机电设备控制技术 江静 9787118080100 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名：机电设备控制技术

定价：39.00元

作者：江静

出版社：国防工业出版社

出版日期：2012-06-01

ISBN：9787118080100

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.622kg

编辑推荐

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内容提要

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　　《普通高等教育“十二五”规划教材：机电设备控制技术》共分6章。内容包括液压与气压传动系统、常用低压电器、基本电气控制线路、典型机电设备的电气控制系统、机电设备的分类及应用、机电设备控制线路的设计。
　　全书内容注重理论联系实际，侧重于实际应用，图文并茂，采用*国家标准。书中加强实践技能和综合能力的培养，使学生尽快掌握机电设备控制技术的基本理论知识和安装、调试与维修的基本技能；对控制线路分析全面，便于自学；每章都附有习题与习题解答，可供学生课后参考与练习。
　　本书可作为高等院校机电类以及相近专业的教材，适用于高等院校机械制造及其自动化专业、电气工程及其自动化专业、数控加工专业、模具设计与制造等专业的本科生，也可作为电气控制线路设计、运行、维修的技术人员岗位技能培训的培训教材，还可作为从事机电设备制造、加工等专业工程技术人员的参考用书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《现代工业自动化系统设计与应用》 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代工业自动化系统设计与应用指南，内容涵盖了自动化技术的最新发展趋势、核心理论、关键技术以及实际工程案例。本书力求通过系统性的阐述和详实的案例分析，帮助读者理解工业自动化系统的构建原理、设计流程、实施方法以及维护策略，从而提升读者在自动化领域的设计、开发和应用能力。 第一章 工业自动化的发展历程与未来趋势 本章将首先回顾工业自动化的发展脉络，从早期简单的机械自动化，到PLC（可编程逻辑控制器）的出现，再到DCS（分布式控制系统）和SCADA（数据采集与监控系统）的广泛应用，直至当前以物联网（IoT）、人工智能（AI）、大数据和云计算为核心的新一代工业自动化技术。我们将深入探讨这些技术如何相互融合，共同推动制造业向智能化、柔性化、绿色化方向发展。 早期自动化： 机械化与电气化是基础，旨在替代重复性、危险性的人工劳动。 PLC时代： 逻辑控制的革命，使得离散制造的自动化程度大幅提升，灵活性和可编程性成为亮点。 DCS与SCADA： 过程控制领域的巨头，实现对复杂生产过程的集中监控与管理，提高生产效率和稳定性。 网络化与信息化： MES（制造执行系统）、ERP（企业资源计划）等系统的引入，打通了生产现场与企业管理的信息流。 新一代工业自动化： 工业物联网（IIoT）： 传感器、控制器、设备之间的互联互通，实现数据的实时采集与交换，为智能化决策奠定基础。 人工智能（AI）与机器学习： 在预测性维护、质量检测、工艺优化、机器人自主决策等方面的应用，赋予自动化系统“思考”和“学习”的能力。 大数据分析： 对海量生产数据进行挖掘，发现隐藏的规律，优化生产流程，提升运营效益。 云计算与边缘计算： 提供强大的计算能力和数据存储支持，同时通过边缘计算实现低延迟的实时控制。 数字孪生（Digital Twin）： 虚拟复制物理实体，实现实时监控、仿真分析、优化预测，为决策提供全方位支持。 工业机器人与协作机器人： 更加智能、灵活、安全的机器人技术，能够与人类协同工作，适应多品种、小批量的生产需求。 网络安全： 随着系统互联互通程度的提高，网络安全成为工业自动化领域不可忽视的重要课题。 本章的讨论将为读者树立对工业自动化宏观图景的认知，并为后续章节的具体技术讲解打下基础。 第二章 工业自动化系统的基本构成要素 本章将详细介绍构成一个完整工业自动化系统的关键组成部分，并阐述它们之间的相互关系与协作原理。 传感器与仪表： 自动化系统的“眼睛”和“触角”，负责将物理世界的各种参数（如温度、压力、流量、位置、速度、光照、气体浓度等）转化为电信号。我们将介绍不同类型传感器的原理、选型依据、安装要点及常见问题。 执行器： 自动化系统的“手”和“脚”，接收来自控制器的指令，并将电信号转化为实际的机械动作或物理变化，如电机、阀门、执行机构、加热器、制冷器等。我们将探讨执行器的分类、工作原理、选型标准以及驱动方式。 控制器： 自动化系统的“大脑”，负责接收传感器信号，根据预设的控制算法进行逻辑判断和运算，并发出指令给执行器。 可编程逻辑控制器（PLC）： 适用于离散控制、顺序控制和简单模拟量控制，其编程语言（如梯形图、指令表、结构化文本等）的特点与应用场景。 分布式控制系统（DCS）： 适用于复杂连续过程控制，强调系统的集成化、分散化和网络化，以及其在大型化工厂中的优势。 单板机（SBC）与嵌入式系统： 在特定应用场景下，具备高度集成和低成本优势。 工业PC（IPC）： 兼具PC的开放性和工业级的可靠性，常用于复杂的 HMI（人机界面）或高级控制应用。 人机界面（HMI）： 自动化系统的“沟通窗口”，允许操作人员与自动化系统进行交互，如显示系统运行状态、设置参数、接收报警信息、进行操作等。我们将介绍触摸屏、工控机、SCADA界面的设计原则与功能。 通信网络： 连接系统中各个组件的“神经系统”，实现数据的高效、可靠传输。 工业以太网： 如Ethernet/IP, PROFINET, EtherCAT等，具有高带宽、低延迟的特点。 现场总线： 如PROFIBUS, Modbus, CANopen等，在特定领域有广泛应用。 无线通信技术： 如Wi-Fi, LoRa, NB-IoT等，在移动应用或难以布线的场景下提供解决方案。 上位机软件： 用于对自动化系统进行监控、管理、数据分析和报表生成的软件系统，包括SCADA软件、MES软件、MES软件等。 第三章 工业自动化系统的设计原则与流程 本章将系统性地阐述工业自动化系统的设计思路、方法论和具体流程，帮助读者掌握从需求分析到系统交付的全过程。 需求分析与方案设计： 明确控制目标： 准确理解客户的工艺需求、生产目标和性能指标。 系统架构设计： 根据需求选择合适的控制系统类型（PLC、DCS等）、网络拓扑和通信协议。 设备选型： 根据工艺要求、精度、可靠性、环境适应性等因素，选择合适的传感器、执行器和控制器。 功能分配： 合理分配不同模块的功能，考虑系统的模块化和可扩展性。 冗余与容错设计： 针对关键系统，设计冗余备份，确保系统的持续运行能力。 安全设计： 考虑过程安全、人员安全和信息安全。 控制策略与算法设计： 顺序控制： 基于时间或事件的逻辑流程设计。 比例-积分-微分（PID）控制： 经典且广泛应用的闭环控制算法，深入剖析P、I、D参数的含义、整定方法及其在不同场景下的应用。 模糊控制与神经网络控制： 在处理非线性、不确定性系统时的优势。 模型预测控制（MPC）： 在复杂多变量系统中的应用，考虑未来一段时间内的系统行为。 编程与组态： PLC编程： 熟悉IEC 61131-3标准，掌握梯形图、指令表、功能块图、结构化文本等编程语言，实现逻辑控制和运动控制。 DCS组态： 理解DCS系统的组态软件，进行点位配置、回路设计、报警管理和趋势显示。 HMI/SCADA组态： 设计用户友好的操作界面，实现数据可视化、操作控制和报警处理。 系统集成与调试： 硬件连接与布线： 规范的接线要求，确保信号的稳定传输。 软件集成： 将PLC程序、DCS配置、HMI界面等集成到统一的系统中。 离线调试： 在模拟环境中对程序和组态进行测试。 在线调试： 在实际生产环境中对系统进行逐步测试、参数调整和故障排除。 文档编制： 详细的项目文档，包括设计说明书、原理图、接线图、程序清单、操作手册、维护手册等，为系统的长期运行和维护提供保障。 第四章 工业自动化系统的常见应用领域与案例分析 本章将通过具体行业应用和典型案例，展示工业自动化技术在不同场景下的实际价值。 制造业： 汽车制造： 机器人焊接、装配自动化，生产线优化。 电子产品制造： 高精度贴片、检测自动化，柔性生产。 食品与饮料： 生产过程的自动化控制，包装自动化，质量追溯。 制药： 洁净生产环境下的精密控制，批次管理。 能源与电力： 发电厂： 火力、水力、核能发电厂的锅炉控制、汽轮机控制、电气控制。 电网调度： SCADA系统在输配电监控与管理中的应用。 新能源： 风电、光伏发电站的监控与优化。 石油与化工： 炼油化工： 复杂的连续过程控制，安全联锁系统。 天然气输送： 管道监控与压力控制。 水处理与环保： 给水排水： 水厂的进水、净水、供水过程自动化。 污水处理： 污水处理厂的曝气、沉淀、消毒过程控制。 工业废气/废水处理： 环保设备的自动化监控。 楼宇自动化： 智能建筑： HVAC（暖通空调）、照明、安防等系统的集成控制。 交通运输： 轨道交通： 列车自动驾驶、信号控制系统。 智能交通： 交通信号优化、车辆监控。 本书将深入分析几个典型的案例，例如：某大型化工厂的DCS系统升级改造，某电子厂的柔性生产线设计，某智能水厂的SCADA系统应用等，从系统设计、设备选型、控制策略、调试过程、运行效果等多个维度进行剖析，使读者能够更直观地理解自动化技术的落地应用。 第五章 工业自动化系统的维护与故障诊断 一个稳定运行的自动化系统离不开日常的维护和及时的故障处理。本章将重点介绍自动化系统的维护策略和故障诊断方法。 预防性维护： 定期检查： 对传感器、执行器、控制器、通信线路等进行定期外观检查和性能测试。 清洁与润滑： 保持设备清洁，定期对运动部件进行润滑。 参数校验： 定期对关键参数的测量仪表进行校准。 软件更新与备份： 及时更新系统软件，并做好重要数据的备份。 故障诊断方法： 系统报警与日志分析： 关注系统产生的各类报警信息，分析事件发生顺序和关联性。 信号追踪与测量： 利用万用表、示波器等工具，检查传感器输出信号、控制器输入/输出信号，以及通信信号。 替换法： 将疑似故障的组件替换为已知良好的组件进行测试。 软件诊断工具： 利用控制器自带的诊断功能或第三方软件进行故障定位。 经验积累与案例库： 建立故障案例库，总结常见故障的发生原因和解决方法。 常见故障排除： 传感器故障： 信号漂移、信号丢失、量程不符等。 执行器故障： 响应迟钝、卡死、动作不到位等。 控制器故障： 程序死机、输入/输出错误、通信中断等。 通信故障： 通信链路中断、数据错误、通信速率不匹配等。 软件故障： 程序错误、组态错误、HMI界面异常等。 结论 本书涵盖了工业自动化系统从理论基础到实际应用的各个环节，旨在为读者构建一个完整、清晰的技术框架。通过深入学习本书内容，读者将能够更好地理解、设计、实施和维护现代工业自动化系统，应对日益复杂的工业生产挑战，并在推动制造业向智能化、高效化转型中发挥积极作用。