应用电子技术实训教程/新世纪高职高专教育机电类教学改革规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

　　《应用电子技术实训教程/新世纪高职高专教育机电类教学改革规划教材》共分7章。第1章主要介绍常用电子仪器仪表的使用方法。通过这一章的学习，可以初步了解电子仪器仪表的基本知识和使用方法，有利于提高对常用电子仪表的正确使用能力。第2章围绕常用电子元器件的基本知识展开，通过本章的学习，可以使学生掌握常用元器件的正确识别方法，提高学生独立完成各项实训的能力。第3章简单介绍了电子电路的制作工艺和调试技术。第4章～第6章给出了围绕放大电路、直流电源及数字逻辑电路的基本实训项目，供教师和学生课内实训时选用。第7章给出了应用电子技术综合实训项目，可供学生作课程设计选用。每个实训项目都包括实训目的、本次实训的相关知识、实训接线图和实训内容等，使用方便。

内页插图

目录

前言
绪论 应用电子技术实训的基本要求
第1章 常用电子仪器仪表的使用
第2章 常用电子元器件的识别与测试
第3章 电子电路的制作工艺与调试
第4章 放大电路基本实训
第5章 直流电源基本实训
第6章 数字逻辑电路基本实训
第7章 应用电子技术综合设计实训
参考文献

前言/序言

　　本教材的内容是结合高职教育的特色和培养目标，经过反复研究而精心选定的。本书可供电类专业和相关专业模拟和数字电子技术课程作为实训教材使用，也可供有关技术人员参考。
　　本教材以培养应用型人才为目标，以强化基础、突出能力、注重实用为原则，在学生掌握电子技术基本知识的基础上，强化操作技能和综合能力的培养。通过学习和实训，使学生具有识图的能力；具有正确选择和检测常用电子元器件的能力；具有正确使用常用电子仪器仪表的能力；具有电路的制作安装能力；具有电路功能检测和排除故障的能力。全书共分7章，前3章主要介绍了电子仪器仪表的使用、常用电子元器件的测试及电子电路的制作工艺和调试技术；后4章给出了应用电子技术的基本实训项目和综合实训项目，供教师和学生在课内实训时选用。考虑到课程的基础性和应用性，本教材将重点放在模拟和数字电子技术的基本知识和基本技能的训练上，突出动手能力的培养，并保证金书具有一定的深度。
　　本教材的编写特点是：
　　1.内容较为齐全，适用面宽，通用性强。
　　2.以高职高专教育为主线，侧重于培养学生的多种能力，使其综合素质得到提高。
　　3.书中对实训目的、步骤、仪器设备、分析讨论、注意事项等有较详细的叙述，以期开拓学生的思路，培养学生的独立思维和创新精神。
　　本教材由深圳职业技术学院白广新、吴锋、徐爱华和郝英明几位老师编写，其中吴锋编写第1章和第3章，郝英明编写第4章和第5章，徐爱华编写第6章，白广新编写第2章和第7章并负责全书的统稿工作。
　　由于时间紧迫和编者水平有限，书中难免存在一些问题，衷心希望读者批评指正。

《工业自动化与控制系统基础》 内容简介 本书系统地阐述了工业自动化与控制系统的基本原理、关键技术及实际应用。内容涵盖了传感器技术、执行器技术、PLC（可编程逻辑控制器）原理与应用、组态软件技术、变频器技术、伺服系统技术以及工业通信技术等核心领域，旨在为读者构建一个全面而深入的工业自动化知识体系。全书理论与实践相结合，力求使读者掌握工业自动化系统的设计、调试、运行与维护的基本技能，为从事相关领域的学习、研发与工程实践打下坚实基础。 第一章 工业自动化的发展与趋势 本章首先追溯了工业自动化的发展历程，从早期简单的机械自动化到电气自动化，再到如今以信息技术为核心的智能自动化。我们将探讨自动化在不同工业领域（如制造业、能源、交通、建筑等）的应用现状，分析其带来的显著效益，包括提高生产效率、优化产品质量、降低生产成本、改善工作环境、提升安全性等。 接着，本章将深入探讨当前工业自动化的前沿趋势，重点关注物联网（IoT）、大数据、人工智能（AI）、云计算、边缘计算以及数字孪生等新兴技术在工业自动化中的融合应用。我们将分析这些技术如何推动工业自动化向更智能化、柔性化、网络化和个性化的方向发展。例如，物联网技术如何实现设备间的互联互通，实现数据的实时采集与分析；大数据技术如何挖掘海量数据中的价值，为生产优化提供决策支持；人工智能技术如何赋予设备自主学习和决策能力，实现预测性维护和智能调度；云计算和边缘计算如何提供强大的计算与存储能力，支持分布式控制与协同工作。最后，本章将展望未来工业自动化发展面临的挑战与机遇，如网络安全、人才培养、技术标准等，并提出应对策略，为读者描绘工业自动化未来的发展蓝图。 第二章 传感器技术基础 传感器是工业自动化系统的“眼睛”和“触角”，负责将物理世界的各种信息（如温度、压力、流量、位移、光、声音等）转化为电信号，以便控制系统进行处理。本章将系统介绍各类常用工业传感器的基本原理、结构特点、性能指标和选择依据。 我们将从传感器的基本分类入手，如按工作原理分类（电阻式、电容式、电感式、压电式、磁阻式、光学式、声学式等）、按测量参数分类（温度传感器、压力传感器、流量传感器、位移传感器、液位传感器、力传感器、气体传感器、光电传感器、声波传感器等）以及按输出信号分类（模拟量传感器、数字量传感器）。 针对每类传感器，我们将详细讲解其工作原理，例如，在电阻式传感器部分，我们将介绍应变片式传感器的电阻变化原理，以及如何利用惠斯通电桥进行测量；在电容式传感器部分，我们将解析电容量随介电常数或极板间距变化而改变的原理；在电感式传感器部分，我们将讲解磁芯位移或电感线圈耦合变化的工作机制。 此外，本章还将重点阐述传感器的关键性能指标，包括测量范围、精度、分辨率、线性度、迟滞、重复性、响应时间、稳定性、功耗等，并解释这些指标对传感器在实际应用中的重要性。最后，我们将提供传感器选型的一般原则和方法，指导读者根据具体的测量需求、工作环境、精度要求以及成本等因素，选择合适的传感器。 第三章 执行器技术基础 执行器是工业自动化系统的“手臂”，负责将控制系统的指令转化为对被控对象的实际操作，实现对生产过程的控制。本章将详细介绍各种工业执行器的基本原理、类型、特点、选型原则及应用。 我们将重点介绍以下几类执行器： 电机类执行器： 包括直流电机、交流电机（感应电机、同步电机）、步进电机和伺服电机。我们将解析它们的结构、工作原理，并介绍其在不同应用场景下的优缺点。特别是伺服系统，我们将进一步探讨其高精度、高动态响应的特性。 气动执行器： 包括气缸（单作用、双作用）、气动马达、气动阀门等。我们将介绍气动系统的组成、工作原理、气动元件的特点，以及其在快速、可靠、经济性要求高的场合的应用。 液压执行器： 包括液压缸、液压马达、液压阀等。我们将讲解液压系统的高压力、高功率密度、平稳运动等特点，以及其在重载、高精度控制场合的应用。 电磁类执行器： 如电磁阀、电磁继电器、电磁铁等。我们将阐述其利用电磁力实现开关或调节功能的原理。 其他执行器： 如加热器、制冷器、报警器等。 在本章中，我们还将深入探讨执行器的控制方式，包括开关量控制、模拟量控制、位置控制、速度控制和力矩控制等。最后，我们将强调执行器的选型原则，综合考虑负载特性、控制精度、响应速度、工作环境、电源供应、可靠性及成本等因素，指导读者做出合理选择。 第四章 可编程逻辑控制器（PLC）原理与应用 PLC是现代工业自动化的核心控制器，广泛应用于各种自动化生产线上。本章将系统地介绍PLC的基本结构、工作原理、编程方法以及在实际工程中的应用。 我们将从PLC的硬件组成入手，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）接口模块、通信模块、电源模块等，并阐述各模块的功能。我们将解析PLC的工作流程，即扫描周期（读输入、执行程序、写输出、诊断），以及其处理指令的特点。 在编程方面，本章将重点介绍IEC 61131-3国际标准定义的五种编程语言：梯形图（LD）、指令表（IL）、结构化文本（ST）、功能块图（FBD）和顺序功能图（SFC）。我们将通过大量的实例，深入讲解各种编程语言的语法、结构和应用场景，特别是梯形图，作为一种直观易懂的语言，我们将给予重点讲解。 我们将介绍PLC的常用指令，包括逻辑指令（AND, OR, NOT）、定时器指令（TON, TOF, TP）、计数器指令（CTU, CTD）、比较指令、数据传送指令、数学运算指令、位操作指令等。 在应用部分，本章将展示PLC在各种典型工业控制场景中的实际应用，如： 顺序控制： 用于实现按预定顺序完成的动作，如生产线的启停、物料搬运等。 逻辑控制： 用于实现“与”、“或”、“非”等逻辑运算，如安全联锁、状态判断等。 定时与计数控制： 用于实现延时、周期性工作、计数累加等功能。 模拟量控制： 通过PLC的模拟量输入/输出模块，实现对温度、压力、流量等连续变化的参数进行检测和调节。 本章还将介绍PLC的通信能力，包括串行通信（RS-232, RS-485）和以太网通信，以及如何通过这些接口与其他设备（如HMI、上位机、其他PLC）进行数据交换。 第五章 组态软件与人机界面（HMI）技术 组态软件是连接PLC等底层控制设备与操作人员之间的桥梁，它提供了一个可视化的平台，用于设计、开发和运行监控系统。人机界面（HMI）则是操作人员与自动化系统进行交互的窗口。本章将详细介绍组态软件的工作原理、主要功能以及HMI的设计与应用。 我们将讲解组态软件的核心概念，如画面组态、变量管理、设备通信、报警管理、历史数据记录、报表生成、脚本编程等。我们将以某主流的组态软件为例，演示如何进行工程项目的创建、PLC设备的连接、图形对象的绘制与配置、变量的绑定、报警条件的设置、数据曲线的绘制以及用户界面的设计。 在HMI设计方面，本章将强调用户界面的友好性、直观性和易用性。我们将讨论如何根据操作人员的需求，设计合理的画面布局，选择合适的图形元素，设置清晰的指示灯和操作按钮，以及如何有效地呈现生产过程中的关键信息（如设备状态、工艺参数、报警信息等）。 此外，本章还将介绍HMI的常见类型，如文本显示器（TD）、触摸屏（TP/HMI）、工控机等，并分析它们的特点与适用范围。我们将探讨HMI与PLC之间的数据通信方式，以及如何实现远程监控和操作。 第六章 变频器技术与应用 变频器是交流电机调速的关键设备，它能够根据负载需求，灵活地调节电机的输出频率和电压，从而实现对电机转速的精确控制，达到节能、提高工艺水平的目的。本章将系统介绍变频器的基本原理、分类、选型、安装调试及应用。 我们将从变频器的基本工作原理入手，解析其整流、滤波、逆变、控制等四个主要功能单元的工作过程。我们将解释变频器如何通过改变输出电压和频率，实现对交流电机转速的平滑调节。 本章将介绍不同类型的变频器，如电压源型变频器（VSI）和电流源型变频器（CSI），以及它们在结构和性能上的差异。我们还将讨论变频器的控制方式，如V/f控制、矢量控制（无PG矢量控制、有PG矢量控制）和转矩控制，并分析它们各自的适用场合。 在选型方面，我们将指导读者如何根据电机的功率、额定电压、额定频率、启动转矩、负载特性（如恒转矩负载、恒功率负载、风机水泵类负载）以及工作环境等因素，正确选择变频器的规格型号。 安装调试部分，我们将重点介绍变频器的安装注意事项，如电源接线、电机接线、控制信号接线、接地要求等，以及常见的调试项目，如参数设置（电机参数、载波频率、启动模式、保护参数等）、运行测试和故障排除。 最后，本章将列举变频器在各种工业场景中的典型应用，如： 风机水泵类负载： 实现节能降耗，减少噪音和机械磨损。 输送带类负载： 实现速度的平稳调节，提高生产效率。 起重机、卷扬机类负载： 实现精确的位置和速度控制。 机床类负载： 实现主轴和进给轴的精确调速。 第七章 伺服系统技术与应用 伺服系统是实现高精度、高动态响应运动控制的关键技术，广泛应用于机器人、自动化生产线、数控机床等领域。本章将深入探讨伺服系统的组成、工作原理、控制模式、选型与应用。 我们将解析伺服系统的核心组成部分，包括伺服驱动器（伺服放大器）和伺服电机。我们将详细介绍伺服电机的类型，如交流伺服电机（同步、异步）、直流伺服电机，以及它们的结构特点和优势。 本章将重点讲解伺服系统的基本工作原理，包括位置环、速度环和电流环的反馈与控制。我们将分析闭环控制系统如何通过实时监测输出量（如位置、速度）并与设定值进行比较，从而不断调整控制信号，实现对运动的精确控制。 我们将介绍伺服系统的各种控制模式，如位置模式、速度模式和力矩模式，并说明在不同应用场景下应选择哪种控制模式。例如，在需要精确到达某个位置的应用中，应选择位置模式；在需要精确控制运动速度的应用中，应选择速度模式；在需要精确控制施加的力或转矩的应用中，应选择力矩模式。 在选型方面，我们将指导读者如何根据负载的惯量、转速要求、精度要求、响应速度、安装空间等因素，选择合适的伺服电机和伺服驱动器。 应用部分，我们将通过具体案例，展示伺服系统在机器人手臂的运动控制、数控机床的刀具定位、自动化包装线的精确运动、电子产品的精密装配等方面的应用，突出其在实现高精度、高效率、高柔性化生产中的重要作用。 第八章 工业通信技术 工业通信技术是实现自动化系统中各设备之间信息传递和协同工作的关键。本章将介绍当前主流的工业通信协议和网络，包括现场总线、工业以太网以及无线通信技术。 我们将首先介绍现场总线技术，如PROFIBUS、CAN bus、DeviceNet、CC-Link等。我们将分析现场总线相较于传统模拟信号传输的优势，如抗干扰能力强、布线简单、数据传输速率高、易于扩展和维护等。我们将讲解不同现场总线的特点、拓扑结构、通信速率、通信方式（如主从通信、令牌传递、轮询等）及其典型应用领域。 接着，本章将重点介绍工业以太网技术，如Ethernet/IP、PROFINET、EtherCAT、Modbus TCP等。我们将分析工业以太网如何将标准的以太网技术应用于工业自动化领域，并讨论其在实时性、确定性、带宽以及与IT网络的融合方面的特点。我们将介绍不同工业以太网协议的通信机制、优势以及在不同行业中的应用。 此外，本章还将涉及工业无线通信技术，如Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee以及蜂窝网络（4G/5G）在工业环境中的应用。我们将讨论工业无线通信的优势，如简化布线、提高灵活性、支持移动设备连接等，以及其面临的挑战，如稳定性、安全性、实时性等。 最后，本章将探讨工业通信的未来发展趋势，如 TSN（时间敏感网络）技术在工业以太网中的应用，以及物联网（IoT）与工业通信的深度融合，为读者提供对工业通信技术发展方向的洞察。 结论 本书力求通过系统性的理论讲解和丰富的实例应用，帮助读者掌握工业自动化与控制系统的核心知识与技术。从基础的传感器、执行器，到核心的PLC、组态软件，再到关键的变频器、伺服系统和工业通信，本书为读者提供了一个循序渐进的学习路径。通过对本书的学习，读者将能够更好地理解和应用工业自动化技术，为应对现代工业生产的挑战，推动智能化、高效化生产的发展做出贡献。