讲解工业机器人示教器编程的基本操作、点位示教、轨迹示教，以及基本的路径规划概念。 机器人常见故障与维护： 分析机器人运动不稳、精度下降、轴故障、通信中断等常见故障，并介绍日常维护（如润滑、清洁、检查线路）和故障排除方法。 自动化生产线协同工作原理： 阐述自动化生产线中不同设备（如输送带、码垛机、检测设备、上下料机器人等）之间的协同工作模式，以及如何通过PLC、MES系统实现整体生产调度。 生产线整体故障诊断思路： 针对整条生产线的故障，提供一种系统化的诊断思路，包括隔离故障单元、检查信号链、分析生产数据等。 第六章：工业现场电气与仪表设备的维护 本章将关注自动化系统中常见的电气元件和测量仪表： 低压电气元件的维护： 详细介绍断路器、接触器、继电器、熔断器、限位开关等低压电气元件的结构、工作原理、选型依据、安装规范以及常见故障与维修方法。 传感器信号的测量与分析： 讲解如何使用万用表、示波器、信号发生器等工具对传感器输出信号进行测量、分析和判断，识别信号异常。 工业仪表（压力表、流量计、液位计等）的校准与维护： 介绍各类常用工业仪表的工作原理、安装要求，以及定期的校准、清洁和维护方法，确保测量数据的准确性。 电缆与连接器的检查与维护： 强调电缆的敷设规范、绝缘电阻测试、接插件的接触检查和防腐蚀处理对系统稳定性的重要性。 第七章：故障诊断的系统化方法与工具 本章将提升读者的故障诊断能力，使其掌握更科学、高效的诊断方法： 故障诊断的一般流程： 提出一种通用的故障诊断框架，包括故障现象收集、初步判断、隔离故障区域、深入检查、验证修复、记录总结等步骤。 故障排除的逻辑思维方法： 介绍演绎法、归纳法、对比法、排除法等逻辑思维方法在故障诊断中的应用。 常用故障诊断工具与仪器： 详细介绍万用表、示波器、钳形电流表、热成像仪、接地电阻测试仪、网络分析仪等常用诊断工具的使用方法和适用场景。 利用PLC/HMI诊断功能： 再次强调充分利用PLC和HMI自带的诊断信息、报警列表、在线监视等功能进行故障定位。 文献资料与经验借鉴： 鼓励读者善于查阅设备手册、技术文档、在线论坛，并注重积累和分享实践经验。 第八章：工业自动化系统的预防性维护与安全性 本章将从长远角度出发，探讨如何通过预防性维护来提高系统的可靠性，并关注系统安全： 预防性维护计划的制定与执行： 讲解如何根据设备特点、使用环境和故障率，制定详细的预防性维护计划，包括定期检查、保养、润滑、紧固、清洁等。 预测性维护的初步介绍： 简要介绍基于状态监测（如振动分析、温度监测、油液分析等）的预测性维护理念，为读者打开更广阔的视野。 设备生命周期管理： 讨论设备从选型、安装、运行到报废的整个生命周期管理，以及如何通过维护来延长设备使用寿命。 电气安全与人身安全： 详细阐述工业现场的电气安全规范，包括接地、漏电保护、绝缘、高压操作规程等，以及在维护过程中如何确保操作人员的人身安全。 网络安全在自动化系统中的重要性： 强调随着工业物联网（IIoT）的发展，自动化系统面临的网络安全威胁，并介绍基本的安全防护措施。 本书特色： 理论与实践相结合： 紧密结合实际工业应用场景，既讲解了相关的基础理论，又提供了大量的实践指导和案例分析。 系统性与全面性： 涵盖了工业自动化系统的主要组成部分、工作原理、常见故障及维修策略，力求为读者提供一个完整的知识体系。 图文并茂： 配备了大量的原理图、接线图、电路图、设备图片和操作界面截图，直观易懂，便于理解。 操作性强： 提供的故障排除步骤详细、实用，能够指导读者快速定位和解决实际问题。 前沿性： 关注工业自动化领域的新技术、新趋势，为读者了解行业发展方向提供参考。 目标读者： 从事工业自动化设备安装、调试、维护、维修的技术人员和工程师。 工厂的设备管理人员和生产线操作工。 相关专业的大学本科生、专科生及研究生。 对工业自动化技术感兴趣的行业从业者。 通过阅读本书，读者将能够深入理解工业自动化系统的内在逻辑，掌握独立分析和解决各类自动化设备故障的能力，显著提升工作效率和维护水平，为保障工业生产的平稳运行贡献力量。

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从工具书的角度来看，这本书的索引和术语表设计堪称完美，体现了极高的用户友好度。我特意测试了查找特定功能模块的步骤，无论是通过目录的层级结构，还是翻到书末的专业词汇检索，都能在极短时间内定位到所需内容，这对于抢修现场分秒必争的情况至关重要。术语表的收录相当全面，不仅涵盖了基础的电工术语，对于一些进口设备特有的缩写（如某些传感器或总线协议的简称）也给出了清晰的中文释义和英文全称对照。此外，书中在关键图表旁都会标注页码跳转提示，比如“详细电路图请参阅附录C第452页”，这种内部引用的设计，极大地提升了信息检索的效率，避免了读者在不同章节间来回奔波的困扰。一套优秀的工具书，其价值不仅在于它包含了多少知识，更在于它能让你多快地找到你需要的那个知识点，在这方面，这本书的处理达到了近乎无懈可击的水准，极大地增强了其实用价值和战场适应性。

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这本书的语言风格独树一帜，它在保持专业性的同时，透露着一种老练技师的沉稳和务实，完全没有学院派的刻板和疏离感。作者似乎就坐在你身边，用一种非常接地气的方式和你交流。比如，在讲解如何精确对刀时，他会用类似“别急，先让刀具像猫爪子一样试探一下工件表面”的比喻，这种生动的比喻立刻拉近了与读者的距离，让原本枯燥的动作要领变得画面感十足。即便是描述一些非常严谨的电气安全规范时，语气也是语重心长的告诫，而非冷冰冰的条文罗列，让人在理解技术要求的同时，也深刻体会到安全操作的重要性。行文中偶尔出现的幽默感，也使得长篇幅的技术阅读变得轻松愉悦，有效缓解了因处理复杂技术问题而产生的挫败感。这种“亦师亦友”的表达方式，是很多纯粹的参考手册所不具备的，它让技术学习不再是一件苦役，而更像是一次有益的经验分享会。

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这部书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面采用了哑光处理，手感细腻，中央的插图线条流畅，色调沉稳，一看就知道是本专业的工具书。书脊部分的信息排版清晰，字体选择也很有质感，即便是放在书架上，也能一眼被认出来。打开书页，内页纸张的克重和白度都很合适，印刷的墨色浓淡适中，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。特别是书中涉及到的一些电路图和机械结构分解图，线条的锐利度和细节的还原度都达到了很高的水准，这对于我们日常工作中对照参考至关重要。装订工艺方面，平装书的胶水没有溢出，折页处处理得也很牢固，预计可以经受住经常翻阅的考验。整体来看，从外在的包装到内在的印刷细节，都能感受到出版方在制作这本书时所倾注的匠心，这在很多技术书籍中是难得一见的，让人从拿到书的那一刻起，就对其内容的专业性充满了期待。这本书的物理形态本身就是一种品质的体现，预示着里面承载的知识也必然是经过精心打磨的。

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翻阅全书，我最欣赏的是其知识更新的速度和广度，它明显超越了一般老旧教材的范畴。书中对现代制造技术中新兴的驱动和控制技术有深入的探讨，比如在谈到变频器应用时，不仅详细解析了矢量控制的基本原理，还针对当前主流品牌的新型参数设置逻辑进行了归纳总结。这表明编者团队紧跟行业脉搏，确保了所传授的知识体系具有前瞻性。例如，在讨论到故障排查流程时，不再是传统的“替换法”，而是引入了基于示波器波形分析的诊断思路，这无疑是面向更高级别维护工作的指导。此外，书中收录了大量来自不同类型机床——从落地镗到五轴加工中心——的典型故障案例库，这些案例的描述极其详尽，不仅给出了故障现象，还剖析了深层次的根本原因，并提供了多种解决方案的优劣对比。这种案例驱动的教学方式，极大地增强了知识的实用价值和可迁移性，让读者能够举一反三，应对未曾谋面的新问题。

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这本书的排版逻辑简直是教科书级别的典范，每一章节的过渡都显得那么自然而然，仿佛作者牵着你的手，一步步深入到更复杂的概念之中。开篇对基础电气元件特性的介绍，循序渐进，即便是初次接触这类知识的读者也能迅速建立起扎实的理论框架。随后，章节内容的组织呈现出明显的递进关系，从简单的单相电机故障诊断，逐步过渡到复杂数控机床的伺服系统调试。作者在阐述原理时，总是能用非常精准且贴合实际操作的语言，避免了过多晦涩难懂的纯理论堆砌，而是紧密结合车间实际遇到的问题。每一个小节的结尾，通常都会有一个“关键点回顾”或者“常见误区提示”，这对于快速吸收和记忆知识点大有裨益。更值得称赞的是，图文的配合达到了近乎完美的平衡，需要文字详细解释的地方，图示则提供直观的佐证；而当图示本身复杂难懂时，作者又会用精炼的文字进行补充说明，形成一个高效的学习闭环。这种精心设计的阅读体验，极大地降低了技术学习的门槛。

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