Electrical Systems Technology Circuits Motors Generators Controls pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Mcgraw-Hill Ryerson Ltd

作者:Walter L. Bartkiw

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1986-06

价格:USD 34.53

装帧:Hardcover

isbn号码:9780075487982

丛书系列:

图书标签:

• 电气系统
• 电路
• 电机
• 发电机
• 控制系统
• 电力技术
• 电子技术
• 工业自动化
• 电气工程
• 技术教育

好的，这是一份关于一本名为《工业过程自动化与控制系统：理论、应用与实践》的图书简介，它不包含《Electrical Systems Technology Circuits Motors Generators Controls》中的内容，并力求详实。 --- 图书名称：《工业过程自动化与控制系统：理论、应用与实践》 图书简介 引言：迈向智能制造的核心驱动力 在现代工业生产的宏伟蓝图中，过程自动化与控制系统扮演着无可替代的核心角色。它们是实现高效生产、提高产品质量、保障操作安全以及优化资源配置的基石。随着工业4.0和智能制造浪潮的推进，对复杂过程的精确控制、实时监控以及系统集成能力的要求达到了前所未有的高度。《工业过程自动化与控制系统：理论、应用与实践》正是在这样的时代背景下应运而生，旨在为工程技术人员、自动化专业学生以及希望深入理解现代工业控制架构的专业人士，提供一套系统、深入且具备高度实战指导价值的知识体系。 本书并非聚焦于传统的电气机械原理或单一的电力元件，而是将视角完全投向了信息、算法与工业流程的深度融合。我们探讨的重点是“如何使复杂的物理和化学过程在无需人工干预的情况下，按照预设的目标稳定、可靠、最优地运行”。 第一部分：自动化控制系统的基础理论与架构 本部分为理解现代控制系统的理论基石。我们从经典的控制论出发，详细阐述了反馈控制、前馈控制、比例-积分-微分（PID）控制算法的数学模型、特性分析及其在不同工业场景中的调优方法。不同于侧重于电机运行机理的论述，本书强调的是信号的传递、误差的修正与系统的稳定性。 核心内容包括： 1. 系统辨识与建模： 如何将一个真实的物理过程（如温度、压力、流量）转化为可供控制器分析的数学模型（如传递函数、状态空间模型）。 2. 经典控制理论的深入解析： 详细讲解了奈奎斯特图、波德图等工具在系统稳定性和性能分析中的应用，并引入了先进的鲁棒控制和自适应控制的基本概念。 3. 时域与频域分析： 侧重于分析系统对不同输入信号的响应特征，为选择合适的控制器参数打下理论基础。 第二部分：可编程逻辑控制器（PLC）的原理与应用 PLC是现代工业控制系统的“中枢神经”。本书对PLC的讲解是基于逻辑编程与离散事件处理的视角，而非对内部电子元件或电力驱动电路的深入分析。我们详细介绍了主流PLC厂商（如西门子、罗克韦尔等）的硬件架构、编程范式及其在顺序控制中的应用。 重点涵盖： 1. 指令集与编程语言： 深入讲解梯形图（LD）、指令表（IL）、结构化文本（ST）和功能块图（FBD）的编程实践，强调逻辑流程的构建与维护。 2. I/O 寻址与数据管理： 阐述如何高效地管理输入输出点、内部寄存器和数据块，这是构建复杂控制逻辑的前提。 3. 中断处理与高速计数： 探讨PLC如何处理高优先级事件，如运动控制中的定位和计数任务，这关乎到生产节拍的精准控制。 第三部分：分布式控制系统（DCS）与过程控制 对于大型、连续性流程工业（如石化、冶金、电力），DCS是实现集中监控和管理的首选方案。本书将DCS视为一个集成化的信息管理平台，重点分析其架构的冗余性、数据通信的可靠性以及多回路的协同控制。 内容细则包括： 1. DCS的系统层级架构： 从现场层（传感器、执行器）到控制层（控制器、功能模块），再到操作员站（HMI）和历史数据库。 2. 先进过程控制（APC）： 详细介绍模型预测控制（MPC）在处理多变量耦合系统中的优势与实现细节，这是超越传统PID控制的关键技术。 3. 安全仪表系统（SIS）： 探讨如何依据IEC 61508/61511标准设计和配置独立的安全联锁系统，确保在主控制系统失效时，过程安全仍能得到保障。 第四部分：人机界面（HMI）与工业通信网络 现代控制系统要求操作员能够直观、高效地了解和干预生产过程。HMI的设计和底层工业网络的可靠性是实现这一目标的关键。 本书着重于： 1. HMI的设计原则与可视化技术： 探讨如何设计符合人机工程学的界面，有效传达工艺状态、报警信息和操作指导，避免信息过载。 2. 工业通信协议栈： 深入分析OPC UA、Modbus TCP/IP、EtherNet/IP等主流工业以太网协议的结构、数据封装与安全机制。这些协议是实现跨设备、跨平台数据交换的桥梁，与电机或变压器本身的电气连接特性无关。 3. 数据采集与历史趋势分析： 讲解如何构建可靠的数据采集系统（SCADA/Historian），并将采集到的数据转化为生产优化决策的依据。 第五部分：工业物联网（IIoT）与预测性维护 展望未来，控制系统正加速向基于云端和边缘计算的智能架构演进。本书最后一部分探讨了如何利用IIoT技术对传统控制系统进行“智能化升级”。 关键主题包括： 1. 边缘计算在控制中的角色： 如何在现场设备侧进行数据预处理、快速决策，减少对中央服务器的依赖。 2. 基于数据驱动的健康管理（PHM）： 重点介绍如何利用传感器数据、振动分析、热成像等非直接控制信号，结合机器学习算法，实现对关键设备（如泵、阀门）的故障预测与健康评估，从而优化维护计划，而非单纯关注电机的转速和电流参数。 总结 《工业过程自动化与控制系统：理论、应用与实践》提供了一张从底层逻辑到上层决策、从单回路到复杂多变量系统的全面路线图。它致力于培养工程师具备系统思维和跨学科整合能力，能够设计、部署和维护那些驱动全球制造业运转的复杂智能系统，其核心在于信息的流动、算法的实现和流程的优化，而非单纯的电能转换和传输。 ---

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这本书的价值，在于它提供了一个从底层元器件到高级系统集成的完整技术光谱。我特别欣赏它在“控制”这个章节中的处理方式，它并没有将现代工业控制仅仅等同于某个特定品牌（如西门子或罗克韦尔）的产品手册，而是专注于底层控制理论，例如PID控制器的参数整定方法。书中关于比例、积分、微分参数对系统动态特性的影响的描述，简直是教科书级别的梳理，每一个参数的微小变动如何影响超调、衰减速度和稳态误差，都被图表化地展示出来。更重要的是，它将这些理论与实际的伺服系统和变频器（VFD）的调试界面联系起来，让你明白，那些在面板上旋动的旋钮，背后代表着多么深刻的数学原理。这本书真正做到了“授人以渔”，它培养的不是操作员，而是能够理解、优化并最终设计出更具鲁棒性系统的技术专家。读完后，我感觉自己对整个工业电气领域的理解框架都变得更加坚固和完整了。

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这本书在描述电气控制系统的演进和现代应用方面，展现出了令人耳目一新的深度与广度。我特别欣赏它对继电器逻辑控制到PLC编程过渡的处理方式。很多教材在讲到PLC时，往往会突然拔高，让初学者感到无所适从，但这本书的过渡是极其平滑的。它先是详细分析了传统继电器梯形图的局限性，然后非常巧妙地将这些继电器逻辑“翻译”成标准的梯级指令结构，再引入PLC的基本指令集。这种“翻译”过程极大地降低了初学者的学习曲线。我感觉作者一定是在实际的自动化项目中有过多年经验，才能如此精准地把握读者的困惑点。此外，书中对传感器和执行器的选型标准，以及如何处理电磁兼容性（EMC）问题的讨论，也远超出了普通教材的范畴，更像是高级工程师之间的经验分享。这让我意识到，设计一个可靠的电气系统，远比单纯会写几行代码或接对几个线要复杂得多，它涉及到对物理世界干扰的深刻理解。

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如果用一个词来形容这本书的阅读体验，那一定是“严谨而不失趣味”。它的专业术语运用得极其精准，但作者总能在关键时刻穿插一些历史上的里程碑事件或者一些工程师圈子里的“行话”，使得枯燥的工程技术描述变得生动起来。比如，在讨论三相系统的平衡与不平衡对中性线电流的影响时，作者引用的那个关于老式工厂配电网络实际负载不均衡的案例，让我立刻明白了为什么在某些特定应用场景中，中性线的载流能力必须被严肃对待。这本书的配图质量也值得称赞，那些电气符号和接线图，清晰到连我这个戴着老花镜的读者都能一眼分辨出主回路和控制回路的区别。它很少使用那种空泛的形容词，而是用数据说话，用规范来支撑论点。这种“用事实和标准说话”的叙事方式，让这本书的权威性不言而喻，它不是在“教”你知识，而是在“训练”你像一个专业的电气工程师那样思考问题。

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翻开这本书，我立刻被它那种扎实、面向实践的风格所吸引。它不像一些理论书籍那样，一上来就堆砌复杂的公式和抽象的概念，而是很自然地将我们带入一个真实的工作场景。比如，它在讲解电路基础时，不仅仅停留在欧姆定律和基尔霍夫定律的推导上，而是用大量图示和实际故障案例来阐释这些定律在实际线路排查中的应用。我印象最深的是关于电机启动和制动部分，作者似乎深谙工程师在现场遇到的痛点，对不同类型的启动器——直接启动、星三角启动、自耦变压器启动的详细剖析，简直就是一本现场操作手册。更难得的是，它没有避开“老旧”设备的技术，比如直流电机的分励、串励控制，而是用一种尊重历史、面向未来的态度去讲解，这对于那些需要在老旧工厂维护设备的技术人员来说，简直是如获至宝。整本书的结构安排非常清晰，逻辑链条一环扣一环，从最基础的元器件识别，到复杂的控制逻辑设计，读起来毫不费力，真正做到了理论与实践的完美结合，读完后感觉自己的“动手能力”和“看图能力”都得到了质的飞跃。

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坦率地说，我过去对“发电机”这个主题一直抱有一种敬畏感，觉得它太宏大、太偏理论了。然而，这本书成功地将发电机和交流电力系统的复杂性拆解成了可理解的模块。它对同步电机和异步电机的原理区分，不只是停留在书本上那种“励磁”与“感应”的区别，而是深入探讨了它们在电网并联时的瞬态响应和稳定裕度。书中关于电压调整器（AVR）和调速器（Governor）的工作原理图示，清晰到我几乎能想象出内部的反馈回路是如何实时修正输出的。最让我感到惊喜的是，它没有回避变压器的故障分析，特别是匝间短路和铁芯饱和的案例分析，这部分内容在其他强调“新建”或“优化”的教材中往往会被简化。这本书的态度是全面的——不仅要学会搭建，更要学会诊断和抢修。这种对系统全生命周期的覆盖，让我对电力系统的整体认识提高了一个层次。

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