图解电气大百科

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出版者:科学出版社 作者:(日)曾根悟 出品人: 页数:1329 译者: 出版时间:2002-8 价格:118.00元 装帧:简裝本 isbn号码:9787030099884 丛书系列:OHM Handbook
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具体描述

工业自动化与控制系统深度解析 本书旨在为工程技术人员、高级技术学生以及对现代工业控制技术有深入探究需求的读者,提供一套全面、详尽且高度实用的工业自动化与控制系统设计、实施和维护的知识体系。 本书超越了基础的电路理论和单一元件介绍,聚焦于当前工业界主流的、复杂的系统集成和智能控制策略的实现。 第一部分:现代工业控制系统架构与核心组件(约450字) 1.1 工业控制系统的演进与分层结构: 深入探讨从早期的继电器逻辑到当前基于现场总线的分布式控制系统(DCS)和可编程逻辑控制器(PLC)网络的发展历程。系统性阐述ISA-95(或IEC 62264)标准的生产控制层级模型,清晰界定企业资源规划(ERP)、制造执行系统(MES)、监控与数据采集(SCADA)以及现场控制层之间的信息流和控制回路。 1.2 先进可编程逻辑控制器(PLC)的深入应用: 详细分析主流PLC(如西门子S7系列、罗克韦尔Logix平台等)的高级编程语言特性,包括结构化文本(ST)、功能块图(FBD)的高级应用,以及面向对象的编程思想在现代PLC逻辑构建中的体现。重点讲解冗余系统(Redundancy)的配置、热备份策略以及故障转移(Failover)机制的原理与实际操作。 1.3 分布式控制系统(DCS)的系统集成: 剖析DCS在大型流程工业(如化工、电力、制药)中的核心地位。介绍DCS控制站、操作员工作站(HMI/MMI)的硬件选型、系统初始化、数据库的构建与管理,以及多站点、跨区域控制网络的组网技术。特别关注DCS中的高级控制算法(如模型预测控制MPC)的集成接口与应用案例。 1.4 工业网络与现场总线技术详解: 全面覆盖工业通信协议的原理与选型。详细对比传统总线(如Profibus DP/PA, Foundation Fieldbus)与基于以太网的工业网络(如Profinet IO, EtherNet/IP, Modbus TCP/IP)的性能指标、实时性保证机制和安全特性。讲解如何设计和调试具有确定性(Deterministic)特性的工业以太网。 第二部分:传感器、执行器与信号调理技术(约350字) 2.1 过程测量的高级技术: 不仅停留在压力、温度、流量的测量原理介绍,更专注于高精度、多变量测量仪表的选型和校准。深入探讨基于谐振、超声波、激光干涉等原理的非接触式测量技术,以及如何处理高粘度、腐蚀性介质的特殊测量挑战。讲解智能变送器(Smart Transmitters)的HART协议配置与远程诊断。 2.2 执行机构的动态特性与选型: 详细分析调节阀的流体力学特性、静态特性和动态响应。重点讲解限位开关、阀门定位器(Positioner)的智能配置,包括气动、电动及电动伺服定位器的选型依据。对于电机驱动,深入解析变频器(VFD)的控制模式(如矢量控制、直接转矩控制)、制动方式及其与上层控制器的集成。 2.3 信号调理与电气隔离: 阐述工业现场的电磁兼容性(EMC)问题,以及如何通过有效的屏蔽、接地和滤波技术来抑制噪声干扰。详细介绍隔离放大器、信号隔离器、配电器(Isolators)在多回路系统中的作用,以及如何确保信号的完整性和人身安全。 第三部分:高级控制理论与优化策略(约450字) 3.1 经典反馈控制的局限与改进: 系统回顾PID控制器的设计(Ziegler-Nichols, 模糊自整定等),并重点分析其在存在大延迟、强耦合等非理想工况下的性能瓶颈。深入探讨串级控制、前馈控制、比值控制等复合控制结构的逻辑实现和参数整定方法。 3.2 模型预测控制(MPC)的原理与实践: 剖析MPC作为当前工业界最先进控制技术之一的数学基础(状态空间模型、优化目标函数、约束处理)。本书将通过实际案例,演示如何建立过程模型(系统辨识),设置软约束与硬约束,并在DCS/PLC环境中实现MPC的在线求解与运行。 3.3 批次控制与先进事件驱动逻辑: 针对间歇性生产过程(如精细化工、制药),详细介绍S88标准在批次控制系统中的应用。讲解配方管理、操作顺序的定义、关键状态的转换逻辑以及如何实现生产过程的可追溯性与柔性化管理。 3.4 过程安全与联锁系统(SIS): 严格遵循IEC 61508/61511标准,讲解功能安全系统的设计流程,包括危害与风险评估(HAZOP)、安全完整性等级(SIL)的确定。深入剖析安全仪表系统(SIS)的架构、与基本过程控制系统(BPCS)的隔离技术,以及安全回路的验证和生命周期管理。 第四部分:系统集成、调试与故障诊断(约250字) 4.1 软硬件集成与系统调试: 详细规划自动化项目的实施阶段,从需求规格说明书(URS)到FAT/SAT的执行标准。讲解控制系统集成时的IP地址规划、命名规范、软件版本控制,以及如何利用仿真工具进行离线和在线调试。 4.2 工业物联网(IIoT)与数据管理: 探讨如何将传统的控制数据接入企业信息网络。介绍OPC UA协议在数据安全传输中的作用,以及时间序列数据库(TSDB)在工业大数据采集与分析中的应用前景。 4.3 故障诊断与维护策略: 提供一套系统的故障排除流程,涵盖传感器漂移、执行器卡涩、网络中断和软件逻辑错误等常见问题。重点讲解基于历史数据的趋势分析和预见性维护(Predictive Maintenance)在延长设备寿命中的应用。 本书的价值在于,它提供了一个从底层电气连接和现场仪表,到中层实时控制逻辑,再到上层高级优化策略和安全管理的完整知识链条,旨在培养能够独立设计、实施和维护复杂现代化工业自动化系统的专业人才。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我是一名电子产品爱好者,平时喜欢捣鼓一些小的电子制作,比如DIY音响、遥控小车之类的。但我的知识储备主要集中在电路板上的元器件,对于供电系统、电源转换等大范围的电气知识了解得不多。《图解电气大百科》这个书名听起来就非常全面,我希望它能在电源方面给我提供很多帮助。我尤其想深入了解各种电源的分类和工作原理。比如,市电电源、直流稳压电源、开关电源等等,它们之间有什么区别?各自的优缺点是什么?在我的电子制作中,应该如何选择合适的电源?我希望书中能够用清晰的图解展示这些电源的内部结构和工作流程,让我能够直观地理解。此外,我也对充电技术很感兴趣。手机、平板、电动汽车的电池是如何充电的?充电过程中涉及哪些电气原理?是否有更高效、更安全的充电方式?我希望这本书能够对这些方面进行详细的讲解,并能介绍一些相关的电路设计和元器件。如果书中还能包含一些关于电路保护的知识,比如过流保护、过压保护、短路保护等等,那就更好了。了解这些能让我的制作更加安全可靠。

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我是一名大学的电气工程专业的学生,目前正处于对专业知识的系统学习阶段。在众多的专业书籍中,我一直在寻找一本能够帮助我将理论知识与实际应用相结合的书籍。《图解电气大百科》这个名字让我眼前一亮,我感觉它可能就是我所需要的“宝藏”。拿到书后,我最先关注的是它在基础理论部分的讲解。我希望它能够用一种更加直观、生动的方式来解释电场、磁场、电势、电流、电压、电阻等基本概念,而不是枯燥的公式推导。例如,我希望能看到一些生活中的类比,或者有趣的实验演示,来帮助我更好地理解这些抽象的概念。同时,我也非常期待书中能够对各种电气元件,如电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管等,进行详细的介绍。我希望它不仅能讲解它们的物理特性和数学模型,更能通过图解的方式展示它们的内部结构,以及它们在不同电路中的实际应用,这样我才能真正理解它们的作用。此外,对于电路分析方法,例如基尔霍夫定律、叠加定理、戴维宁定理等,我也希望能看到更形象化的解释和应用案例,而不是仅仅停留在理论层面。我希望这本书能够帮助我打下坚实的理论基础,为我今后的深入学习和研究做好准备。

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作为一个对科技和生活充满好奇心的普通人,我对“电”这个概念总是带着一种敬畏和好奇。它无处不在,却又看不见摸不着,驱动着我们生活的方方面面。我一直想找到一本能够通俗易懂地解释电气原理的书,让我能够理解家里的灯为什么会亮,电视为什么能播放,手机又是如何充电的。《图解电气大百科》这个名字听起来就充满了知识的力量,让我觉得它可能就是我一直在寻找的那本书。我尤其想了解关于“电的安全性”这一部分。我知道电虽然方便,但如果使用不当,也是非常危险的。我希望能在这本书中找到关于家庭电路安全接线、漏电保护器的工作原理、以及用电安全常识的详细介绍。我希望它能用图文并茂的方式,清晰地展示哪些行为是危险的,以及在遇到电气故障时应该如何正确处理,避免发生意外。另外,我也很想知道一些关于智能家居的电气原理,比如智能插座是如何控制电器的,智能灯泡又是如何通过手机App控制的。我相信随着科技的发展,电气技术在我们的生活中会扮演越来越重要的角色,我希望这本书能够让我对这些新兴的电气应用有所了解。

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我是一名刚入行的电气技术工人,每天的工作都离不开各种电气设备和电路。虽然有了几年的实践经验,但总感觉自己的理论知识还不够扎实,很多时候遇到复杂的问题,还是需要依靠经验和师傅的指导。所以,在一次偶然的机会,我听同事推荐了《图解电气大百科》这本书,说它内容全面,图文并茂,非常适合我们这种一线技术人员。我抱着试一试的心态买了一本,拿到手里感觉确实很厚实,沉甸甸的,可见内容一定很丰富。翻开一看,果然名不虚传。首先,它的编排结构非常合理,从基础的物理概念,到各种元器件的特性,再到电路的设计、安装、调试和维护,几乎囊括了我们工作中所需要的方方面面。特别是那些关于各种测量仪表的使用方法,以及故障诊断的步骤,都讲解得非常详细,配上清晰的图示,我一下子就豁然开朗。我最想深入了解的是关于变压器和电机的原理及应用。在实际工作中,我们经常会接触到各种型号的变压器和电机,但对于它们的内部结构和工作原理,我一直没有一个清晰的认识。这本书中用大量的插图和图表,将复杂的结构和原理一一呈现出来,让我能够更直观地理解。我希望它能够详细讲解不同类型变压器的工作原理,以及它们在电力系统中的作用;同时,也希望它能对不同电机的构造、工作方式以及选择原则进行深入剖析,这样我才能在今后的工作中更得心应手,解决实际问题时更有底气。

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我是一名热爱DIY的家居装修爱好者,常常自己动手改造家里的水电线路,或者安装一些新的电器设备。虽然我积累了一些经验,但总觉得对电气原理的理解不够深入,有时会遇到一些棘手的问题。《图解电气大百科》这个书名听起来非常实用,我希望它能成为我解决家居电气问题的“秘密武器”。我尤其想重点了解“家庭电路的布线与设计”这部分。我希望书中能详细介绍不同房间的电路设计原则,比如厨房、卫生间、卧室等,它们在用电需求和安全要求上有什么不同?我希望它能通过图解的方式,清晰地展示如何合理规划电线的走向,如何选择合适的电线规格,以及如何正确安装开关、插座和灯具。同时,我也很想学习关于“常见电气故障的排除方法”。比如,家里的某个插座突然不工作了,或者某个区域的灯不亮了,我应该如何一步步地排查原因,并进行修复?我希望能看到书中提供一些实用的故障诊断流程和技巧,最好能配上相关的电路图示,让我能够快速定位问题并找到解决方案。

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我是一名对历史和技术发展都颇感兴趣的爱好者,尤其关注那些影响现代社会进程的发明和技术。《图解电气大百科》这个名字听起来就充满了历史感和科技感,我希望这本书能带我领略电气技术的发展历程,以及那些改变世界的电气发明。我希望书中能够详细介绍电力的早期发现和发展史,比如法拉第的电磁感应定律,爱迪生发明电灯泡的故事,特斯拉与爱迪生之间的“电流战争”。我希望能看到那些早期电器的图片,以及它们对当时社会生活带来的巨大影响。同时,我也对现代电气技术的发展趋势很感兴趣。比如,新能源发电技术(太阳能、风能等)的电气原理,智能电网的未来发展方向,以及人工智能在电气领域的应用。我希望这本书能够对这些前沿技术进行一些前瞻性的介绍,让我能够对未来的电气技术发展有一个大致的了解。如果书中还能包含一些关于电气工程领域的杰出人物和他们的贡献的介绍,那就更好了,能够让我对这个领域有更深刻的认识。

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作为一名曾经在电气行业工作过一段时间的人,我深知电气知识的广度和深度。《图解电气大百科》这个书名,让我回忆起当年学习时的一些点滴,也让我意识到,电气领域的发展日新月异,总有新的知识需要去学习和掌握。我特别希望这本书能够关注“电气工程中的安全规范与标准”。在我们的工作中,安全永远是第一位的。我希望书中能够详细介绍各种电气安全操作规程,比如高压作业的安全注意事项,接地系统的正确安装与维护,以及电气设备的绝缘要求等等。我希望它能够用清晰的图示和案例,来强调安全操作的重要性,并提供一些避免电气事故发生的有效措施。此外,我也对“电力系统的可靠性与弹性”这一话题非常感兴趣。在面对自然灾害或突发事件时,电力系统是如何保证供电的稳定性的?有哪些先进的电气技术能够提高电力系统的韧性,使其能够快速恢复供电?我希望这本书能够为我提供一些这方面的见解和信息,让我能够对电力系统的整体运作有更全面的认识。

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我是一名高中生,对物理和技术科学有着浓厚的兴趣。我希望能够通过课外的阅读,拓展我的知识视野,《图解电气大百科》这个书名听起来非常诱人,我感觉它能帮助我更好地理解课本上的理论知识,并将其与现实生活联系起来。我希望书中能够用生动形象的方式解释“电磁现象”的本质。比如,磁铁为什么会吸引铁?电流为什么会产生磁场?我希望能看到一些有趣的实验演示,或者用图解的方式来展示电磁场的分布,让我能够直观地理解这些抽象的概念。同时,我也非常想了解关于“电动机和发电机的原理”。它们是如何将电能转化为机械能,或者将机械能转化为电能的?在我们的日常生活中,它们又被应用在哪些地方?我希望书中能够用清晰的图示和简洁的语言来解释这些复杂的机械结构和工作原理,帮助我理解我们身边的各种电器设备是如何工作的。如果书中还能包含一些关于电路设计的入门知识,或者一些简单的DIY电子制作的教程,那就更好了,能够让我将所学的知识应用到实践中去。

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这本书的名字听起来就很有分量,《图解电气大百科》,光是这个名字就让人充满了期待。我平时对电气方面的东西可以说是半知半解,平时家里电器坏了,也就是找个师傅,自己最多也就捣鼓一下插线板。但是,我一直对那些复杂的电路图、电线缠绕的世界充满了好奇,总觉得里面蕴藏着一种神秘的力量,能够驱动着我们现代生活中的一切。所以,当我在书店看到这本书时,就立刻被它吸引住了。封面上的插图就足够精美,各种器件的图标清晰明了,给人一种专业又不失亲切的感觉。我迫不及待地翻开了它,首先映入眼帘的是那丰富详实的目录,从最基础的电学原理,到各种电工工具的使用,再到家庭电路的安装与维修,以及一些更高级的电气设备介绍,几乎涵盖了电气领域的方方面面。我尤其对关于“电的产生与输送”那一章很感兴趣,我想了解电到底是怎么来的,又是如何从遥远的发电站来到我们家里的,中间经历了哪些过程,涉及了哪些复杂的设备和技术。我希望这本书能够用最直观、最易懂的方式给我解释清楚,最好能配上那些详细的图解,让我能够一步一步地跟着理解。而且,我对日常生活中的一些电器原理也很想知道,比如冰箱为什么能制冷,空调又是如何运作的,微波炉又是利用什么原理加热食物的。我知道这些都涉及到电气知识,如果这本书能在这方面有所涉及,那简直就是太棒了。总的来说,我期待这本书能够成为我探索电气世界的引路人,让我从一个门外汉,逐渐变成一个对电气知识有所了解的普通读者。

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作为一名刚刚毕业、即将进入电力行业的大学毕业生,我深知理论知识与实际工作之间的差距。《图解电气大百科》这个书名,在我看来,就像一座连接理论与实践的桥梁。我希望这本书能在“变电站的构成与工作原理”这个部分给我带来极大的启发。我听说变电站是电力系统中至关重要的一环,但对于它内部的复杂设备,比如断路器、隔离开关、互感器、电容器组等等,我一直缺乏一个清晰的认识。我希望书中能够通过详细的图解,展示变电站的整体布局,以及各个主要设备的功能和工作流程。例如,断路器是如何实现电路的接通和断开的?互感器又是如何测量电压和电流的?我希望能看到这些设备的内部结构,以及它们是如何协同工作的。另外,我还对“电网的运行与调度”这一章节充满期待。我希望能了解电网是如何保持供电的稳定性的?在电力需求高峰期和低谷期,电网是如何进行调度的?是否存在一些先进的电气技术,能够提高电网的运行效率和可靠性?如果这本书能够涵盖这些内容,对我即将从事的电力行业工作将有巨大的帮助。

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