具体描述
本书从三个层面出发，系统地介绍了电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置的应用。本书注重原理知识与实践应用的结合，注重新技术的介绍，特别对于一些应用广泛的电力电子装置进行了比较详细的分析。通过对本书内容的全面学习，能够帮助读者对电力电子设备的安装、调试及维护打下坚实的基础，同时也能够获得一定的电力电子装置的设计能力。全书内容深入浅出，描述较细，具体教学时可根据学时安排选用。本书是专为高职高专院校电类专业学生编写的教材，也可作为从事电力电子技术工作的工程技术人员的参考资料。
《工业自动化系统与控制》 书籍简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的工业自动化系统构建、运行与维护的知识框架。面对当前智能制造和工业4.0浪潮对自动化技术日益增长的需求，本书聚焦于现代工业现场的实际应用，涵盖了从基础的传感器和执行器选型，到复杂的分布式控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）编程，再到人机界面（HMI）设计与数据采集（SCADA）系统的集成与优化。 第一部分：自动化基础理论与元件选型 本部分是构建扎实自动化知识体系的基石。我们首先回顾了工业控制系统的基本结构和拓扑概念，区分了集中式、分布式以及现场总线控制系统的特点与适用场景。重点讲解了工业信号的类型（模拟量、数字量、脉冲量）及其标准接口（如4-20mA、0-10V、RS-485等）的原理与抗干扰措施。 传感器技术： 详细剖析了温度、压力、流量、液位等关键工艺参数的测量技术。内容深入到各类传感器的物理原理（如电阻式、电容式、压电效应、涡街原理），并对比了它们的精度、响应速度、量程以及在特定工业环境（高温、高压、腐蚀性介质）下的可靠性选择标准。特别关注了智能传感器的发展趋势及其在物联网（IIoT）中的集成方式。 执行机构与驱动技术： 阐述了工业现场的动力执行单元，包括电磁阀、调节阀、接触器、继电器、以及各类工业电机（交流异步电机、直流电机、伺服电机、步进电机）的工作原理。深入探讨了电机驱动技术，包括传统的直接启动、星三角降压启动，以及现代高效的变频调速技术（VFD）的基本控制方式（U/f控制、矢量控制、直接转矩控制）及其在节能减排中的应用。 第二部分：可编程逻辑控制器（PLC）应用与编程 PLC是现代工业控制的核心中枢。本部分系统讲解了主流PLC系列（如西门子S7系列、罗克韦尔Logix系列、三菱FX系列）的硬件架构、I/O扩展原理以及通信接口配置。 编程语言与方法论： 严格遵循国际标准IEC 61131-3，全面介绍了五种标准编程语言：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）。本书强调结构化编程思想，通过大量实际案例（如：启停控制、连锁保护、定时器与计数器应用、数据处理）指导读者编写高效、易于维护的代码。 运动控制基础： 针对自动化生产线中对速度、位置、力矩有精确要求的场合，本书引入了基础的单轴和多轴运动控制概念。讲解了点位控制、直线插补、圆弧插补的基本逻辑实现，以及如何通过脉冲/方向信号或高速以太网协议（如EtherCAT, PROFINET Motion）与伺服驱动器进行数据交换和同步控制。 第三部分：工业网络与数据通信 现代工厂的效率依赖于数据的高速、可靠传输。本部分详述了工业通信网络的构建、配置与故障诊断。 现场总线技术： 深入分析了工业以太网技术的兴起，详细对比了Profibus DP/PA、DeviceNet、CANopen以及现代的工业以太网标准（Profinet IO, EtherNet/IP, Modbus TCP）。内容覆盖了网络拓扑设计、设备地址分配、报文结构解析以及实时性保障机制。 SCADA系统与数据集成： 讲解了监控与数据采集（SCADA）系统的核心功能——远程监控、历史数据归档、报警管理和操作指导。重点阐述了如何通过OPC UA等标准协议，实现PLC、DCS与上位机信息系统（如MES/ERP）之间的数据无缝连接，支撑生产决策的实时化。 第四部分：过程控制系统（PCS）与先进控制 对于连续性生产过程（如化工、冶金、制药），PID控制是基石。本书详细推导了PID控制算法，并深入探讨了参数整定方法，包括Ziegler-Nichols法、反应曲线法等，并引入了串级控制、前馈控制等先进控制结构，以解决复杂过程中的耦合与延迟问题。 DCS架构与应用： 介绍了集散控制系统（DCS）的整体架构、冗余设计理念和高可靠性软件平台。通过模拟真实过程场景，讲解了如何使用DCS专用的组态工具进行功能块编程、回路管理和系统切换操作，确保生产过程的平稳过渡与高可用性。 第五部分：系统集成、安全与维护 本部分关注自动化项目的工程实践和生命周期管理。 系统集成与调试： 详细介绍了自动化项目的实施流程，包括需求分析、硬件选型、软件开发、系统集成测试（SIT）和现场调试（FAT/SAT）。强调了在调试过程中，如何运用仿真工具（如虚拟调试）来提前验证控制逻辑，减少现场停机时间。 工业信息安全： 鉴于工业控制系统（ICS）面临的网络威胁日益增加，本书专门辟章节讨论了工业信息安全的基础知识。内容包括网络分段（Purdue模型）、访问控制策略、PLC固件的安全更新机制，以及如何建立基础的入侵检测与防护体系，以保障关键基础设施的安全运行。 故障诊断与维护： 提供了针对常见自动化设备故障的快速诊断流程图和排除指南。涵盖了传感器漂移、PLC输入/输出卡件故障、现场总线通信中断等问题的排查步骤，旨在提升维护工程师的现场处理效率。 本书结构严谨，理论与实践并重，特别适合高等院校自动化、电气工程及其自动化专业的学生，以及从事工业现场控制、系统集成和设备维护的工程师作为专业参考手册。
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