西门子工业网络交换机应用指南 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:赵欣

出品人:

页数:382

译者:

出版时间:2008-6

价格:53.00元

装帧:

isbn号码:9787111242116

丛书系列:西门子工业自动化技术丛书

图书标签:

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电子电气工程实践：基础理论与前沿技术解析 图书简介： 本书全面系统地探讨了现代电子电气工程领域的基石理论、核心技术以及面向未来的发展趋势。内容覆盖从基本的电路分析到复杂的系统集成，旨在为工程专业学生、技术研发人员以及寻求知识深化的工程师提供一份详尽、实用的参考资料。 第一部分：电磁场与电路基础的深化理解 本部分聚焦于电气工程的理论根基。首先，我们深入剖析了麦克斯韦方程组在时域和频域中的应用，特别强调了电磁波的传播特性在高速信号完整性（SI）设计中的关键作用。内容详细阐述了电磁兼容性（EMC）设计原则，包括辐射发射（RE）和敏感度（RS）的量化分析方法，以及屏蔽、滤波等抑制干扰技术的实际工程应用。 紧接着，我们对线性与非线性电路分析进行了深入的探讨。章节涵盖了交流稳态分析、暂态响应、双端口网络理论，并引入了更为复杂的SPICE模型分析技术。重点内容包括：利用拉普拉斯变换和傅里叶级数对电路进行精确建模；探讨运算放大器（Op-Amp）在不同工作状态下的非理想特性及其对系统性能的影响；以及分析有源滤波器（如Sallen-Key结构）的设计与优化，确保信号处理过程中的低噪声和高保真度。此外，针对高功率应用，我们详细讲解了非线性电路中的谐波分析，以及功率因数校正（PFC）技术的重要性与实现方案。 第二部分：电力电子变换技术与驱动系统 电力电子技术是实现能源高效转换和控制的核心。本部分从半导体器件（如IGBT、MOSFET、SiC、GaN器件）的特性曲线、开关损耗模型入手，构建起对电力电子变换器工作原理的深入认知。 内容详细剖析了各类开关电源（SMPS）拓扑结构，包括但不限于：反激式（Flyback）、正激式（Forward）、推挽式（Push-Pull）、半桥与全桥变换器。针对每种拓扑，本书均提供了详细的数学推导，用于计算关键元件（如开关管、变压器、储能电容/电感）的额定值，并着重讨论了磁性元件的设计与优化，包括磁芯材料的选择、绕组损耗的估算以及磁耦合效应的抑制。 在电机驱动领域，我们着重介绍了交流电机（感应电机和永磁同步电机）的矢量控制（Field-Oriented Control, FOC）方法。从同步旋转坐标系下的数学模型建立，到电流环、速度环的PID参数整定，再到高频脉宽调制（PWM）的实现，提供了完整的算法和实现流程。此外，面向电动汽车和工业机器人应用，本书还探讨了高压DC/DC变换器的隔离技术与热管理策略。 第三部分：嵌入式系统与控制理论的工程化应用 本部分将控制理论与现代嵌入式技术相结合，重点解决实际工程中的实时控制问题。控制理论章节从经典控制（如根轨迹分析、频率响应法）过渡到现代控制理论，深入讲解了状态空间表示法，并介绍了最优控制（LQR）和鲁棒控制（H-infinity）的基本思想及其在复杂动态系统中的应用潜力。 在硬件实现层面，本书详细解析了微控制器（MCU）的选择标准，特别是针对需要高速数据处理和精密定时控制的应用场景。内容涵盖定时器/计数器的精确配置、模数转换器（ADC）的采样定理与量化误差分析、以及实时操作系统（RTOS）的调度机制与任务间通信（IPC）方法。针对高性能控制，我们深入剖析了数字信号处理器（DSP）的架构优势，并以快速傅里叶变换（FFT）的应用为例，展示了如何高效地实现电机电流的实时频谱分析。 第四部分：系统集成与可靠性工程 在大型工业或基础设施项目中，系统集成与长期可靠性是决定成败的关键。本部分关注于工业通信协议的架构与实现，侧重于冗余设计和故障诊断。 书中对多种现场总线技术进行了横向对比，深入分析了Ethernet/IP、PROFINET等基于以太网的工业协议在确定性（Determinism）和实时性方面的技术细节。详细讲解了数据帧结构、时间同步机制（如IEEE 1588 PTP）的应用，以及如何在复杂的网络拓扑中进行拓扑自愈（Self-Healing）配置以保障通信链路的持续性。 此外，可靠性工程部分提供了量化评估方法。引入了失效率（Failure Rate）和平均故障间隔时间（MTBF）的概念，讲解了如何使用FMEA（失效模式与影响分析）和FTA（故障树分析）来识别和减轻系统单点故障。内容还包括热设计（Thermal Management）的工程准则，确保电子设备在宽温域环境下的稳定运行，并介绍了环境应力筛选（ESS）在提高产品出厂可靠性中的作用。 本书旨在提供一个跨越基础理论到前沿应用的完整知识体系，帮助读者构建扎实、全面的电子电气工程实践能力。

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我是一名资深自动化集成商，对各种品牌的网络设备都有过接触，但对西门子生态系统的深入集成一直有些困惑。这本书在讲解如何将交换机与TIA Portal环境下的S7-1500 PLC进行无缝集成方面，表现得尤其出色。它详细描述了PROFINET IRT与标准TCP/IP流量在同一设备上的隔离与优先级设置，这对于要求极高实时性的运动控制应用至关重要。最让我惊喜的是，书中专门用了一个章节来剖析如何利用交换机内置的诊断功能，结合WinCC OA进行实时性能监控和预警配置。这种跨平台的集成叙述，使得这本书的实用价值瞬间提升了好几个档次，不再是孤立地看待交换机这个“盒子”，而是将其视为整个智能制造网络中的关键节点。

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这本书的装帧设计确实让人眼前一亮，封面的配色沉稳大气，那种深邃的工业蓝与金属银的搭配，一下子就抓住了我的眼球。拿到手里，能感受到纸张的质感相当不错，拿在手上份量适中，翻阅起来的触感很舒服，不像有些技术书籍，摸起来硬邦邦的或者纸质太薄容易损坏。我特别留意了目录的排版，逻辑性很强，从基础概念的梳理，到具体的配置步骤，再到故障排查的进阶内容，层次分明，这对于我这种需要快速上手、但又想深入理解其工作原理的工程师来说，简直是福音。而且，细节处理得非常到位，比如关键术语的解释和图表的清晰度，都显示出编著者在内容组织上的用心良苦。这本书的整体视觉呈现，已经达到了专业工具书的高水准，光是放在工控机柜旁边的工具架上，就显得专业性十足。我期待着接下来的内容能够像它的外表一样，严谨而富有深度。

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这本书的深度和广度，让我对工业网络安全有了全新的认识。过去我总觉得，只要防火墙设置好了，网络就是安全的。但这本书系统地介绍了如何利用二层和三层交换机的安全特性来构建纵深防御体系。例如，它详细阐述了端口安全（Port Security）、MAC地址绑定、以及如何配置访问控制列表（ACLs）来限制特定设备的通信权限。更重要的是，作者还提供了一套基于IEC 62443标准的网络分段和加固建议，并具体说明了在西门子交换机上如何实现这些安全策略的配置。这套实用的安全框架，对于当前日益严峻的工业控制系统（ICS）网络安全挑战来说，无疑是一份非常及时且具有前瞻性的指导手册。

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从阅读体验的角度来看，这本书的行文风格是偏向严谨和学术的，但绝不枯燥。作者的语言精准、措辞考究，几乎没有发现模棱两可的描述，这在技术文档中是极其宝贵的品质。我注意到，当涉及到一些相对晦涩的硬件参数设定，比如背板带宽、端口隔离级别或是QoS策略的差异时，作者都会附带一个简短的“工程师笔记”或“陷阱警示”模块。这些小贴士非常贴合实际操作中的痛点，往往能帮我们避免因为一个微小的设置失误而导致整个系统宕机。这感觉就像身边随时有一位经验丰富的技术专家在为你实时提供指导，指引你避开那些隐藏的“雷区”，使得学习过程更加高效和安全。

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说实话，我当初购买这本书是抱着试一试的心态，毕竟市面上关于特定品牌工业网络设备的深度应用指南不算多见，很多都是泛泛而谈的概述。然而，阅读了前几章后，我发现作者在讲解协议栈和不同网络拓扑结构时，所采用的类比和实际案例的结合方式非常巧妙。例如，在描述冗余环网的建立和数据包的转发机制时，作者没有仅仅停留在理论层面，而是引用了几个真实工厂中发生的网络中断场景，然后一步步推导出不同配置策略的优劣。这种“问题导向”的讲解模式，极大地降低了理解复杂概念的门槛。我个人感觉，这本书的价值点在于它不仅仅是“教你怎么做”，更重要的是“告诉你为什么这么做”，这种对底层逻辑的剖析，远胜于那些只提供截图和命令堆砌的资料。

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