電工與工業電子學/21世紀高等職業技術教育電子電工類規劃教材 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

編輯推薦

　　《21世紀高等職業技術教育電子電工類規劃教材：電工與工業電子學》是依據1999年8月教育部高教司製定的《高職高專教育基礎課程教學基本要求》和《高職高專教育專業人纔培養目標及規格》的精神，參照陝西省職業技術教育學會電子電工教學委員會組織討論並確定的高等職業院校電子電工類專業“電工與工業電子學”教學大綱編寫的，供高等職業院校非電專業使用。此教材本著麵嚮應用、麵嚮發展的原則，本著培養學生在實踐工作中觀察問題和獨立分析、解決問題的綜閤能力的目的，根據新大綱的要求，注意拓寬學生的知識麵，盡量減少數學推導，降低理論深度；在新技術的發展如集成電路、可編程序控製器等方麵適當增加瞭學時。

內容簡介

　　《21世紀高等職業技術教育電子電工類規劃教材：電工與工業電子學》分為兩篇，第一篇電工學部分共有六章：直流電路、正弦交流電路、磁路和變壓器、交流電動機、繼電-接觸器控製與可編程控製、工廠供電與安全用電；第二篇工業電子學部分共有五章：半導體二極管和整流濾波電路、半導體三極管及基本放大電路、直接耦閤放大電路和集成運算放大器、晶閘管及其應用、數字電路基礎。

目錄

第一篇 電工學
第1章 直流電路
1.1 電路的組成及基本物理量
1.2 歐姆定律、綫性電阻、非綫性電阻
1.3 電路的連接
1.4 電氣設備的額定值、電路的幾種狀態
1.5 電壓源、電流源及其等效變換
1.6 基爾霍夫定律及其應用
1.7 電路中電位的計算
1.8 戴維南定律
本章小結
思考題與習題
第2章 正弦交流電路
2.1 正弦交流電的基本概念
2.2 同頻率正弦量的相加和相減
2.3 交流電路中的電阻、電容與電感
2.4 電阻、電感的串聯電路
2.5 電阻、電感、電容串聯電路及串聯諧振
2.6 感性負載和電容器的並聯電路——功率因數的補償
2.7 三相交流電路
2.8 三相負載的連接
本章小結
思考題與習題
第3章 磁路和變壓器
3.1 磁場的基本物理量
3.2 鐵磁材料的磁性能
3.3 磁路和磁路歐姆定律
3.4 變壓器
3.5 其它變壓器
本章小結
思考題與習題
第4章 交流電動機
4.1 三相異步電動機的構造
4.2 三相異步電動機的基本原理
4.3 異步電動機的電磁轉矩與機械特性
4.4 三相異步電動機的起動、調速和製動
4.5 三相異步電動機的銘牌和選擇
4.6 其它用途的電動機
本章小結
思考題與習題
第5章 繼電－接觸器控製與可編程控製
5.1 常用低壓電器
5.2 三相籠型異步電動機直接起動控製電路
5.3 三相籠型異步電動機的降壓起動和製動控製
5.4 普通車床的控製電路
5.5 可編程控製
本章小結
思考題與習題
第6章 工廠供電與安全用電
6.1 電力係統的基本知識
6.2 工廠供電概述
6.3 觸電
6.4 安全用電
6.5 節約用電
本章小結
思考題與習題

第二篇 工業電子學
第7章 半導體二極管與整流濾波電路
7.1 半導體的基本知識
7.2 PN結及其特性
7.3 半導體二極管
7.4 特殊二極管
7.5 整流電路
7.6 濾波電路
7.7 矽穩壓管穩壓電路
本章小結
思考題與習題
第8章 半導體三極管及基本放大電路
8.1 半導體三極管
8.2 放大電路的組成和基本工作原理
8.3 放大電路的基本分析方法（一）－工程估算法
8.4 放大電路的基本分析方法（二）－圖解法
8.5 工作點穩定的放大電路
8.6 射極輸齣器
8.7 多級放大電路
8.8 功率放大器
本章小結
思考題與習題
第9章 直接耦閤放大電路和集成運算放大器
9.1 直接耦閤放大電路
9.2 集成電路基本知識
9.3 集成運算放大器的結構和指標
9.4 集成運放的應用基礎
9.5 集成運放在信號運算方麵的應用
9.6 信號轉換電路
9.7 集成運放的非綫性應用——電壓比較器
9.8 專用集成電路
本章小結
思考題與習題
第10章 晶閘管及其應用
10.1 晶閘管的結構和工作原理
10.2 單相可控整流電路
10.3 晶閘管的觸發電路
10.4 晶閘管的保護
10.5 雙嚮晶閘管簡介
10.6 晶閘管應用實例
本章小結
思考題與習題
第11章 數字電路基礎
11.1 數製與編碼
11.2 基本邏輯門電路
11.3 基本邏輯及應用
11.4 集成邏輯門電路
11.5 集成觸發器
11.6 計數器
本章小結
思考題與習題
附錄
參考文獻

現代工業自動化與控製技術 內容概述 本書旨在為讀者提供現代工業自動化與控製技術領域的全麵知識體係，涵蓋從基礎原理到實際應用的關鍵概念和技術。通過深入淺齣的講解和豐富的案例分析，本書幫助讀者理解工業生産過程中自動化和控製係統的工作原理、設計方法和實施要點，從而為他們在智能製造、工業物聯網等前沿領域的發展奠定堅實基礎。 第一部分：工業自動化基礎 第一章：工業自動化的發展曆程與趨勢 1.1 工業革命與自動化萌芽： 迴溯工業自動化從早期機械化到電氣化、再到信息化的演進過程，理解其發展的驅動力與裏程碑事件。 1.2 現代工業自動化的內涵與範疇： 闡述自動化在現代工業生産中的核心作用，包括提高效率、保障安全、優化質量、降低成本等方麵。 1.3 工業4.0與智能製造： 深入探討工業4.0的核心理念，如互聯互通、信息物理係統（CPS）、大數據分析、人工智能等，以及它們如何重塑製造業的麵貌。 1.4 工業物聯網（IIoT）在自動化中的應用： 分析IIoT如何通過傳感器、網絡通信和雲平颱實現設備間的互聯互通，實現數據的采集、傳輸、分析與決策。 1.5 未來自動化技術發展方嚮： 展望人工智能、機器學習、機器人技術、數字孿生等前沿技術在工業自動化領域的應用前景。 第二章：工業控製係統的基本組成與原理 2.1 控製係統的定義與分類： 介紹控製係統的基本概念，如輸入、輸齣、控製器、被控對象等，並根據不同標準進行分類（如開環與閉環、連續與離散）。 2.2 傳感器與變送器的作用與選型： 詳細介紹各類工業傳感器（如溫度、壓力、流量、液位、位移、力、視覺傳感器等）的工作原理、技術特性和選型原則。 2.3 執行器的類型與工作原理： 闡述執行器（如電動機、液壓缸、氣動元件、閥門等）在將控製信號轉化為物理動作中的關鍵作用，並分析其不同類型及其優缺點。 2.4 控製器的功能與選擇： 介紹通用控製器（如PLC、DCS）和專用控製器（如PID控製器）的功能，並指導讀者如何根據具體應用場景選擇閤適的控製器。 2.5 信號處理與通信技術： 探討信號的采集、調理、轉換（A/D、D/A）以及工業通信協議（如Modbus, Profibus, EtherNet/IP等）在係統中的應用。 第二部分：可編程邏輯控製器（PLC）及其應用 第三章：PLC的硬件結構與基本指令 3.1 PLC的概述與發展： 介紹PLC的起源、發展以及其在工業自動化中的重要地位。 3.2 PLC的硬件組成： 詳細解析CPU模塊、輸入模塊、輸齣模塊、電源模塊、通信模塊等核心硬件組件的功能與特點。 3.3 PLC的指令係統： 介紹梯形圖、指令錶、步進梯形圖、功能塊圖等編程語言，重點講解常用的基本邏輯指令、定時器、計數器、移位指令、比較指令等。 3.4 PLC的輸入/輸齣（I/O）配置： 講解如何根據現場設備的需求進行PLC的I/O點配置，包括數字量I/O和模擬量I/O。 3.5 PLC的通信接口與網絡： 介紹PLC常用的通信接口（如RS-232, RS-485）以及RS-485、Ethernet等工業網絡在PLC通信中的應用。 第四章：PLC的編程應用與實踐 4.1 順序控製程序設計： 講解如何設計滿足生産流程邏輯的順序控製程序，包括使用步進梯形圖和狀態機方法。 4.2 伺服與步進電機控製： 介紹PLC如何通過脈衝輸齣（PTO）或脈衝串（PWM）指令控製伺服電機和步進電機，實現精確的位置、速度和力矩控製。 4.3 PID控製算法在PLC中的實現： 詳細講解PID控製器的原理，以及如何在PLC中通過編程實現PID運算，用於溫度、壓力等連續變量的精確控製。 4.4 模擬量信號處理與控製： 介紹如何使用PLC對模擬量信號進行采集、處理和輸齣，實現對連續變量的精確調節。 4.5 PLC係統的故障診斷與排除： 講解常用的PLC故障診斷方法，如在綫監控、報警分析、硬件檢查等，並提供實際故障排除案例。 第三部分：分布式控製係統（DCS）與監控係統 第五章：DCS的係統架構與功能 5.1 DCS的概述與特點： 介紹DCS的概念，其相對於PLC的優勢（如集中管理、分布式控製、高可靠性）以及適用場景。 5.2 DCS的係統結構： 詳細解析DCS的控製站、操作站、工程師站、通信網絡、數據庫等核心組成部分。 5.3 DCS的功能模塊： 闡述DCS的主要功能，包括過程控製、順序控製、報警管理、曆史數據記錄、報錶生成、操作員界麵等。 5.4 DCS的可靠性與冗餘設計： 講解DCS為保證係統連續運行而采用的各種冗餘技術，如控製器冗餘、網絡冗餘、電源冗餘等。 5.5 DCS在大型工業過程中的應用： 分析DCS在石油化工、電力、冶金、製藥等行業的典型應用案例。 第六章：數據采集與監控係統（SCADA） 6.1 SCADA係統的概念與功能： 介紹SCADA係統在遠距離監控和數據采集中的作用，以及其與DCS的區彆與聯係。 6.2 SCADA係統的體係結構： 解析SCADA係統的組成，包括現場設備、通信網絡、主站係統（服務器、操作員界麵）等。 6.3 SCADA係統的數據采集與處理： 講解SCADA係統如何通過各種通信方式采集現場數據，並進行實時處理、存儲和可視化。 6.4 SCADA係統的報警與事件管理： 闡述SCADA係統如何設置報警條件，實時監測設備狀態，並通過聲光、消息等方式嚮操作員發齣警報。 6.5 SCADA係統的可視化界麵設計： 介紹SCADA係統操作員界麵的設計原則，包括屏幕布局、圖錶選擇、儀錶顯示等，以提高操作效率和直觀性。 6.6 SCADA係統在水務、電力、交通等領域的應用： 展示SCADA係統在不同行業的具體應用場景和技術實現。 第四部分：工業現場總綫與網絡技術 第七章：工業現場總綫技術 7.1 現場總綫的定義與重要性： 解釋現場總綫如何取代傳統的點對點布綫，實現現場設備與控製器的數字化、智能化通信。 7.2 常見的工業現場總綫標準： 詳細介紹Profibus, Modbus, CANopen, DeviceNet, Foundation Fieldbus等主流工業現場總綫的技術特點、通信方式、拓撲結構和應用領域。 7.3 現場總綫選型原則： 指導讀者根據應用需求（如數據傳輸速率、實時性要求、可靠性、成本等）選擇閤適的現場總綫。 7.4 現場總綫在自動化係統中的集成： 講解如何將不同品牌的現場總綫設備集成到統一的自動化係統中。 7.5 現場總綫技術的未來發展： 探討實時以太網等新型現場總綫技術的發展趨勢。 第八章：工業以太網與工業無綫通信 8.1 工業以太網的優勢與挑戰： 分析以太網技術在工業環境中的應用，包括其高帶寬、靈活性和標準化優勢，以及在實時性、可靠性方麵麵臨的挑戰。 8.2 工業以太網協議詳解： 重點介紹EtherNet/IP, Profinet, EtherCAT等主流工業以太網協議的工作原理、通信機製和應用特點。 8.3 工業無綫通信技術： 探討Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LoRa等無綫技術在工業環境中的應用，以及其在移動性、布綫簡化方麵的優勢。 8.4 工業網絡安全： 強調工業網絡安全的重要性，介紹常見的網絡安全威脅和防護措施，如防火牆、VPN、加密等。 8.5 工業通信的融閤與發展： 展望工業通信技術嚮更高集成度、更高實時性、更高安全性的方嚮發展。 第五部分：高級工業控製與應用 第九章：運動控製係統 9.1 運動控製係統的基本概念： 介紹運動控製係統在精確、快速、柔性化生産中的關鍵作用。 9.2 伺服驅動與伺服電機： 詳細講解伺服驅動器和伺服電機的工作原理、結構、性能指標以及選型要點。 9.3 步進電機與步進驅動器： 介紹步進電機的特點、驅動方式以及其在成本敏感型應用中的優勢。 9.4 運動控製器與PLC的集成： 講解運動控製器如何與PLC協同工作，實現復雜的運動軌跡規劃和控製。 9.5 機器人運動學與動力學基礎： 引入機器人學的基本概念，為理解和控製機器人手臂提供理論基礎。 9.6 運動控製在包裝、印刷、機床等領域的應用： 展示運動控製技術在各個行業的具體應用案例。 第十章：人機界麵（HMI）與組態軟件 10.1 HMI的作用與分類： 介紹HMI作為人與自動化係統之間交互界麵的重要性，並根據功能和形式進行分類。 10.2 HMI的設計原則： 講解如何設計用戶友好、信息清晰、操作便捷的HMI界麵。 10.3 常見的HMI硬件與軟件： 介紹國內外主流的HMI觸摸屏品牌及相應的組態軟件（如WinCC, MCGS, Kingview等）。 10.4 HMI的組態開發過程： 演示如何使用組態軟件創建畫麵、配置控件、連接設備、編寫腳本等。 10.5 HMI在監控、報警、數據管理中的應用： 闡述HMI如何集成監控畫麵、報警信息、曆史數據查詢等功能。 10.6 HMI與MES/ERP係統的集成： 探討HMI如何與更高級彆的製造執行係統（MES）和企業資源計劃（ERP）係統進行數據交換。 第十一章：工業機器人與自動化生産綫 11.1 工業機器人的類型與組成： 介紹不同類型的工業機器人（如關節型、SCARA型、Delta型等）及其機械結構、驅動係統、控製器和末端執行器。 11.2 機器人編程與操作： 講解工業機器人的離綫編程與在綫示教，以及基本的操作指令和安全注意事項。 11.3 機器人與自動化生産綫的集成： 探討機器人如何集成到整體自動化生産綫中，實現搬運、裝配、焊接、檢測等任務。 11.4 柔性製造與智能工廠： 展望工業機器人如何推動柔性製造和智能工廠的發展，實現生産的高度自動化和智能化。 11.5 機器人與視覺係統的結閤： 介紹機器視覺係統在機器人引導、識彆、抓取等方麵的應用。 第十二章：工業過程的優化與智能化 12.1 過程控製的數學模型： 介紹建立工業過程數學模型的重要性，以及常用的建模方法（如係統辨識）。 12.2 高級控製策略： 探討模型預測控製（MPC）、自適應控製、模糊控製、神經網絡控製等高級控製策略在復雜係統中的應用。 12.3 製造執行係統（MES）： 闡述MES在生産計劃、調度、物料跟蹤、質量管理、設備管理等方麵的作用。 12.4 工業大數據與分析： 介紹如何收集、存儲、處理和分析工業生産過程中的海量數據，從中提取有價值的信息，用於優化決策。 12.5 人工智能在工業自動化中的應用： 展望機器學習、深度學習等AI技術在故障預測、能耗優化、質量檢測、生産排程等方麵的應用。 結語 本書力求為讀者提供一個關於現代工業自動化與控製技術的完整圖景，涵蓋瞭從基礎理論到前沿技術的各個方麵。通過理論學習與實踐指導的結閤，我們希望本書能激發讀者對這一充滿活力的領域的興趣，並為其在未來的職業生涯中提供有力的支持。掌握這些知識和技能，將有助於讀者在快速發展的工業自動化領域中抓住機遇，成為一名優秀的專業技術人纔。