图解电气控制线路及应用 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:科学

作者:大兵庄司

出品人:

页数:256

译者:

出版时间:2008-3

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787030210173

丛书系列:

图书标签:

电气控制
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具体描述

《图解电气控制线路及应用》特点：以图释义，易读易懂，箭头导向，便于理解，电路图集，易学易用。《图解电气控制线路及应用》通过各种实物连接图和实际接线图以及图中简单的短语，浅显易懂地讲解顺序控制的原理及其应用。全书共分4章，首先介绍了顺序控制的基础知识，即控制线路方面的数字逻辑基础；然后介绍顺序控制在电动机控制中的各种应用；最后给出了顺序控制理想电路集，包括继电器顺序控制104例和逻辑顺序控制83例。

现代工业自动化系统设计与实践本书聚焦于当前工业领域中最前沿的自动化技术、控制策略及其在实际生产线上的集成应用，旨在为工程师、技术人员以及相关专业学生提供一本全面、深入且具有高度实操性的参考指南。第一部分：工业自动化基础与核心元件本部分将系统地梳理现代工业自动化系统的基本架构和支撑技术，从宏观层面理解自动化系统的构成，并深入探讨关键硬件与软件组件的特性和选择标准。第一章：自动化系统的演进与架构深入剖析从传统继电器控制到现代分布式控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）网络的演变历程。详细介绍现代自动化系统的分层结构：现场设备层、控制层、监控与管理层。阐述实时性、可靠性、开放性在系统架构设计中的核心地位。重点分析工业以太网和现场总线（如PROFIBUS、DeviceNet、CANopen）在不同层级间的通信机制与协议差异。第二章：传感器与执行器技术详解系统介绍工业现场各类关键传感器的原理、选型原则及安装注意事项。内容涵盖：位置与接近传感：电感式、电容式、光电式、超声波传感器的物理工作原理、抗干扰能力及其在精确检测中的应用。测量传感：压力、温度（热电偶、热电阻、红外测温）、流量（科里奥利、涡街、电磁流量计）的测量精度、漂移补偿及校准方法。执行机构：伺服电机、步进电机、变频驱动器（VFD）的选型匹配、控制模式（如转矩控制、速度控制、位置控制）的实现及动态响应分析。详细讲解电动、气动、液压执行器的选型考量及其在不同负载下的性能表现。第三章：可编程逻辑控制器（PLC）的高级应用本书将PLC的应用提升到系统集成的高度。重点解析主流PLC平台（如西门子S7系列、罗克韦尔ControlLogix）的硬件配置、模块化设计及编程语言标准（IEC 61131-3）。高级编程技术：重点讲解功能块（FB）的封装与重用、数据结构（UDT）的定义、以及如何高效利用循环中断组织实时任务。运动控制集成：讲解如何通过高速计数器、脉冲输出及专用运动控制模块，实现多轴同步、凸轮跟踪等复杂运动轨迹的精确控制。故障诊断与冗余：探讨热备用、模块级冗余（Hot Standby）的配置流程，以及PLC内置的诊断功能如何用于预测性维护。第二部分：控制理论与算法实现本部分深入探讨驱动工业过程稳定、高效运行的核心数学模型和控制算法，强调理论与实际参数整定的结合。第四章：经典反馈控制理论的深度解析超越基础PID，深入剖析PID控制器的局限性及其在非线性、大延迟系统中的改进方案。前馈控制（Feedforward）：介绍如何利用被控变量的测量值，结合过程模型，实现快速消除已知扰动的效果。先进的控制策略：详细介绍级联控制（Cascade Control）的设计、解耦控制（Decoupling）在多变量系统中的应用，以及如何利用Smith预估器处理长延迟过程。第五章：过程控制与优化专注于如何利用模型预测控制（MPC）来应对复杂的耦合性和约束条件。模型预测控制（MPC）原理：介绍线性化MPC（LMPC）的构建步骤，包括建立过程模型、定义优化目标函数（成本函数）以及求解二次规划（QP）问题的过程。分析MPC在操作窗口（Constraints Handling）方面的优势。自适应控制：探讨系统参数变化时，如何实现控制器增益的在线调整，包括基于梯度的自适应算法与基于切换的自适应方法。第六章：安全仪表系统（SIS）与功能安全标准系统介绍工业安全控制的设计规范、风险评估与实施。标准解读：详细解析IEC 61508（功能安全基础）和IEC 61511（过程工业应用标准），理解安全完整性等级（SIL）的确定流程（如LOPA分析）。安全回路设计：讲解安全生命周期管理、传感器的投票机制（1oo2, 2oo3）以及安全继电器与安全PLC在实现紧急停车（ESD）逻辑中的区别与集成。第三部分：人机交互、数据采集与系统集成本部分侧重于如何通过高级界面和数据管理技术，实现对自动化系统的可视化、集中式监控与信息整合。第七章：SCADA系统与高级可视化设计深入讲解监控与数据采集（SCADA）系统的构成，从历史数据库、报警管理到操作员界面（HMI）的构建。 HMI设计原则：基于人因工程学，讲解高效图形设计（如ISA-101的“高性能HMI”理念），如何避免信息过载，突出关键状态。报警管理系统：探讨现代报警系统的设计，包括报警抑制、优先级划分、根本原因分析（RCA）与报警疲劳的量化控制。第八章：工业通信网络与信息安全详述工业网络协议的深度集成，并重点关注信息安全防护策略。 OPC UA与数据模型：讲解OPC统一架构（OPC UA）作为跨平台、安全通信骨干的作用，以及如何利用其信息模型实现设备语义化描述。工业信息安全（OT Security）：分析针对控制网络的常见威胁（如勒索软件、内部渗透），并介绍基于IEC 62443标准的网络分段（Zoning and Conduits）、身份验证和访问控制的实施步骤。第九章：制造执行系统（MES）与数据驱动决策阐述自动化系统如何与企业资源规划（ERP）系统对接，实现车间级生产管理。 MES功能层级：介绍生产调度、质量管理、设备综合效率（OEE）计算、物料跟踪等核心MES功能。数据采集与分析：讲解如何从PLC/DCS中高效抽取海量过程数据（Big Data in OT），利用时间序列数据库进行存储，并引入基本的统计过程控制（SPC）方法，为生产优化提供数据支持。附录：关键标准与规范速查汇集了IEC、ISO、ANSI/ISA等组织针对过程控制、安全与网络通信领域最常用标准的关键参数和术语解释。本书的特点在于，它不仅讲解“如何连接线路”或“如何编写基础逻辑”，更侧重于“为什么选择这种控制结构”、“如何通过先进算法实现性能优化”以及“如何构建一个安全、可靠、可扩展的现代自动化基础设施”。