具體描述
《普通高等教育十一五國傢級規劃教材•高電壓技術》為普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材，是國傢精品課程“ 高電壓技術”的配套教材。《普通高等教育十一五國傢級規劃教材•高電壓技術》分為3篇，共9章，除瞭傳統高電壓技術內容如氣體、液體和固體的絕緣特性以及過電壓防護與絕緣配閤等內容外，還編入瞭大量的高壓試驗與絕緣監測方麵的內容，其中包括絕緣的預防性試驗、電氣絕緣的高電壓試驗、電氣絕緣的在綫監測等方麵的基礎知識，並介紹瞭特高壓方麵的最新發展。
《工業電氣自動化控製係統設計與應用》 內容簡介 本書全麵係統地闡述瞭工業電氣自動化控製係統的設計原理、關鍵技術、實際應用以及發展趨勢。全書共分為十六章，內容涵蓋瞭從基礎理論到高級應用的各個層麵，旨在為讀者提供一套完整、實用的自動化控製係統設計與實施指南。 第一章 工業電氣自動化控製係統概述 本章首先對工業電氣自動化控製係統的概念、發展曆程及其在現代工業中的重要性進行深入剖析。詳細介紹瞭自動化控製係統的基本組成部分，包括感知層（傳感器、儀錶）、決策層（控製器、PLC、DCS）和執行層（執行器、變頻器、伺服係統）。著重闡述瞭自動化控製係統的分類，如按控製方式（開環、閉環）、按控製功能（順序控製、PID控製、運動控製、分布式控製）以及按應用領域（電力、化工、冶金、機械製造等）劃分的特點和適用範圍。最後，對自動化控製係統的基本性能指標，如精度、穩定性、動態響應、可靠性等進行瞭定義和解釋，為後續章節的學習奠定堅實的基礎。 第二章 PLC（可編程邏輯控製器）原理與應用 本章聚焦於工業自動化中最核心的控製單元——PLC。詳細講解瞭PLC的工作原理，包括CPU的工作方式、存儲器結構（程序存儲器、數據存儲器、I/O存儲器）、輸入/輸齣接口電路以及掃描周期。深入分析瞭PLC的編程語言，重點介紹瞭梯形圖（LD）、指令錶（IL）、功能塊圖（FB）和結構化文本（ST）等IEC 61131-3標準支持的編程語言，並提供瞭大量實際編程案例。此外，本章還介紹瞭不同品牌PLC（如西門子S7係列、三菱FX係列、Rockwell Allen-Bradley係列）的特點和選型原則，以及PLC在開關量控製、模擬量控製、步進順序控製和PID控製等方麵的典型應用。 第三章 DCS（集散控製係統）原理與應用 本章深入探討瞭DCS係統的架構、原理和應用。詳細闡述瞭DCS係統的基本構成，包括操作員站、工程師站、監控服務器、曆史服務器、報警服務器、現場控製器（I/O模塊）以及通信網絡。分析瞭DCS係統的集中管理、分散控製的工作模式，以及其在過程控製領域的優勢，如高可靠性、集成化、先進控製功能和強大的組態能力。本章還對DCS係統的組態方法、數據庫管理、報警處理、曆史數據管理以及與上位機（SCADA）的集成進行瞭詳細說明。最後，列舉瞭DCS在石油化工、發電廠、製藥等行業的大規模過程控製中的應用案例。 第四章 SCADA（數據采集與監視控製係統）原理與應用 本章主要介紹SCADA係統的功能、架構和應用。詳細解釋瞭SCADA係統在工業過程中的作用，即實現對現場設備數據的實時采集、集中監視、遠方控製和數據分析。闡述瞭SCADA係統的組成，包括RTU（遠程終端單元）、通信網絡、主機軟件（HMI/SCADA軟件）等。重點介紹瞭SCADA係統的HMI（人機界麵）設計原則，如何直觀、高效地展示生産過程的運行狀態和數據。本章還討論瞭SCADA係統的數據通信協議（如Modbus, DNP3, IEC 60870-5-101/104等），以及SCADA係統與MES（製造執行係統）、ERP（企業資源計劃）等係統的集成。 SCADA在水處理、電網監控、交通控製等領域的應用場景得到詳細分析。 第五章 傳感器與變送器技術 本章聚焦於工業自動化係統的“眼睛”和“耳朵”——傳感器與變送器。詳細介紹瞭各類常用工業傳感器的原理、性能參數和選型要點，包括溫度傳感器（熱電偶、熱電阻、紅外測溫）、壓力傳感器（應變片式、電容式、壓阻式）、流量傳感器（渦輪式、電磁式、超聲波式）、液位傳感器、位置傳感器（光電、接近、編碼器）以及氣體傳感器等。深入講解瞭變送器的工作原理，如何將傳感器采集的原始信號轉換為標準的電信號（如4-20mA，0-10V），並討論瞭變送器的精度、綫性度、遲滯、重復性等關鍵性能指標。本章還涉及瞭傳感器的安裝、校準和維護注意事項。 第六章 執行器與驅動技術 本章係統闡述瞭工業自動化係統中的“手”和“腳”——執行器與驅動技術。詳細介紹瞭各類執行器的類型、工作原理和應用，包括電動執行器、氣動執行器、液壓執行器、電磁閥、比例閥等。重點講解瞭變頻器（VFD）在電機調速控製中的應用，包括其工作原理（V/f控製、矢量控製）、選型原則、安裝調試以及常見故障診斷。此外，本章還深入分析瞭伺服係統（Servo System）的組成（伺服電機、伺服驅動器、編碼器）、工作原理（閉環控製、位置控製、速度控製、力矩控製）以及其在精密運動控製領域的突齣優勢。 第七章 工業通信網絡技術 本章深入探討瞭實現自動化係統信息高效傳輸的基石——工業通信網絡。詳細介紹瞭現場總綫技術，如PROFIBUS、PROFINET、EtherNet/IP、DeviceNet、CANopen等，分析瞭它們在網絡拓撲、通信速率、數據傳輸方式、應用領域以及優缺點方麵的差異。此外，本章還介紹瞭工業以太網、OPC（OLE for Process Control）技術，以及在物聯網（IoT）時代背景下的工業物聯網（IIoT）通信解決方案。重點講解瞭通信網絡的選型原則、網絡設計、故障排除以及網絡安全防護。 第八章 伺服驅動與運動控製係統 本章聚焦於高精度、高動態響應的運動控製領域。詳細講解瞭伺服驅動係統的組成、工作原理，包括伺服電機（交流伺服、直流伺服）、伺服驅動器、反饋設備（編碼器、解析器）等。深入分析瞭伺服係統的控製模式，如位置控製、速度控製、力矩控製以及混閤控製模式。闡述瞭運動控製在數控機床、機器人、包裝機械、印刷機械等領域的核心作用，以及如何通過伺服係統實現復雜的軌跡規劃、勻速運動、多軸聯動等功能。本章還討論瞭伺服係統的調諧優化和常見故障分析。 第九章 PID 控製算法與應用 本章係統深入地講解瞭工業控製中最廣泛應用的PID（比例-積分-微分）控製算法。詳細闡述瞭PID控製的原理，包括比例（P）作用、積分（I）作用和微分（D）作用對係統輸齣的影響。深入分析瞭各種PID控製算法的離散化形式（位置式PID、增量式PID），以及它們的優缺點。重點講解瞭PID控製器的參數整定方法，如圖-3整定法、臨界比例法、Ziegler-Nichols方法以及自動化整定技術。本章還通過大量實例，闡述瞭PID控製在溫度控製、壓力控製、流量控製、液位控製等典型過程控製問題中的應用，並討論瞭PID控製的抗積分飽和、抗微分飽和等改進算法。 第十章 變頻器在電機調速控製中的應用 本章專注於變頻器在工業電機調速控製中的實際應用。詳細介紹瞭變頻器的基本工作原理，包括整流、濾波、逆變和控製等環節。重點講解瞭變頻器常用的控製方式，如V/f控製、矢量控製（磁場定嚮控製）以及它們在不同應用場景下的適用性。本章深入討論瞭變頻器的選型要點，包括額定功率、額定電壓、過載能力、防護等級等。此外，還詳細介紹瞭變頻器的安裝調試、參數設置、操作保護以及常見故障的排除方法。通過豐富的工程案例，展示瞭變頻器在泵、風機、傳送帶、起重機等設備中實現節能和工藝優化的應用。 第十一章 工業自動化係統集成與組態 本章探討瞭如何將分散的自動化設備和係統整閤成一個統一、高效的整體。詳細介紹瞭自動化係統集成的方法和流程，包括需求分析、係統設計、設備選型、軟件組態、硬件連接、調試聯調等環節。重點講解瞭HMI/SCADA組態軟件（如組態王、WinCC、Intouch）的功能和使用方法，如何通過組態軟件創建直觀的用戶界麵，實現數據可視化、報警管理、報錶生成和趨勢分析。此外，本章還討論瞭不同廠傢PLC、DCS、SCADA之間的互聯互通問題，以及通過OPC服務器實現係統集成的方法。 第十二章 工業自動化係統的故障診斷與維護 本章關注工業自動化係統的可靠性和穩定性，提供實用的故障診斷與維護技術。詳細介紹瞭自動化係統中常見的故障類型，包括硬件故障（傳感器失效、執行器損壞、控製器故障、通信中斷）、軟件故障（程序錯誤、參數設置錯誤、病毒感染）以及操作失誤。本章提齣瞭一係列故障診斷的係統方法，如“二分法”查找、信號跟蹤法、日誌分析法、在綫監測法等。並針對不同類型的設備（PLC、變頻器、伺服係統、傳感器等）的常見故障，提供瞭詳細的排查步驟和維修建議。此外，還強調瞭預防性維護的重要性，包括定期檢查、清潔、校準和備件管理。 第十三章 工業網絡安全 隨著工業自動化係統的互聯互通日益緊密，網絡安全已成為不容忽視的關鍵領域。本章深入分析瞭工業自動化係統麵臨的網絡安全威脅，包括惡意軟件攻擊、拒絕服務攻擊、數據篡改、非授權訪問等。詳細介紹瞭工業網絡安全的基本原則和防護措施，如防火牆部署、入侵檢測/防禦係統（IDS/IPS）、虛擬專用網絡（VPN）、安全審計、訪問控製策略等。本章還討論瞭工業物聯網（IIoT）環境下的安全挑戰，以及如何構建安全可靠的工業通信網絡。 第十四章 工業自動化技術發展趨勢 本章展望瞭工業自動化技術的未來發展方嚮。重點介紹瞭工業4.0、智能製造、工業互聯網等概念，並分析瞭人工智能（AI）、大數據、雲計算、邊緣計算等前沿技術在自動化領域的應用前景，如智能決策、預測性維護、自主優化控製等。此外，還討論瞭機器人技術、虛擬現實（VR）/增強現實（AR）在工業自動化中的應用，以及低代碼/無代碼開發平颱在係統集成和應用開發中的作用。 第十五章 典型行業應用案例分析 本章通過詳細分析不同行業（如電力、石化、冶金、食品、製藥、汽車製造等）的典型自動化控製係統應用案例，幫助讀者理解書中理論知識的實際應用。每個案例都將從係統設計、關鍵技術選型、實施過程、運行效果以及麵臨的挑戰等方麵進行深入剖析，展示自動化技術如何解決實際生産中的難題，提高生産效率、産品質量和能源利用率。 第十六章 附錄 本章包含一些有用的參考資料，如常用工業自動化術語匯編、相關國傢/行業標準目錄、常用通信協議對照錶、典型工業控製元件的技術參數參考等，為讀者提供更便捷的查閱和參考。 本書內容豐富，理論與實踐相結閤，圖文並茂，適閤從事工業自動化控製係統設計、開發、維護和管理工作的工程師、技術人員以及相關專業的學生閱讀。通過學習本書，讀者將能夠深刻理解工業電氣自動化控製係統的原理和技術，掌握係統設計與應用的核心技能，並能更好地應對工業自動化領域不斷湧現的新挑戰和新機遇。
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目錄資訊
前言緒論第1篇 電介質的電氣強度第1章 氣體的絕緣特性與介質的電氣強度 1.1 氣體放電的基本物理過程 1.1.1 帶電質點的産生 1.1.2 帶電質點的消失 1.1.3 電子崩與湯遜理論 1.1.4 巴申定律及其適用範圍 1.1.5 不均勻電場中的氣體放電 1.2 氣體介質的電氣強度 1.2.1 持續作用電壓下的擊穿 1.2.2 雷電衝擊電壓下的擊穿 1.2.3 操作衝擊電壓下空氣的絕緣特性 1.2.4 大氣條件對氣體擊穿的影響 1.2.5 提高氣體擊穿電壓的措施 1.3 固體絕緣錶麵的氣體沿麵放電 1.3.1 界麵電場的分布 1.3.2 均勻電場中的沿麵放電 1.3.3 極不均勻電場中的沿麵故電 1.3.4 絕緣子的汙穢放電 1.3.5 提高沿麵放電電壓的措施 習題與思考題第2章 液體的絕緣特性與介質的電氣強度 2.1 液體電介質的極化與損耗 2.1.1 液體電介質的介電常數 2.1.2 液體電介質的損耗 2.2 液體電介質的電導 2.2.1 液體電介質的離子電導 2.2.2 液體電介質的電泳電導與華爾屯定律 2.2.3 液體電介質在強電場下的電導 2.3 液體電介質的擊穿 2.3.1 高度純淨去氣液體電介質的電擊穿理論 2.3.2 含氣純淨液體電介質的氣泡擊穿理論 2.3.3 工程純液體電介質的雜質擊穿 習題與思考題第3章 固體的絕緣特性與介質的電氣強度 3.1 固體電介質的極化與損耗 3.1.1 固體電介質的介電常數 3.1.2 固體電介質的損耗 3.2 固體電介質的電導 3.2.1 固體電介質的離子電導 3.2.2 固體電介質的電子電導 3.2.3 固體電介質的錶麵電導 3.3 固體電介質的擊穿 3.3.1 固體電介質的熱擊穿 3.3.2 固體電介質的電擊穿 3.3.3 不均勻電介質的擊穿 習題與思考題第2篇 電氣絕緣與高電壓試驗第4章 絕緣的預防性試驗 4.1 絕緣電阻、吸收比與泄漏電流的測量 4.1.1 絕緣電阻與吸收比的測量 4.1.2 泄漏電流的測量 4.1.3 目前常用的絕緣電阻測試方法 4.2 介質損耗角正切的測量 4.2.1 西林電橋測量法的基本原理 4.2.2 西林電橋測量法的電磁乾擾 4.2.3 西林電橋測量法的其他影響 因素 4.3 局部放電的測量 4.3.1 局部放電測量的基礎 4.3.2 局部放電測量的脈衝電流法 4.3.3 局部放電測量的非電檢測法 4.4 絕緣油性能檢測 4.4.1 絕緣油的電氣試驗 4.4.2 油中溶解氣體的氣相色譜分析 4.4.3 絕緣油的高效液相色譜分析 習題與思考題第5章 電氣絕緣高電壓試驗 5.1 工頻高電壓試驗 5.1.1 工頻高電壓的産生 5.1.2 工頻高電壓的測量 5.1.3 絕緣的工頻耐壓試驗 5.2 直流高電壓試驗 5.2.1 直流高電壓的産生 5.2.2 直流工頻高電壓的測量 5.2.3 絕緣的直流耐壓試驗 5.3 衝擊高電壓試驗 5.3.1 衝擊高電壓的産生 5.3.2 衝擊高電壓的測量 5.3.3 絕緣的衝擊耐壓試驗 習題與思考題第6章 電氣絕緣在綫檢測 6.1 變壓器油中溶解氣體的在綫檢測 6.1.1 絕緣故障與油中溶解氣體 6.1.2 油中溶解氣體的在綫檢測 6.1.3 油中氣體分析與故障診斷 6.2 局部放電在綫檢測 6.2.1 局部放電的在綫檢測係統 6.2.2 局部放電分析與故障診斷 6.3 介質損耗角正切的在綫檢測 6.3.1 高壓電橋法 6.3.2 相位差法 6.3.3 全數字測量法 習題與思考題第3篇 過電壓防護與絕緣配閤第7章 輸電綫路和繞組中的波過程 7.1 均勻無損單導綫上的波過程 7.1.1 波傳播的物理概念 7.1.2 波動方程及解 7.1.3 波速和波阻抗 7.1.4 前行波和反行波 7.2 行波的摺射和反射 7.2.1 綫路末端的摺射、反射 7.2.2 集中參數等效電路(彼德遜法則) 7.2.3 波的多次摺射、反射 7.3 波在多導綫係統中的傳播 7.4 波在傳播中的衰減與畸變 7.4.1 綫路電阻和絕緣電導的影響 7.4.2 衝擊電暈的影響 7.5 繞組中的波過程 7.5.1 變壓器繞組中的波過程 7.5.2 鏇轉電機繞組中的波過程 習題與思考題第8章 雷電過電壓及其防護 8.1 雷電放電和雷電過電壓 8.1.1 雷雲的形成 8.1.2 雷電放電過程 8.1.3 有關的雷電參數 8.1.4 雷電過電壓的形成 8.2 防雷保護設備 8.2.1 避雷針防雷原理及保護範圍 8.2.2 避雷綫防雷原理及保護範圍 8.2.3 避雷器工作原理及常用種類 8.3 電力係統防雷保護 8.3.1 輸電綫路的防雷保護 8.3.2 發電廠和變電所的防雷保護 8.4 接地的基本概念及原理 8.4.1 接地概念及分類 8.4.2 接地電阻、接觸電壓和跨步電壓 8.4.3 接地和接零保護習題與思考題第9章 操作過電壓與絕緣配閤 9.1 切除空載綫路過電壓 9.1.1 産生原理 9.1.2 影響因素和降壓措施 9.2 空載綫路閤閘過電壓 9.2.1 發展過程 9.2.2 影響因素和降壓措施 9.3 切除空載變壓器過電壓 9.3.1 發展過程 9.3.2 影響因素和限製措施 9.4 斷續電弧接地過電壓 9.4.1 發展過程 9.4.2 防護措施 9.5 絕緣配閤 9.5.1 絕緣配閤的原則與方法 9.5.2 變電站電氣設備絕緣水平的確定 9.5.3 架空輸電綫路絕緣水平的確定 習題與思考題附錄 附錶1 普通閥式避雷器的電氣特性 附錶2 電站用磁吹閥式避雷器(FCZ係列)的電氣特性 附錶3 保護鏇轉電機用磁吹閥式避雷器(FCD係列)的電氣特性 附錶4 典型交流無間隙金屬氧化物避雷器的電氣特性(GB 11032-2000)參考文獻
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矮油，這書當年樣本齣來的時候，我還跑去交到學校科技處，結果一著急還拿錯瞭，不過當年導師對我還挺好的，沒罵我~~~
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