工厂电气控制技术

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出版者:
作者:张运波 编
出品人:
页数:219
译者:
出版时间:2001-7
价格:24.70元
装帧:
isbn号码:9787040098358
丛书系列:
图书标签:
  • 电气控制
  • 工厂自动化
  • PLC
  • 变频器
  • 电机控制
  • 传感器
  • 控制电路
  • 工业电气
  • 自动化技术
  • 电气工程
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具体描述

《工厂电气控制技术》是教育部高职高专规划教材,是在充分汲取了高等工程专科教育多年来的改革成果的基础上编写而成的。全书紧密结合工厂实际情况,注重介绍目前应用较多的新型低压电器、工厂常用的电气控制线路及典型电气设备,并从工程应用角度出发,介绍了电气控制系统的设计、安装与调试方法,同时配有实例和较多的习题。全书共6章,主要内容有主电路常用的低压电器、控制电路常用的电器元件、继电接触式自动控制系统、典型生产机械电器控制线路、电气控制系统的设计与安装、电气控制实训等。《工厂电气控制技术》可作为高等职业学校、高等专科学校、成人高校及本科院校举办的二级职业技术学院和民办高校的“工厂电气控制设备”、“工厂电气控制技术”等课程的教材,也可供有关专业师生、从事现场工作的技术人员参考。

工业自动化与智能制造:从基础到前沿的深度解析 图书名称:工业自动化与智能制造:从基础到前沿的深度解析 图书简介: 在当今以数字化、网络化和智能化为核心特征的第四次工业革命浪潮中,制造业正经历着前所未有的深刻变革。本书《工业自动化与智能制造:从基础到前沿的深度解析》旨在为工程技术人员、科研工作者、高校师生以及所有关注制造业升级转型的专业人士,提供一套全面、系统且极具实践指导意义的知识体系。它聚焦于构建未来工厂的核心技术脉络,涵盖了从传统的工业控制系统理论到尖端的人工智能在制造领域的应用,构建起一座连接理论与实际、连接当前与未来的知识桥梁。 第一部分:工业控制系统的演进与核心架构 本部分深入剖析了现代工业控制系统的发展历程,并详细阐述了当前主流系统的技术细节与应用范例。 1.1 过程控制理论的深化与优化: 我们将超越基础的PID控制范畴,探讨先进过程控制(APC)技术,特别是模型预测控制(MPC)在复杂、耦合性强过程中的应用优势。内容包括非线性模型获取、约束处理、以及在化工、冶金等连续生产线上的实际部署案例。重点分析如何通过先进算法提升过程的稳定性和经济性。 1.2 分散控制系统(DCS)与可编程逻辑控制器(PLC)的深度融合: 详细对比了DCS和PLC在系统架构、冗余设计、实时性要求上的差异,并着重探讨了两者在大型集成项目中的协同工作模式。对于PLC部分,本书将详述现代基于EtherCAT、PROFINET等高速现场总线的I/O架构,以及IEC 61131-3标准下不同编程语言(如ST、SFC)在故障诊断与安全逻辑实现中的最佳实践。 1.3 工业网络与现场总线技术全景: 系统梳理了工业通信协议的历史沿革,从传统的HART、Fieldbus发展到工业以太网(IP)。重点剖析Ethernet/IP、PROFINET IO、CC-Link IE等主流协议的帧结构、实时性保障机制(如时间敏感网络TSN的基础概念),以及如何构建一个多层级、高可靠性的工业信息传输网络。 第二部分:人机界面(HMI)与数据可视化的高级应用 有效的人机交互是保障操作安全与效率的关键。本部分着眼于超越传统界面的范畴,探讨如何利用数据驱动的界面设计提升决策支持能力。 2.1 现代SCADA系统架构与数据集成: 阐述了新一代SCADA系统如何从传统的监控层面跃升至数据采集、分析与优化平台。内容覆盖数据历史记录(Historian)的设计原则、高并发数据接入策略,以及如何确保海量操作数据的完整性与可追溯性。 2.2 沉浸式可视化与操作员辅助系统: 探讨了三维(3D)可视化技术在工厂设计验证(Digital Twin的前期应用)和复杂设备操作指导中的应用。重点介绍基于增强现实(AR)技术的远程专家指导系统,如何通过叠加操作步骤或实时参数,显著缩短故障排除时间。 第三部分:制造执行系统(MES)与信息集成 MES是连接生产车间和企业资源计划(ERP)的桥梁,本部分详述了如何通过MES实现生产的精细化管理和透明化运作。 3.1 MES的功能模块深度解析: 详细解析了制造资源管理(MRM)、生产调度与作业管理(Scheduling & Dispatching)、质量管理(QM)、设备综合效率(OEE)实时计算等核心模块的设计思路和技术实现。特别关注如何设计灵活的数据模型以适应不同行业的生产模式(如批量生产与离散装配)。 3.2 ISA-95模型与数据交换标准: 基于ISA-95/IEC 62264标准框架,详细说明了L1/L2/L3层级之间数据接口的标准化定义,包括使用OPC UA作为企业级信息模型交换的中间件技术。探讨如何构建可靠的“数据孤岛”打破策略。 第四部分:智能制造的核心驱动力——工业物联网(IIoT)与边缘计算 智能制造的基础是海量设备数据的采集、汇聚与实时分析。本部分聚焦于实现这一目标的关键技术。 4.1 工业物联网(IIoT)的端到端架构: 系统阐述了IIoT的传感器层、网络层、平台层和应用层的完整技术栈。着重分析针对工业环境的低功耗广域网(LPWAN)在资产追踪中的应用,以及如何确保海量连接设备的安全性。 4.2 边缘计算(Edge Computing)在实时控制中的角色: 区别于云计算的集中处理模式,本书强调边缘计算在保障低延迟决策、减少网络带宽压力上的不可替代性。内容包括边缘数据预处理算法的部署、容器化技术(如Docker、Kubernetes)在工业边缘节点上的应用,以及实现“数据本地化”的策略。 第五部分:前沿技术在制造优化中的实践 本部分探索了人工智能、大数据分析与数字孪生技术如何赋能下一代工厂的预测性维护和工艺优化。 5.1 预测性维护(PdM)的数据科学方法: 深入讲解了从时序振动、温度、电流数据中提取特征(Feature Engineering)的过程。详细介绍基于深度学习(如LSTM、Transformer模型)的时间序列分析方法,用于故障早期预警。涵盖了模型训练、在线部署、以及报警阈值的动态调整机制。 5.2 数字孪生(Digital Twin)的建模与仿真: 详细区分了物理模型孪生、数据驱动孪生和混合孪生。重点阐述如何通过集成CAD/CAE数据与实时IIoT数据,构建一个能够进行“What-If”分析的动态数字模型,用于工艺参数的优化和生产瓶颈的识别。 5.3 制造过程中的机器学习应用: 讨论了监督学习、无监督学习在产品质量缺陷检测(结合机器视觉)和工艺参数自适应优化中的具体应用场景。强调了工业场景下模型可解释性(XAI)的重要性,确保操作员能够理解和信任AI的决策。 结语:面向未来的智能工厂构建蓝图 本书最终将整合以上所有技术模块,描绘出未来高度柔性化、自适应化工厂的系统蓝图。它不仅是技术的集合,更是一份指导企业实现“工业4.0”战略的路线图。读者将获得一套结构化、跨学科的知识体系,为应对复杂的工业挑战做好充分准备。

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读后感

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用户评价

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我是一个习惯通过大量图示和实例来学习知识的人,传统的文字描述对我来说,往往晦涩难懂,学习效率极低。因此,在翻阅这本书之前,我内心是抱着怀疑态度的。但这本书的排版和图文结合的方式,完全超出了我的预期。每一项重要的概念、每一个接线步骤,几乎都有相应的、比例准确的电气原理图或实物接线图辅助说明,这极大地降低了理解的门槛。特别是书中对安全规范的强调,通过图示明确标出了“禁止带电操作区域”和“紧急停车按钮的布局要求”,这种直观的警示比单纯的文字描述有效得多。再者,书中对一些经典控制回路,比如星三角启动、软启动器的应用场景对比,都配有动画流程图(虽然是静态的,但想象空间很大),使得复杂的动态过程变得一目了然。我感觉这本书的设计者真正理解了技术学习者的痛点,用最直接、最有效的方式将知识“翻译”了出来。对于那些需要快速掌握实际操作技能的培训机构或者在职人员,这本书的“可视化”教学风格,绝对是一个巨大的加分项。

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这本书给我的感觉是它具有极强的“工具书”属性,而不仅仅是一本教科书。我发现自己并不是需要从头到尾按顺序阅读它,而是更倾向于把它放在工作台边,需要查询特定技术点时,立刻就能找到答案。例如,当我需要快速回顾一下伺服电机与步进电机的精度差异,或者查找某个特定品牌变频器故障代码的含义时,得益于其清晰的章节划分和详尽的索引,我总能在短时间内定位到所需信息。书中对不同标准(如IEC和NEMA)在设计和应用上的细微差别也有涉及,这在进行跨国项目合作或设备引进时显得尤为重要。此外,书中附带的一些计算表格和换算工具,虽然可能在网络上也能找到类似资源,但将其统一并嵌入到相关的理论章节中,大大减少了我在工作流程中频繁切换软件或查找资料的时间。这本书的价值在于其内容的“即时可用性”和对细节的精准把握,让它成为了我工具箱中不可或缺的一部分,极大地提升了我的现场决策效率。

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这本书简直是为我这种初入行的新手量身定做的!我一直对工厂里的那些复杂设备和自动控制系统感到既好奇又有点畏惧,每次看到那些密密麻麻的电路线路图和PLC编程指令,头都大了。这本书的叙述方式非常贴近实际操作,它没有一上来就堆砌那些高深的理论,而是从最基础的电路原理、继电器控制讲起,一步步引导读者进入电气控制的世界。尤其让我印象深刻的是关于变频器选型和参数设置那一章,讲解得极其细致,连不同负载类型对驱动性能的要求都分析得清清楚楚,配图也非常清晰,让我这个“小白”也能很快理解其中的奥妙。书中还穿插了不少实际的故障排查案例,这些经验之谈对于我们这些在现场会遇到各种突发状况的人来说,简直是无价之宝。读完前几章,我感觉自己对工厂里那些闪烁的指示灯和嗡嗡作响的电机,不再是一无所知了,而是有了一种掌控感。这本书不只是教会你“怎么做”,更重要的是让你明白“为什么这么做”,这种由浅入深的逻辑构建,让学习过程变得既扎实又充满乐趣。对于希望系统性提升自己电气技能的朋友,这本书绝对是不可多得的良师益友。

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作为一名有多年经验的老工程师,我对市面上大部分的教材都持保留态度,它们往往要么过于偏重理论的陈述,缺乏与现代工业现场的有效衔接,要么就是内容零散,不成体系。然而,这本关于电气控制技术的书,在广度与深度上达到了一个令人惊喜的平衡。它对新型传感器和工业总线技术的介绍,紧跟了当前工业4.0的步伐,特别是对EtherCAT和Profinet在实时控制中的应用分析,提供了一些非常具有前瞻性的见解。我特别欣赏它在系统集成方面的内容,不仅仅停留在单个设备的介绍,而是深入探讨了如何构建一个稳定、高效的自动化生产线。书中的高级控制策略部分,比如模糊逻辑和神经网络在过程控制中的应用尝试,虽然有些前沿,但作者的阐述方式避免了过度学术化,让读者能够理解其核心思想和潜在价值。整体来看,这本书的知识体系构建得非常完善,逻辑链条清晰,对于那些想要从传统继电控制升级到现代分布式控制系统的技术人员来说,无疑是一份极好的参考资料,能够帮助我们快速适应技术迭代带来的挑战。

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阅读完这本关于电气控制的书籍后,我最大的感受是它成功地建立了一种“系统思维”的培养路径。很多同类书籍侧重于部件的原理,但这本书更注重于如何将这些部件有机地整合进一个连续、可靠的生产流程中去思考问题。它不仅仅讲解了继电器如何工作,更重要的是阐述了如何利用继电器逻辑来构建一个具备联动互锁功能的生产节拍控制系统。在探讨人机界面(HMI)设计时,作者没有停留在界面的美观,而是深入分析了信息层级结构对操作员认知负荷的影响,强调了如何通过有效的HMI设计来减少误操作的风险。这种从“元件”到“系统”再到“人机交互”的递进式思考,让我对自动化系统的理解上升到了一个新的高度。它教会我不能只关注眼前的那个开关或那个传感器,而是要将目光投向整个生产链条的稳定性与可维护性。这本书的深度和广度,使其不仅适用于初学者建立基础框架,更适合资深人士进行系统优化和架构升级时的理论支撑。

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