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出版者:7-81124

作者:杜振玉

出品人:

页数:279

译者:

出版时间:2007-9

价格:27.00元

装帧:

isbn号码:9787811241242

丛书系列:

图书标签:

• 电工基础
• 电路原理
• 电气技术
• 基础教育
• 职业教育
• 电力系统
• 电子技术
• 电工技能
• 理论学习
• 实践操作

工业自动化与控制系统设计 本书简介 在当今高度依赖信息技术和精密制造的时代，工业自动化已成为提升生产效率、保障产品质量和实现可持续发展的核心驱动力。《工业自动化与控制系统设计》旨在为工程技术人员、高校师生以及对现代工业生产流程感兴趣的读者提供一套全面、深入且实用的技术指南。本书不仅系统梳理了工业自动化领域的基础理论，更聚焦于当前主流的控制技术、系统架构、软硬件选型、工程实施及故障诊断方法，力求构建一座理论与实践紧密结合的知识桥梁。 本书内容涵盖了从基础的电气元件到复杂的分布式控制网络的全景图谱。我们首先从工业电气控制基础入手，详细解析了继电器控制回路的原理、接触器与断路器的选型标准，以及时间、计数、温度等专用控制继电器的应用场景。这部分内容强调对安全规范和国家标准的严格遵守，为后续复杂系统的搭建奠定坚实的电气安全基础。 随后，本书深入探讨了可编程逻辑控制器（PLC）的核心技术。我们选择目前工业界应用最广泛的几大主流品牌（如西门子 S7 系列、罗克韦尔 A-B 系列以及三菱 FX 系列）作为案例，系统讲解了PLC的硬件结构、编程语言（梯形图 LAD、指令表 STL、结构化文本 ST）的逻辑构建方法。重点内容包括数据处理、数据类型、中断服务程序的设计、高速计数和定位功能的实现。对于周期性任务和非周期性事件的处理流程，本书提供了大量的实际工程案例分析，确保读者能够掌握从程序逻辑设计到实际调试的全过程。 在控制系统设计层面，本书投入大量篇幅讲解传感器与执行器的选型、安装与信号调校。这部分是实现“感知”与“动作”的关键。我们详细介绍了光电、电感、超声波等各类传感器的工作原理、抗干扰措施及其在不同介质测量中的适用性。在执行器方面，对伺服电机、步进电机、变频器（VFD）的控制模式（速度、转矩、位置控制）及其在不同负载下的动态响应进行了深入分析。特别是针对变频器的参数优化，本书提供了实用的经验公式和调试步骤，以实现电机的高效、平稳运行。 系统的集成与通信是现代自动化的标志。《工业自动化与控制系统设计》详细阐述了工业网络通信协议。本书系统地介绍了现场总线技术，包括 PROFIBUS DP/PA、CANopen、DeviceNet 的技术特点、网络拓扑结构及组网方式。重点内容聚焦于以太网工业协议，如 PROFINET 和 EtherNet/IP，分析了其实时性保障机制（如时分复用TSN或特定时间段预留）和数据帧结构。此外，对 OPC UA 这一跨平台、面向服务的架构进行了深度剖析，阐述其在数据互操作性方面的重要作用。 本书的一大特色在于对人机界面（HMI）和工业触摸屏的工程应用进行了详尽的讲解。从HMI的硬件接口、组态软件的选择，到画面设计规范、报警机制的构建、历史数据的记录与趋势分析，本书提供了从用户体验（UX）到系统功能的完整设计流程。读者将学习如何通过直观的界面，实现对生产过程的实时监控和参数调整。 在更高级的控制层面，本书介绍了运动控制与机器人技术的基础集成。这包括多轴同步控制的原理、插补运动的实现方式，以及如何将PLC系统与工业机器人进行高效联动。对于简单的SCADA（数据采集与监视控制系统）的架构搭建，本书也提供了理论框架和软件选型建议，强调数据安全与远程访问的可行性。 最后，本书关注于系统维护与可靠性工程。针对工业现场的常见问题，如电磁干扰（EMI/EMC）、电源质量问题、接地系统的设计与检测，提供了系统的解决方案。故障诊断部分，结合实际案例，详细说明了如何利用PLC的诊断功能、示波器、万用表等工具，快速定位电气故障、逻辑错误和通信中断问题。 《工业自动化与控制系统设计》力求全面覆盖一个现代工业控制工程师从方案设计、硬件选型、软件编程、现场调试到后期维护的全生命周期技能要求，是工业自动化领域不可或缺的专业参考书。 --- （字数统计：约 1480 字）

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这本书的章节结构安排很有逻辑性，从直流电路的基本定律开始，逐步过渡到交流稳态分析，再到复杂的瞬态响应，整个知识体系的递进感非常流畅自然。作者似乎很清楚学习者在哪个阶段容易产生困惑，总能在关键的转折点设置“注意”或“提示”栏目，对常见的错误理解进行及时的纠偏。例如，在讲解电感和电容的储能特性时，作者清晰地指出了它们与电阻在能量处理方式上的根本区别，这一点对我理解滤波器的工作原理帮助很大。然而，我发现书中对于现代电子系统越来越重要的开关电源拓扑结构，尤其是对PWM调制原理的介绍显得过于简略，似乎只是作为附加内容匆匆带过，没有深入到其调占空比对输出电压稳定性的影响。对于一本力求全面的“基础”读物而言，在现代电力电子日益普及的今天，对这些前沿应用基础的覆盖力度应该可以再加强一些，让读者能够站在坚实的理论基石上，看到未来发展的方向。

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我花了整整一个下午来梳理这本书中关于半导体器件特性的那几章，感觉作者在深度和广度上做了很有力度的平衡。他没有停留在简单的“是什么”的层面，而是深入挖掘了PN结的形成机理以及不同偏置条件下载流子的运动状态，这一点对于想搞懂晶体管工作原理的人来说至关重要。不过，在阐述某些复杂公式的推导过程时，感觉有些步骤被略过了，直接跳到了最终结果，这对于那些数学基础稍弱的读者来说，可能需要额外去查阅其他高等物理教材进行印证，稍显不够友好。特别是涉及到欧姆定律在非线性电路中的应用那块，理论模型和实际测量数据的对比分析如果能再细致一些，增加一个小型实验的模拟数据作为佐证，那就完美了。总体而言，这本书的理论深度是毋庸置疑的，但对于自学者的友好度上，还有那么一点点打磨的空间，需要读者具备一定的预备知识储备。

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我特别留意了书中关于电磁兼容性（EMC）和电路保护的部分，这部分内容在很多基础教材中常常被一笔带过，但这本书却给予了足够的篇幅和重视。作者详细分析了辐射干扰的产生机制，并给出了屏蔽层和接地系统的设计规范，这些实操性极强的指导对工程实践帮助巨大。我甚至对照着书里的图示检查了我实验室里几台仪器的布线结构，发现了一些以往被忽略的细节问题。唯一的遗憾是，在讨论保护器件的选择时，虽然提到了瞬态电压抑制器（TVS）和气体放电管（GDT）的特性曲线，但对于如何根据具体的浪涌能量等级（如8/20μs波形）来精确选型，书中的指导性案例略显不足，更偏向于定性描述而非定量计算。如果能增加一个专门的选型计算实例，结合具体的行业标准（如IEC标准），那么这本书的工程应用价值将得到质的飞跃。

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这本书的装帧设计相当不错，封面采用了比较简洁的线条勾勒出一些电路图的元素，配上那种略带磨砂质感的纸张，拿在手里感觉很扎实。内页的排版也看得出是用心了，文字和图示之间的留白处理得当，阅读起来不会感到拥挤。尤其值得称赞的是，插图的清晰度和细节还原度非常高，那些复杂的元器件结构图和电路符号都标注得清清楚楚，即便是初学者也能大致辨认出各个部分的形制和名称。不过，在讲解一些理论概念时，文字的逻辑跳跃性略大，有时候感觉作者的思路像是在多个知识点之间快速穿梭，如果能对每一个核心概念增加一到两个更贴近实际应用的实例来辅助理解，可能会让读者的接受过程更加平滑自然。总的来说，这本书在视觉呈现和物理质量上是远超预期的，作为案头参考书非常合适，光是翻阅就能感受到一种严谨的学术气息。

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这本书的语言风格非常“技术化”，充满了精确的术语和严谨的表述，读起来让人感觉非常专业可靠。作者似乎深谙电气工程领域的行话，在描述阻抗匹配和交流电源系统时，所使用的词汇都是行业内最规范的表达，这无疑对于专业人士来说是一种福音，能大幅减少理解上的歧义。然而，对于一个刚刚接触电工学的新人而言，这种“专业”反而成了一种障碍。书中很多基础概念的铺垫显得过于仓促，比如在第一次提到“相量”这个概念时，直接就用到了复数形式进行计算，却没有花时间去解释为什么必须引入复数域来简化三相交流电路的分析。我希望作者能多用一些类比或者生活中的例子，将抽象的物理概念具象化，让读者在心中建立起一个可靠的认知框架，而不是仅仅记住公式。现在这本书更像是一本给“已经入门”的人准备的精进手册，而非“零基础”的启蒙读物。

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