具体描述
《普通高等教育十一五国家级规划教材•高电压技术》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，是国家精品课程“ 高电压技术”的配套教材。《普通高等教育十一五国家级规划教材•高电压技术》分为3篇，共9章，除了传统高电压技术内容如气体、液体和固体的绝缘特性以及过电压防护与绝缘配合等内容外，还编入了大量的高压试验与绝缘监测方面的内容，其中包括绝缘的预防性试验、电气绝缘的高电压试验、电气绝缘的在线监测等方面的基础知识，并介绍了特高压方面的最新发展。
《工业电气自动化控制系统设计与应用》 内容简介 本书全面系统地阐述了工业电气自动化控制系统的设计原理、关键技术、实际应用以及发展趋势。全书共分为十六章，内容涵盖了从基础理论到高级应用的各个层面，旨在为读者提供一套完整、实用的自动化控制系统设计与实施指南。 第一章 工业电气自动化控制系统概述 本章首先对工业电气自动化控制系统的概念、发展历程及其在现代工业中的重要性进行深入剖析。详细介绍了自动化控制系统的基本组成部分，包括感知层（传感器、仪表）、决策层（控制器、PLC、DCS）和执行层（执行器、变频器、伺服系统）。着重阐述了自动化控制系统的分类，如按控制方式（开环、闭环）、按控制功能（顺序控制、PID控制、运动控制、分布式控制）以及按应用领域（电力、化工、冶金、机械制造等）划分的特点和适用范围。最后，对自动化控制系统的基本性能指标，如精度、稳定性、动态响应、可靠性等进行了定义和解释，为后续章节的学习奠定坚实的基础。 第二章 PLC（可编程逻辑控制器）原理与应用 本章聚焦于工业自动化中最核心的控制单元——PLC。详细讲解了PLC的工作原理，包括CPU的工作方式、存储器结构（程序存储器、数据存储器、I/O存储器）、输入/输出接口电路以及扫描周期。深入分析了PLC的编程语言，重点介绍了梯形图（LD）、指令表（IL）、功能块图（FB）和结构化文本（ST）等IEC 61131-3标准支持的编程语言，并提供了大量实际编程案例。此外，本章还介绍了不同品牌PLC（如西门子S7系列、三菱FX系列、Rockwell Allen-Bradley系列）的特点和选型原则，以及PLC在开关量控制、模拟量控制、步进顺序控制和PID控制等方面的典型应用。 第三章 DCS（集散控制系统）原理与应用 本章深入探讨了DCS系统的架构、原理和应用。详细阐述了DCS系统的基本构成，包括操作员站、工程师站、监控服务器、历史服务器、报警服务器、现场控制器（I/O模块）以及通信网络。分析了DCS系统的集中管理、分散控制的工作模式，以及其在过程控制领域的优势，如高可靠性、集成化、先进控制功能和强大的组态能力。本章还对DCS系统的组态方法、数据库管理、报警处理、历史数据管理以及与上位机（SCADA）的集成进行了详细说明。最后，列举了DCS在石油化工、发电厂、制药等行业的大规模过程控制中的应用案例。 第四章 SCADA（数据采集与监视控制系统）原理与应用 本章主要介绍SCADA系统的功能、架构和应用。详细解释了SCADA系统在工业过程中的作用，即实现对现场设备数据的实时采集、集中监视、远方控制和数据分析。阐述了SCADA系统的组成，包括RTU（远程终端单元）、通信网络、主机软件（HMI/SCADA软件）等。重点介绍了SCADA系统的HMI（人机界面）设计原则，如何直观、高效地展示生产过程的运行状态和数据。本章还讨论了SCADA系统的数据通信协议（如Modbus, DNP3, IEC 60870-5-101/104等），以及SCADA系统与MES（制造执行系统）、ERP（企业资源计划）等系统的集成。 SCADA在水处理、电网监控、交通控制等领域的应用场景得到详细分析。 第五章 传感器与变送器技术 本章聚焦于工业自动化系统的“眼睛”和“耳朵”——传感器与变送器。详细介绍了各类常用工业传感器的原理、性能参数和选型要点，包括温度传感器（热电偶、热电阻、红外测温）、压力传感器（应变片式、电容式、压阻式）、流量传感器（涡轮式、电磁式、超声波式）、液位传感器、位置传感器（光电、接近、编码器）以及气体传感器等。深入讲解了变送器的工作原理，如何将传感器采集的原始信号转换为标准的电信号（如4-20mA，0-10V），并讨论了变送器的精度、线性度、迟滞、重复性等关键性能指标。本章还涉及了传感器的安装、校准和维护注意事项。 第六章 执行器与驱动技术 本章系统阐述了工业自动化系统中的“手”和“脚”——执行器与驱动技术。详细介绍了各类执行器的类型、工作原理和应用，包括电动执行器、气动执行器、液压执行器、电磁阀、比例阀等。重点讲解了变频器（VFD）在电机调速控制中的应用，包括其工作原理（V/f控制、矢量控制）、选型原则、安装调试以及常见故障诊断。此外，本章还深入分析了伺服系统（Servo System）的组成（伺服电机、伺服驱动器、编码器）、工作原理（闭环控制、位置控制、速度控制、力矩控制）以及其在精密运动控制领域的突出优势。 第七章 工业通信网络技术 本章深入探讨了实现自动化系统信息高效传输的基石——工业通信网络。详细介绍了现场总线技术，如PROFIBUS、PROFINET、EtherNet/IP、DeviceNet、CANopen等，分析了它们在网络拓扑、通信速率、数据传输方式、应用领域以及优缺点方面的差异。此外，本章还介绍了工业以太网、OPC（OLE for Process Control）技术，以及在物联网（IoT）时代背景下的工业物联网（IIoT）通信解决方案。重点讲解了通信网络的选型原则、网络设计、故障排除以及网络安全防护。 第八章 伺服驱动与运动控制系统 本章聚焦于高精度、高动态响应的运动控制领域。详细讲解了伺服驱动系统的组成、工作原理，包括伺服电机（交流伺服、直流伺服）、伺服驱动器、反馈设备（编码器、解析器）等。深入分析了伺服系统的控制模式，如位置控制、速度控制、力矩控制以及混合控制模式。阐述了运动控制在数控机床、机器人、包装机械、印刷机械等领域的核心作用，以及如何通过伺服系统实现复杂的轨迹规划、匀速运动、多轴联动等功能。本章还讨论了伺服系统的调谐优化和常见故障分析。 第九章 PID 控制算法与应用 本章系统深入地讲解了工业控制中最广泛应用的PID（比例-积分-微分）控制算法。详细阐述了PID控制的原理，包括比例（P）作用、积分（I）作用和微分（D）作用对系统输出的影响。深入分析了各种PID控制算法的离散化形式（位置式PID、增量式PID），以及它们的优缺点。重点讲解了PID控制器的参数整定方法，如图-3整定法、临界比例法、Ziegler-Nichols方法以及自动化整定技术。本章还通过大量实例，阐述了PID控制在温度控制、压力控制、流量控制、液位控制等典型过程控制问题中的应用，并讨论了PID控制的抗积分饱和、抗微分饱和等改进算法。 第十章 变频器在电机调速控制中的应用 本章专注于变频器在工业电机调速控制中的实际应用。详细介绍了变频器的基本工作原理，包括整流、滤波、逆变和控制等环节。重点讲解了变频器常用的控制方式，如V/f控制、矢量控制（磁场定向控制）以及它们在不同应用场景下的适用性。本章深入讨论了变频器的选型要点，包括额定功率、额定电压、过载能力、防护等级等。此外，还详细介绍了变频器的安装调试、参数设置、操作保护以及常见故障的排除方法。通过丰富的工程案例，展示了变频器在泵、风机、传送带、起重机等设备中实现节能和工艺优化的应用。 第十一章 工业自动化系统集成与组态 本章探讨了如何将分散的自动化设备和系统整合成一个统一、高效的整体。详细介绍了自动化系统集成的方法和流程，包括需求分析、系统设计、设备选型、软件组态、硬件连接、调试联调等环节。重点讲解了HMI/SCADA组态软件（如组态王、WinCC、Intouch）的功能和使用方法，如何通过组态软件创建直观的用户界面，实现数据可视化、报警管理、报表生成和趋势分析。此外，本章还讨论了不同厂家PLC、DCS、SCADA之间的互联互通问题，以及通过OPC服务器实现系统集成的方法。 第十二章 工业自动化系统的故障诊断与维护 本章关注工业自动化系统的可靠性和稳定性，提供实用的故障诊断与维护技术。详细介绍了自动化系统中常见的故障类型，包括硬件故障（传感器失效、执行器损坏、控制器故障、通信中断）、软件故障（程序错误、参数设置错误、病毒感染）以及操作失误。本章提出了一系列故障诊断的系统方法，如“二分法”查找、信号跟踪法、日志分析法、在线监测法等。并针对不同类型的设备（PLC、变频器、伺服系统、传感器等）的常见故障，提供了详细的排查步骤和维修建议。此外，还强调了预防性维护的重要性，包括定期检查、清洁、校准和备件管理。 第十三章 工业网络安全 随着工业自动化系统的互联互通日益紧密，网络安全已成为不容忽视的关键领域。本章深入分析了工业自动化系统面临的网络安全威胁，包括恶意软件攻击、拒绝服务攻击、数据篡改、非授权访问等。详细介绍了工业网络安全的基本原则和防护措施，如防火墙部署、入侵检测/防御系统（IDS/IPS）、虚拟专用网络（VPN）、安全审计、访问控制策略等。本章还讨论了工业物联网（IIoT）环境下的安全挑战，以及如何构建安全可靠的工业通信网络。 第十四章 工业自动化技术发展趋势 本章展望了工业自动化技术的未来发展方向。重点介绍了工业4.0、智能制造、工业互联网等概念，并分析了人工智能（AI）、大数据、云计算、边缘计算等前沿技术在自动化领域的应用前景，如智能决策、预测性维护、自主优化控制等。此外，还讨论了机器人技术、虚拟现实（VR）/增强现实（AR）在工业自动化中的应用，以及低代码/无代码开发平台在系统集成和应用开发中的作用。 第十五章 典型行业应用案例分析 本章通过详细分析不同行业（如电力、石化、冶金、食品、制药、汽车制造等）的典型自动化控制系统应用案例，帮助读者理解书中理论知识的实际应用。每个案例都将从系统设计、关键技术选型、实施过程、运行效果以及面临的挑战等方面进行深入剖析，展示自动化技术如何解决实际生产中的难题，提高生产效率、产品质量和能源利用率。 第十六章 附录 本章包含一些有用的参考资料，如常用工业自动化术语汇编、相关国家/行业标准目录、常用通信协议对照表、典型工业控制元件的技术参数参考等，为读者提供更便捷的查阅和参考。 本书内容丰富，理论与实践相结合，图文并茂，适合从事工业自动化控制系统设计、开发、维护和管理工作的工程师、技术人员以及相关专业的学生阅读。通过学习本书，读者将能够深刻理解工业电气自动化控制系统的原理和技术，掌握系统设计与应用的核心技能，并能更好地应对工业自动化领域不断涌现的新挑战和新机遇。
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目录信息
前言绪论第1篇 电介质的电气强度第1章 气体的绝缘特性与介质的电气强度 1.1 气体放电的基本物理过程 1.1.1 带电质点的产生 1.1.2 带电质点的消失 1.1.3 电子崩与汤逊理论 1.1.4 巴申定律及其适用范围 1.1.5 不均匀电场中的气体放电 1.2 气体介质的电气强度 1.2.1 持续作用电压下的击穿 1.2.2 雷电冲击电压下的击穿 1.2.3 操作冲击电压下空气的绝缘特性 1.2.4 大气条件对气体击穿的影响 1.2.5 提高气体击穿电压的措施 1.3 固体绝缘表面的气体沿面放电 1.3.1 界面电场的分布 1.3.2 均匀电场中的沿面放电 1.3.3 极不均匀电场中的沿面故电 1.3.4 绝缘子的污秽放电 1.3.5 提高沿面放电电压的措施 习题与思考题第2章 液体的绝缘特性与介质的电气强度 2.1 液体电介质的极化与损耗 2.1.1 液体电介质的介电常数 2.1.2 液体电介质的损耗 2.2 液体电介质的电导 2.2.1 液体电介质的离子电导 2.2.2 液体电介质的电泳电导与华尔屯定律 2.2.3 液体电介质在强电场下的电导 2.3 液体电介质的击穿 2.3.1 高度纯净去气液体电介质的电击穿理论 2.3.2 含气纯净液体电介质的气泡击穿理论 2.3.3 工程纯液体电介质的杂质击穿 习题与思考题第3章 固体的绝缘特性与介质的电气强度 3.1 固体电介质的极化与损耗 3.1.1 固体电介质的介电常数 3.1.2 固体电介质的损耗 3.2 固体电介质的电导 3.2.1 固体电介质的离子电导 3.2.2 固体电介质的电子电导 3.2.3 固体电介质的表面电导 3.3 固体电介质的击穿 3.3.1 固体电介质的热击穿 3.3.2 固体电介质的电击穿 3.3.3 不均匀电介质的击穿 习题与思考题第2篇 电气绝缘与高电压试验第4章 绝缘的预防性试验 4.1 绝缘电阻、吸收比与泄漏电流的测量 4.1.1 绝缘电阻与吸收比的测量 4.1.2 泄漏电流的测量 4.1.3 目前常用的绝缘电阻测试方法 4.2 介质损耗角正切的测量 4.2.1 西林电桥测量法的基本原理 4.2.2 西林电桥测量法的电磁干扰 4.2.3 西林电桥测量法的其他影响 因素 4.3 局部放电的测量 4.3.1 局部放电测量的基础 4.3.2 局部放电测量的脉冲电流法 4.3.3 局部放电测量的非电检测法 4.4 绝缘油性能检测 4.4.1 绝缘油的电气试验 4.4.2 油中溶解气体的气相色谱分析 4.4.3 绝缘油的高效液相色谱分析 习题与思考题第5章 电气绝缘高电压试验 5.1 工频高电压试验 5.1.1 工频高电压的产生 5.1.2 工频高电压的测量 5.1.3 绝缘的工频耐压试验 5.2 直流高电压试验 5.2.1 直流高电压的产生 5.2.2 直流工频高电压的测量 5.2.3 绝缘的直流耐压试验 5.3 冲击高电压试验 5.3.1 冲击高电压的产生 5.3.2 冲击高电压的测量 5.3.3 绝缘的冲击耐压试验 习题与思考题第6章 电气绝缘在线检测 6.1 变压器油中溶解气体的在线检测 6.1.1 绝缘故障与油中溶解气体 6.1.2 油中溶解气体的在线检测 6.1.3 油中气体分析与故障诊断 6.2 局部放电在线检测 6.2.1 局部放电的在线检测系统 6.2.2 局部放电分析与故障诊断 6.3 介质损耗角正切的在线检测 6.3.1 高压电桥法 6.3.2 相位差法 6.3.3 全数字测量法 习题与思考题第3篇 过电压防护与绝缘配合第7章 输电线路和绕组中的波过程 7.1 均匀无损单导线上的波过程 7.1.1 波传播的物理概念 7.1.2 波动方程及解 7.1.3 波速和波阻抗 7.1.4 前行波和反行波 7.2 行波的折射和反射 7.2.1 线路末端的折射、反射 7.2.2 集中参数等效电路(彼德逊法则) 7.2.3 波的多次折射、反射 7.3 波在多导线系统中的传播 7.4 波在传播中的衰减与畸变 7.4.1 线路电阻和绝缘电导的影响 7.4.2 冲击电晕的影响 7.5 绕组中的波过程 7.5.1 变压器绕组中的波过程 7.5.2 旋转电机绕组中的波过程 习题与思考题第8章 雷电过电压及其防护 8.1 雷电放电和雷电过电压 8.1.1 雷云的形成 8.1.2 雷电放电过程 8.1.3 有关的雷电参数 8.1.4 雷电过电压的形成 8.2 防雷保护设备 8.2.1 避雷针防雷原理及保护范围 8.2.2 避雷线防雷原理及保护范围 8.2.3 避雷器工作原理及常用种类 8.3 电力系统防雷保护 8.3.1 输电线路的防雷保护 8.3.2 发电厂和变电所的防雷保护 8.4 接地的基本概念及原理 8.4.1 接地概念及分类 8.4.2 接地电阻、接触电压和跨步电压 8.4.3 接地和接零保护习题与思考题第9章 操作过电压与绝缘配合 9.1 切除空载线路过电压 9.1.1 产生原理 9.1.2 影响因素和降压措施 9.2 空载线路合闸过电压 9.2.1 发展过程 9.2.2 影响因素和降压措施 9.3 切除空载变压器过电压 9.3.1 发展过程 9.3.2 影响因素和限制措施 9.4 断续电弧接地过电压 9.4.1 发展过程 9.4.2 防护措施 9.5 绝缘配合 9.5.1 绝缘配合的原则与方法 9.5.2 变电站电气设备绝缘水平的确定 9.5.3 架空输电线路绝缘水平的确定 习题与思考题附录 附表1 普通阀式避雷器的电气特性 附表2 电站用磁吹阀式避雷器(FCZ系列)的电气特性 附表3 保护旋转电机用磁吹阀式避雷器(FCD系列)的电气特性 附表4 典型交流无间隙金属氧化物避雷器的电气特性(GB 11032-2000)参考文献
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矮油，这书当年样本出来的时候，我还跑去交到学校科技处，结果一着急还拿错了，不过当年导师对我还挺好的，没骂我~~~
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