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页数:328

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出版时间:2009-3

价格:24.00元

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isbn号码:9787115128324

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《现代工业自动化控制系统维护与故障诊断实践指南》 内容简介 本书旨在为电气工程师、自动化技术人员、设备维护专家以及相关专业的学生提供一本全面、深入且高度实用的工业自动化控制系统维护与故障诊断的实战手册。随着工业4.0和智能制造的深入推进，现代工厂对自动化系统的依赖性日益增强，系统的可靠性与高效运行成为企业核心竞争力的关键。本书聚焦于当前工业现场最主流的几大控制系统架构，通过理论阐述与海量案例分析相结合的方式，构建一套系统的、可操作的维护与故障排除方法论。 本书内容涵盖了从基础的传感器、执行器选型与校验，到复杂的PLC、HMI、SCADA系统的架构理解、编程逻辑分析，再到现代工业网络通信协议（如Ethernet/IP, Profinet, Modbus TCP）的诊断与优化。我们深入探讨了如何运用先进的诊断工具和技术，快速定位并解决生产线上的突发故障，最大限度地减少停机时间。 第一部分：工业自动化系统基础与架构解析 本部分首先回顾了现代工业控制系统的基本构成要素，包括过程感知层（传感器与变送器）、控制执行层（执行器与驱动器）、核心控制层（PLC/DCS）以及监控与管理层（SCADA/MES）。我们详细解析了不同电气元件的工作原理、选型标准及常见的电气连接规范，强调了安全操作规程在维护工作中的首要地位。 传感器技术深度剖析： 重点讲解了压力、温度、流量、液位等关键过程变量的智能传感器，包括其数字输出（如4-20mA HART协议）的调试与线性化验证。书中特别辟出章节，讲解如何通过电桥平衡、补偿电路和噪声抑制技术来保证信号的准确性。 驱动与运动控制基础： 详细介绍交流变频驱动器（VFD）的拓扑结构、参数设置与电机匹配。针对伺服系统，本书不仅讲解了基本的定位模式，还探讨了闭环反馈系统的校准（如PID增益的初步调整）与高速脉冲信号的干扰抑制。 第二部分：可编程逻辑控制器（PLC）的深入维护与故障排除 PLC作为现代工业的“大脑”，其维护能力是衡量技术人员专业水平的核心标准。本部分以市场占有率最高的几大品牌（如西门子S7系列、罗克韦尔ControlLogix/CompactLogix、三菱FX/Q系列）为例，进行深入的技术剖析。 系统架构与诊断端口应用： 详细说明了不同PLC硬件冗余方案的切换逻辑，以及如何利用诊断缓冲区、在线监控表和硬件状态指示灯快速判断CPU模块、I/O卡件或电源模块的故障。 程序逻辑分析与调试： 本书超越了简单的“梯形图阅读”，强调了结构化编程（功能块、数据块、函数）在复杂系统中的应用。我们提供了系统的故障树分析（FTA）方法论，指导工程师如何通过追踪程序变量的实时状态，逆向推导出PLC逻辑执行过程中的错误点，例如定时器/计数器溢出、数据类型转换错误或中断优先级冲突。 输入输出（I/O）模块的隔离与测试： 针对现场频繁出现的I/O点失效问题，本书提供了使用万用表、示波器和专用测试仪对数字量（DI/DO）和模拟量（AI/AO）模块进行隔离测试的详细步骤，确保故障定位在现场仪表层还是控制层。 第三部分：工业网络通信与数据完整性诊断 现代自动化系统严重依赖可靠的网络通信。本部分是本书的亮点之一，着重于解决通信延迟、数据丢失和网络中断等复杂问题。 主流工业以太网协议详解： 详细对比了Profinet、Ethernet/IP、Modbus TCP在时间同步（如MRP/DLR）和报文结构上的差异。书中配有大量实际抓包分析的截图，教读者如何使用Wireshark等工具，解读TCP/IP层和应用层数据包，识别循环时间超限、帧丢失或IP地址冲突等网络层面的错误。 现场总线（Fieldbus）维护： 针对PROFIBUS DP/PA、Foundation Fieldbus等传统现场总线的维护，本书提供了电缆阻抗匹配、终端电阻的正确设置，以及如何使用特定的现场总线分析仪诊断总线上的“噪声”和“帧冲突”。 远程访问与网络安全： 探讨了工业DMZ的建立，以及如何在保证生产系统安全的前提下，实现对远程资产的访问和维护，包括VPN配置、防火墙规则的审查和访问控制列表（ACL）的管理。 第四部分：人机界面（HMI）与监控系统（SCADA）的维护 HMI和SCADA是操作员与控制系统交互的窗口。本书关注如何确保这些界面的信息准确性和操作的流畅性。 数据连接与历史趋势分析： 讲解了HMI与PLC之间通过OPC Server或直接驱动通信的配置与维护。重点在于如何恢复丢失的历史数据库（Historian），以及如何对采集到的过程数据进行趋势分析，以发现设备性能的缓慢退化（如阀门卡涩、泵效能下降）。 画面逻辑与报警管理： 涵盖了报警等级的设定、报警屏蔽的审计追踪，以及如何优化HMI画面加载速度，确保在紧急情况下操作员能迅速获取关键信息。 第五部分：高级故障诊断工具与预防性维护策略 本书最后一部分聚焦于前瞻性的维护思维和工具应用。 热成像技术在电气维护中的应用： 如何利用红外热像仪检测高压开关柜、变压器和动力柜中的接头松动、过载导致的局部过热，并给出温度阈值的安全建议。 振动分析与电机状态监测： 简要介绍如何结合电机的电流、电压特征和振动数据，提前预警轴承磨损、不对中或转子断条等机械故障。 数字化维护与文档管理： 强调了建立完善的设备台账、维护记录和程序版本控制的重要性，利用CMMS（计算机化维护管理系统）实现从被动维修向预测性维护的转变。 总结 《现代工业自动化控制系统维护与故障诊断实践指南》以“快速、准确、安全”为指导原则，力求将复杂的控制理论转化为工程师在车间一线可以直接应用的知识和技能。本书内容深度与广度兼备，是任何致力于提升工业现场自动化系统维护水平的专业人士不可或缺的工具书。

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这本书的排版和装帧设计非常用心，拿到手里就能感受到制作的诚意。封面色彩搭配沉稳又不失现代感，字体选择清晰易读，即使是初次接触电气设备维修的人也能感到亲切。内页纸张的质感也很好，不是那种廉价的纸张，久翻不易损坏，对于经常需要对照参考的实操书籍来说，这一点尤为重要。书本的尺寸设计也考虑到了便携性，既能保证图表的清晰度，又方便随身携带到工作现场进行查阅和对比。更值得称赞的是，书中的插图和示意图，线条流畅，结构分明，每一个关键部件的标识都非常精准，这对于理解复杂的电路原理和设备构造至关重要。很多技术书籍的图示往往模糊不清，导致理解困难，但这本书在这方面做得非常出色，几乎可以说是教科书级别的插图质量。整体来看，从视觉到触感，这本书都传递出一种专业和可靠的信号，让人在阅读之前就对学习内容充满了期待，也为后续的学习打下了良好的物质基础。

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我最欣赏这本书中对故障排除逻辑的系统化构建。很多时候，电工的工作不是“会修”，而是“会找问题在哪里”。这本书没有简单地罗列故障和对应维修方案，而是提供了一套完整的、层层递进的排故思维框架——从宏观的电源确认到微观的元件测试。它强调了“排除法”在电气诊断中的核心地位，引导读者首先检查最容易出错或最基础的部分（例如保险丝、断路器），然后再逐步深入到复杂的控制回路中。这种自上而下的分析方法，极大地提高了诊断效率，避免了盲目拆卸和替换昂贵的部件。书中关于万用表和钳形电流表的正确使用技巧，以及如何通过简单的电压、电阻测量来定位断点和短路点的实例，几乎可以作为独立的实操手册来使用，对于提升现场处理突发故障的能力有立竿见影的效果。

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我必须指出这本书在知识更新方面的努力，这一点对于电气维修行业尤其宝贵。在这个技术迭代极快的领域，过时的手册很快就会失去参考价值。这本书显然涵盖了当前主流的工业自动化控制元件，特别是对新型变频器和PLC基础接口的介绍非常及时和到位。它不仅仅关注传统的电机和开关设备，还花了不少篇幅讲解了如何对带有智能传感器的现代设备进行初步的诊断和维护，这极大地拓宽了读者的技能边界。对于想要从传统低压电工向机电一体化方向发展的同行来说，这本书提供了一个非常平滑的过渡路径。它避免了过于深奥的编程语言细节，而是侧重于现场工程师需要掌握的I/O诊断和基础参数配置，把握得非常精准，既不让初学者望而却步，也让有经验的人感到内容充实且前沿。

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这本书的理论深度和实用性达到了一个令人惊喜的平衡点。它并没有像某些入门书籍那样，仅仅停留在表面概念的罗列，而是深入浅出地讲解了电气设备工作背后的物理原理和电子学基础。例如，在讲解继电器和接触器的工作机制时，作者不仅展示了接线图，还详细剖析了电磁吸合过程中的力学与电磁学原理，这使得读者在面对故障排查时，不再是死记硬背故障代码，而是能够真正理解“为什么”会发生故障。这种深度思考的能力，是真正成为一名合格电工的关键。同时，它对实际操作的指导也极其到位，每一步检修流程都标注得清清楚楚，配有实景照片或高精度剖面图，让读者能够迅速将书本知识转化为工作技能。我特别欣赏它对安全规范的强调，每一章节都嵌入了详尽的安全操作规程，充分体现了对一线工作者生命安全的重视，这比单纯的技能传授更有价值。

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这本书的行文风格非常具有个人特色，读起来完全没有传统技术手册那种干巴巴的、令人昏昏欲睡的感觉。作者似乎是一位经验极其丰富、并且非常热爱教学的老师，他的语言幽默风趣，善于用生活中的例子来类比复杂的电气现象。比如，在解释电容充放电的延迟效应时，他竟然拿“水管里装了一个皮球”来做比喻，一下子就让那个晦涩的概念变得生动起来。这种亲切的叙事方式极大地降低了学习的心理门槛。更重要的是，在讲解疑难杂症时，作者会插入一些“老电工的经验之谈”或“前辈的教训”，这些基于多年一线实践的总结，比标准化的教科书描述更具参考价值和指导意义，让人感觉像是在一位技术大师的旁边接受一对一的辅导，而不是在埋头苦读。

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