空气调节技术与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:李援瑛 编

出品人:

页数:168

译者:

出版时间:2005-7

价格:13.00元

装帧:

isbn号码:9787111104339

丛书系列:

图书标签:

• 空气调节
• HVAC
• 制冷技术
• 暖通空调
• 工程应用
• 热力学
• 空调系统
• 节能技术
• 控制技术
• 通风技术

工业自动化系统设计与实践 本书导言 随着全球工业化进程的不断深入，对生产效率、产品质量和能源利用效率的要求日益提高。工业自动化作为现代制造业的核心驱动力，其重要性不言而喻。本书旨在系统性地介绍工业自动化系统的设计、集成、编程与维护等关键环节，为工程技术人员和相关专业学生提供一套全面且实用的技术指南。我们聚焦于当前主流的控制技术与硬件平台，力求将理论知识与工程实践紧密结合，帮助读者构建扎实的自动化系统设计能力。 第一部分：自动化系统基础理论与组件 本部分将奠定读者对工业自动化系统的整体认知框架，并深入剖析构成系统的基本单元。 第一章：工业控制系统概述 本章首先阐述自动化技术的历史演变及其在不同工业领域的应用场景，强调自动化对于提升竞争力的战略意义。随后，系统地介绍现代工业控制系统的基本架构，包括数据采集层（Sensors/Actuators）、控制层（PLC/DCS/IPC）和管理/监控层（SCADA/MES）。我们详细讨论不同层次系统之间的信息流和控制流关系，并对比分析集中式控制与分布式控制的优缺点。此外，本章还将介绍工业标准和规范，如IEC 61131-3 编程标准，为后续深入学习打下基础。 第二章：传感器与执行器原理 传感器是系统的“眼睛”，执行器是系统的“手臂”。本章专注于这些现场设备的原理、选型与应用。 传感器技术： 详述温度、压力、流量、液位、位置等关键物理量传感器的测量原理。重点解析电阻式、电容式、电感式、光电式和超声波传感器的技术特性、精度等级和抗干扰措施。讨论智能传感器（如带总线接口的传感器）的发展趋势。 执行器系统： 深入探讨调节阀（气动、电动）、变频驱动器（VFD）和伺服系统的结构与控制方式。阐述如何根据工艺要求精确选择执行器的响应速度、行程和输出力矩。 现场信号调理与连接： 讲解 4-20mA、0-10V 等标准模拟信号的转换原理，以及数字量信号的隔离与保护技术。讨论现场总线（如 HART, Fieldbus Foundation）在连接现场设备中的作用。 第三章：可编程逻辑控制器（PLC）核心技术 PLC作为现代工业控制的核心大脑，其稳定性和灵活性是系统成功的关键。 PLC硬件结构与选型： 剖析 CPU 模块、I/O 模块、通信模块和电源模块的构成。根据点数、扫描速度和可靠性要求，指导读者进行 PLC 系列和型号的正确选型。 指令系统与编程： 全面覆盖 IEC 61131-3 标准下的五种主要编程语言：梯形图（LD）、指令表（IL）、功能块图（FBD）、结构化文本（ST）和顺序功能图（SFC）。通过大量的实际案例，展示如何使用不同语言高效实现逻辑控制、时序控制和数据处理。 程序结构与优化： 探讨程序组织方式（子程序、中断程序、周期任务）的设计，以及如何进行程序优化以缩短扫描时间、提高系统响应速度。 第二部分：控制算法与系统集成 本部分从理论高度探讨控制策略的实现，并聚焦于如何将分散的组件整合成一个高效、可靠的自动化系统。 第四章：经典控制回路分析与设计 本章深入讲解过程控制领域最常用的反馈控制理论及其工程实现。 PID 控制器原理： 详细阐述比例（P）、积分（I）、微分（D）三项对误差的修正作用，以及它们对系统动态性能的影响。推导 PID 算法的离散化形式。 参数整定方法： 介绍工程实践中常用的参数整定技术，包括经验法、Ziegler-Nichols（齐格勒-尼科尔斯）整定法和基于模型的闭环整定法。讨论如何处理死区、饱和等非线性因素对 PID 性能的影响。 先进控制策略简介： 简要介绍比前馈控制、级联控制、解耦控制等提高复杂系统稳定性和优化性能的策略的适用场景。 第五章：工业通信网络与现场总线 现代自动化系统高度依赖可靠、高速的通信网络进行数据交换和协同工作。 网络基础知识： 复习 OSI 七层参考模型在工业环境中的映射，讨论工业以太网（Ethernet/IP, PROFINET, Modbus/TCP）的帧结构、拓扑结构和实时性保证机制。 现场总线技术： 重点分析 CANopen、DeviceNet、PROFIBUS-DP 等现场总线的技术特点、报文传输机制及在分布式 I/O 中的应用。 系统集成与网络安全： 讨论如何设计分层、多协议的通信架构，以确保数据传输的完整性、实时性和必要的隔离。简要引入工业控制系统（ICS）的网络安全基础概念。 第六章：人机界面（HMI）与数据监控（SCADA） 有效的监控和交互界面是操作人员管理复杂设备的前提。 HMI 设计原则： 阐述良好 HMI 设计应遵循的认知心理学和人机工程学原则，包括信息显示、报警管理和操作逻辑设计。 SCADA 系统架构： 介绍 SCADA 系统的组成部分（RTU/PLC、通信网络、中央服务器、操作工作站）。重点讨论数据历史记录、趋势分析、报警事件处理和远程诊断功能的设计实现。 数据库管理： 讨论用于存储过程历史数据和事件日志的关系型数据库（如 SQL Server）在 SCADA 系统中的应用，以及数据冗余和备份策略。 第三部分：系统实施、调试与维护 本部分关注自动化项目从蓝图到实际运行的工程化过程，强调安全性和可维护性。 第七章：自动化项目实施与调试流程 本章是连接理论与现场工作的桥梁，系统性地指导工程实施步骤。 系统设计文档的编制： 详细介绍控制系统设计说明书、I/O 清单、联锁表、操作规程等关键文档的编制要求和规范。 电气安装与接线规范： 强调强弱电分离、屏蔽层接地、电缆选型与敷设的安全标准，这对系统抗干扰至关重要。 工厂验收测试（FAT）与现场调试（SAT）： 区分 FAT 和 SAT 的侧重点。详细阐述调试的逻辑验证、点对点测试、空载测试和带载测试的步骤和验收标准，特别是复杂联锁和安全回路的调试方法。 第八章：运动控制与伺服系统集成 针对需要精确轨迹控制的设备，如机器人、数控机床和包装机械，本章提供专门的技术指导。 伺服系统原理与选型： 讲解永磁同步电机、编码器反馈、驱动器电流环、速度环和位置环的控制原理。 运动控制模式： 介绍点位控制、速度控制和电子凸轮、插补等高级运动控制模式的编程实现。 坐标系与运动学基础： 简要介绍直线插补和圆弧插补的数学基础，以及在 PLC/IPC 中实现多轴同步的方法。 第九章：系统维护、故障诊断与生命周期管理 系统的长期稳定运行依赖于有效的维护策略。 常见故障类型及分析： 归纳硬件故障（电源、I/O 模块失效）、软件故障（死循环、程序错误）和通信故障的排查方法。 基于状态的维护（CBM）： 介绍如何利用历史数据和诊断信息（如驱动器运行时间、报警频率）预测潜在故障，从被动维修转向预防性维护。 系统升级与文档管理： 讨论如何安全地进行系统软件/固件升级，以及保持控制系统文档（包括程序备份、接线图的最新版本）的同步性，确保系统可追溯性。 结语 本书内容覆盖了从底层感知到上层监控的全链条自动化系统技术栈。通过对这些核心知识点的深入学习与实践，读者将能够独立承担中小型自动化项目的方案设计、编程实施和调试维护工作，为推动我国工业自动化水平的提升贡献力量。

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