常用控製電路設計及應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周潤景，謝亞楠編著 著

圖書標籤:

• 控製電路
• 電路設計
• 電子技術
• 模擬電路
• 數字電路
• 應用電路
• 實用電路
• 電路原理
• 電子工程
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店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121322648

商品編碼：15957516684

齣版時間：2017-07-01

作  者:周潤景,謝亞楠 編著 定  價:39.8 齣 版 社:電子工業齣版社 齣版日期:2017年07月01日 頁  數:184 裝  幀:平裝 ISBN:9787121322648 ●項目1數控鎖相環調速電路
●設計任務
●基本要求
●總體思路
●係統組成
●模塊詳解
●總體電路仿真
●電路闆布綫圖
●實物照片
●思考與練習
●項目1數控鎖相環調速電路
●設計任務
●基本要求
●總體思路
●係統組成
●模塊詳解
●總體電路仿真
●電路闆布綫圖
●實物照片
●思考與練習
●部分目錄

內容簡介

本書精選瞭22個典型的控製電路應用案例（項目）,對常用控製電路的基本原理、工作特性、技術參數及應用進行瞭介紹，每個項目包含設計任務、基本要求、總體思路、係統組成、模塊詳解、軟件設計、調試與仿真、PCB版圖、實物測試、思考與練習、特彆提醒11個欄目。這些案例均來源於作者多年的實際科研項目，因此具有很強的實用性。通過對本書的學習和實踐，讀者可以很快掌握常用控製電路設計的基礎知識及應用方法。 周潤景,謝亞楠 編著 周潤景，教授，中國電子學會不錯會員，IEEE/EMBS會員，國傢自然科學基金項目"高速數字係統的信號與電源完整性聯閤設計與優化”等多項重量、省部級科研項目負責人，主要從事模式識彆與智能係統、控製工程的研究與教學工作，具有豐富的教學與科研經驗。

《工業自動化控製係統集成與故障診斷》 前言 在現代工業生産領域，自動化控製係統已成為提升效率、保障安全、優化資源配置的核心驅動力。從基礎的離散製造到復雜的流程工業，精確、可靠的自動化控製係統不僅是企業競爭力的體現，更是實現智能化生産的基石。本書旨在為廣大工程師、技術人員及相關專業學生提供一個全麵、深入的工業自動化控製係統集成與故障診斷的理論框架和實踐指導。我們將跳脫齣單一元器件或基礎電路的應用範疇，聚焦於整個係統的層麵，探討如何將各種自動化技術有機地融閤，構建齣高效、穩定的工業生産流程，並在係統運行過程中，掌握一套係統性的故障分析與排除方法。 第一章：工業自動化控製係統的架構與組成 本章將係統地闡述工業自動化控製係統的整體架構，揭示其作為復雜工程體係的本質。我們將深入剖析構成自動化控製係統的關鍵要素，並詳細介紹它們之間的相互關係和協同工作機製。 1.1 自動化控製係統的分層模型： 現場級（傳感器與執行器）： 介紹各類工業現場常用的傳感器（如溫度、壓力、流量、位移、液位傳感器等）的原理、選型原則及其在工業環境下的可靠性要求。同時，深入講解各種執行器（如電動執行器、氣動執行器、液壓執行器、變頻器、伺服驅動器等）的工作原理、性能特點以及在不同應用場景下的匹配選擇。我們將強調現場級設備作為係統“感知”和“動作”單元的重要性，以及它們在數據采集和指令執行中的關鍵作用。 控製級（PLC、DCS、IPC）： 詳細介紹可編程邏輯控製器（PLC）的硬件結構、指令係統、編程軟件及其在離散製造業中的廣泛應用。講解分布式控製係統（DCS）的特點、係統架構、組態方式及其在連續流程工業中的優勢。對比分析工業個人計算機（IPC）在自動化控製中的角色，尤其是在數據處理、高級控製和人機交互方麵的應用。本節將側重於不同控製器類型在處理不同控製任務時的適應性和適用性。 管理與監控級（SCADA、MES）： 闡述監控與數據采集係統（SCADA）的功能，包括實時數據監測、曆史數據存儲、報警管理、報錶生成等，以及其在提升生産過程可視化水平中的作用。講解製造執行係統（MES）的內涵，包括生産計劃調度、物料追蹤、質量管理、設備管理等方麵，以及MES與SCADA、ERP係統之間的集成關係，旨在實現生産過程的精細化管理。 信息與決策級（ERP）： 簡要介紹企業資源規劃（ERP）係統在企業整體運營中的地位，並探討自動化控製係統産生的數據如何為ERP係統提供決策支持，實現從生産執行到企業管理的縱嚮集成。 1.2 典型工業自動化控製係統的構成： 過程控製係統： 重點分析化工、冶金、電力等流程工業中，用於連續變量控製的係統構成，包括PID控製算法的應用、反饋迴路的設計、前饋控製的引入等。 離散製造控製係統： 介紹機床、裝配綫、機器人等離散製造業中的控製係統構成，包括順序控製、運動控製、伺服控製等技術在其中的應用。 綜閤自動化係統： 探討當今大型工業項目如何集成多種控製技術，構建涵蓋過程控製、離散控製、運動控製以及高級管理功能的綜閤性自動化係統。 第二章：工業通信網絡與協議 在日益互聯的工業環境中，高效、可靠的通信網絡是實現自動化控製係統協同工作的生命綫。本章將深入探討各種工業通信網絡的技術特點、協議規範以及在實際應用中的選擇策略。 2.1 工業以太網： 標準以太網在工業環境中的挑戰與解決方案： 討論傳統以太網在實時性、可靠性、魯棒性方麵遇到的問題，以及交換機、工業級網卡、冗餘機製等如何應對。 實時工業以太網協議： 詳細介紹EtherNet/IP, PROFINET, EtherCAT等主流實時工業以太網協議的工作原理、特點、優勢及應用領域。我們將重點分析其在時間敏感性應用中的錶現，以及如何實現毫秒級甚至微秒級的通信。 工業以太網交換機與拓撲結構： 介紹不同類型的工業以太網交換機（如非網管型、網管型、PoE交換機），並探討星型、環型、總綫型等常見網絡拓撲結構在工業應用中的優缺點。 2.2 現場總綫技術： AS-i總綫、PROFIBUS、CANopen等現場總綫的原理與應用： 介紹現場總綫作為一種低成本、高效率的工業通信方式，如何取代傳統的點對點接綫。深入分析AS-i總綫在簡單傳感器/執行器連接中的經濟性，PROFIBUS在復雜控製係統中的靈活性，以及CANopen在嵌入式係統中的廣泛應用。 現場總綫與工業以太網的比較與融閤： 分析現場總綫與工業以太網在通信速率、帶寬、實時性、成本、集成度等方麵的差異，並探討兩者如何在混閤網絡架構中協同工作。 2.3 串行通信與無綫通信： RS-232, RS-485等串行通信接口的特點與應用： 介紹RS-232在點對點通信中的應用，以及RS-485在多點通信和長距離傳輸中的優勢。 工業無綫通信技術： 探討Wi-Fi, LoRa, NB-IoT, 5G等無綫通信技術在工業自動化領域的應用潛力，包括設備互聯、移動監控、遠程診斷等方麵。 2.4 協議轉換與網關技術： 不同通信協議之間的互聯互通： 介紹協議轉換器和網關在實現異構網絡通信中的重要作用，以及如何構建跨協議的通信體係。 第三章：工業自動化控製係統的集成與實施 本章將聚焦於工業自動化控製係統的實際集成過程，從項目規劃、設備選型到係統調試，為讀者提供一套係統的實施指南。 3.1 項目需求分析與方案設計： 明確控製目標與技術要求： 如何通過與客戶的溝通，準確理解生産工藝流程，定義自動化控製係統的核心功能和性能指標。 係統架構設計與設備選型： 基於需求分析，設計閤理的係統架構，並根據功能、性能、可靠性、成本等因素，科學選擇PLC、HMI、傳感器、執行器、通信設備等關鍵組件。 網絡設計與通信規劃： 確定工業通信網絡的拓撲結構、傳輸介質、通信協議，確保係統內各節點之間信息流暢。 3.2 PLC程序設計與HMI組態： PLC編程規範與方法： 介紹結構化編程、指令錶、梯形圖、功能塊圖、順序功能圖等編程方式，強調代碼的可讀性、可維護性和模塊化設計。 HMI（人機界麵）設計原則： 講解如何設計直觀、易於操作的人機界麵，包括屏幕布局、控件選擇、報警顯示、趨勢圖繪製等，以提升操作人員的工作效率和安全性。 數據通信與同步： 探討PLC與HMI之間的數據交換機製，包括變量映射、數據類型匹配、通信周期設置等。 3.3 係統集成與現場布綫： 設備安裝與連接： 規範設備安裝的要求，包括機櫃布局、散熱、防塵、防震等，以及傳感器、執行器、控製櫃等設備的電氣連接。 信號傳輸與乾擾抑製： 介紹屏蔽綫、接地、濾波等抗乾擾措施，確保信號在傳輸過程中的完整性和準確性。 3.4 係統調試與優化： 單元調試與聯調： 對單個設備、模塊進行獨立調試，然後逐步進行係統集成調試，最終實現整套係統的協同運行。 性能測試與參數優化： 針對控製精度、響應速度、穩定性等關鍵指標進行測試，並根據測試結果調整控製參數，優化係統性能。 安全審計與風險評估： 在係統上綫前，進行全麵的安全檢查，識彆潛在的安全隱患，並製定相應的應對措施。 第四章：工業自動化控製係統的故障診斷與排除 本章將係統地介紹工業自動化控製係統中常見的故障類型、診斷方法和排除策略，幫助工程師快速定位和解決問題，最大限度地減少停機時間。 4.1 故障分析方法論： 從現象到本質的思維過程： 引導讀者建立一套邏輯清晰的故障分析框架，從觀察到的異常現象齣發，逐步縮小故障範圍，直至定位根本原因。 係統性分析法： 運用“分而治之”的原則，將復雜的係統分解為若乾個子係統或模塊，逐個進行排查。 排除法： 通過逐一驗證各組件的功能，排除已知正常的部件，從而鎖定故障點。 因果分析法： 追溯故障發生的根本原因，避免頭痛醫頭、腳痛醫腳的錶麵化處理。 4.2 常見故障類型與診斷技巧： 傳感器故障： 信號漂移、斷路、短路、零點偏移、量程不匹配等。診斷方法包括檢查接綫、信號測量、替換傳感器、對比參考值等。 執行器故障： 動作遲緩、卡死、反嚮、過載、漏油/漏氣等。診斷方法包括檢查電源、信號、負載、機械部分，並進行手動測試。 PLC/控製器故障： 程序錯亂、輸入/輸齣點失靈、通信中斷、硬件損壞等。診斷方法包括檢查指示燈、監控程序運行狀態、使用診斷工具、內存備份恢復等。 通信網絡故障： 綫纜損壞、接頭鬆動、通信協議錯誤、節點失聯、通信速率不匹配等。診斷方法包括檢查綫纜、接頭、網絡拓撲，使用網絡診斷工具，檢查通信參數設置。 電源與配電故障： 電壓不穩定、缺相、過載、接地不良等。診斷方法包括使用萬用錶、鉗形錶測量電壓、電流，檢查斷路器、熔斷器。 HMI故障： 觸摸屏失效、畫麵顯示異常、數據刷新延遲、報警不觸發等。診斷方法包括檢查通信連接、軟件設置、硬件功能。 4.3 故障診斷工具與技術： 示波器、萬用錶、鉗形錶等基本測量儀器： 介紹這些常用工具在測量電壓、電流、波形等方麵的應用。 PLC診斷工具與軟件： 介紹PLC廠商提供的在綫監視、診斷、調試軟件，如何利用其功能進行程序邏輯分析和硬件狀態查看。 網絡分析儀與協議抓包工具： 講解如何利用這些工具監測網絡流量，分析通信數據包，定位網絡層麵的問題。 紅外熱像儀： 應用於檢測電氣連接點、電機、變壓器等發熱異常。 4.4 故障預防與維護策略： 建立設備運行記錄與維護檔案： 詳細記錄設備的運行時間、維護曆史、故障情況，為故障預測和分析提供依據。 定期檢查與保養： 製定科學的設備檢查和維護計劃，包括清潔、緊固、潤滑、參數校驗等，延長設備壽命。 備品備件管理： 閤理儲備關鍵易損件，縮短故障發生後的更換時間。 人員培訓與技能提升： 加強對操作和維護人員的培訓，提升其對自動化係統的理解能力和故障處理能力。 第五章：案例分析與實踐應用 本章將選取幾個典型的工業自動化控製係統集成與故障診斷的實際案例，通過具體項目的分析，加深讀者對本書理論知識的理解，並提供可藉鑒的實踐經驗。 5.1 流程工業連續生産綫自動化升級案例： 項目背景與控製需求分析。 係統集成方案設計與實施過程。 關鍵控製環節的挑戰與解決方案。 係統運行中遇到的典型故障及排除過程。 5.2 離散製造智能化工廠改造案例： 生産綫自動化與信息化集成。 機器人協同作業與運動控製。 MES係統與PLC係統的深度融閤。 生産效率提升與質量追溯。 故障診斷在生産效率優化中的作用。 5.3 能源管理與節能控製係統案例： 能耗監測與數據采集。 基於SCADA的智能調度與優化。 能源效率分析與故障預警。 結語 工業自動化控製係統是現代工業發展的動脈，掌握其集成技術與故障診斷能力，意味著掌握瞭提升生産效率、降低運營成本、保障生産安全的關鍵技能。本書力求在理論深度與實踐指導之間找到平衡點，希望能夠為廣大讀者提供一條清晰的學習路徑，幫助大傢在工業自動化的浪潮中，成為一名優秀的係統工程師和故障排除專傢。在日新月異的技術變革中，持續學習和實踐是永恒的主題，願本書成為您在工業自動化領域探索前進的寶貴夥伴。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在自動化領域摸爬滾打多年的工程師，我閱覽過不少關於控製係統的書籍，但《常用控製電路設計及應用》這本書，卻以其獨特的視角和紮實的乾貨，給我留下瞭深刻的印象。它並沒有刻意追求新穎的理論，而是專注於那些在實際工程中應用最廣泛、最核心的控製電路。 我尤其欣賞作者在講解一些經典控製電路時，所注入的深厚工程經驗。例如，在介紹伺服控製係統時，書中不僅講解瞭基本原理，還詳細闡述瞭如何根據實際負載情況進行參數整定，以及如何處理常見的抖動和超調問題。這些細節的處理，往往是決定一個控製係統能否穩定可靠運行的關鍵。 這本書的邏輯結構也非常清晰，從基礎的元器件入手，逐步過渡到各種典型應用場景下的控製係統設計。它不僅僅是提供瞭一個“模闆”，而是教會我如何理解和分析實際問題，並在此基礎上進行創新性的設計。書中的一些關於故障診斷和維護的內容，也為我們一綫工程師提供瞭寶貴的參考。總而言之，這是一本值得反復研讀的實用性很強的書籍。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直就是一本寶藏！作為一個對電路設計充滿好奇但又有些許畏懼的愛好者，我一直想找到一本能夠讓我係統學習控製電路的書。市麵上琳琅滿目的書籍，有的過於理論化，看得我頭昏腦脹；有的又過於淺顯，無法深入瞭解。直到我遇到瞭《常用控製電路設計及應用》，我纔找到瞭真正適閤我的那本。這本書的語言非常生動有趣，作者仿佛是一位經驗豐富的老師，循循善誘地引導我一步步走進控製電路的奇妙世界。 從最基礎的繼電器控製，到稍復雜的邏輯控製，再到更高級的PLC應用，這本書都進行瞭詳盡而清晰的闡述。它不是簡單地羅列公式和圖紙，而是通過大量的實際案例，讓我能夠直觀地理解每一個電路的工作原理以及它們在實際生産中的應用。我特彆喜歡書中的“疑難解答”和“經驗之談”部分，這些都是作者多年實踐積纍下來的寶貴經驗，能夠幫助我避開許多新手常犯的錯誤，少走彎路。而且，書中提供的電路圖也都非常規範、清晰，配閤文字說明，很容易就能理解。 書中的知識點循序漸進，難度適中，既不會讓初學者感到 overwhelming，又能讓有一定基礎的讀者溫故知新。我最欣賞的是作者在講解每一個控製電路時，都會從其基本功能、組成部分、工作原理、典型應用等多個角度進行分析，並且還會針對不同應用場景給齣優化建議。這種深度和廣度兼備的講解方式，讓我能夠真正掌握控製電路的設計思路和方法，而不是僅僅停留在死記硬背的層麵。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述方式，讓我想起瞭當年我第一次接觸到電力係統分析時的那種茅塞頓開的感覺。作者在講解每一個控製電路的原理時，都力求用最簡潔明瞭的語言，配閤精美的圖示，將復雜的概念化繁為簡。這對於我這樣在非電氣專業背景下，希望瞭解控製電路設計的讀者來說，無疑是莫大的幫助。 我最喜歡書中關於“如何從需求齣發進行控製電路設計”的部分。它並非直接給齣各種電路圖，而是先引導讀者分析實際需求，明確控製目標，然後纔能逐步選擇閤適的元器件和設計控製邏輯。這種“由外嚮內”的設計思路，讓我能夠更好地理解控製電路設計的整體流程。 書中的很多案例都具有很強的代錶性，涵蓋瞭工業生産中常見的各種控製場景，比如生産綫自動化、機器人控製、樓宇自動化等。通過對這些案例的學習，我能夠看到不同控製電路的組閤應用，以及它們如何在實際環境中發揮作用。而且，書中對於不同控製技術的比較和選擇，也給瞭我很大的啓發。我不再是盲目地選擇某種技術，而是能夠根據項目特點，做齣最適閤的決策。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，在翻閱《常用控製電路設計及應用》之前，我對於“控製電路”這個概念，還停留在比較模糊的認知階段。我隻知道它在工業自動化中扮演著重要角色，但具體如何設計，又有哪些核心要素，我一直沒有一個清晰的概念。這本書的齣現，徹底改變瞭我的這種看法。 它從最基礎的邏輯門電路，到固態繼電器、光電耦閤器等關鍵器件的原理和應用，都做瞭極其詳盡的講解。作者並沒有直接跳到復雜的係統設計，而是非常有耐心地從每一個小的功能模塊入手，一步步構建起完整的控製係統。讓我印象深刻的是，書中對不同類型控製器的優缺點進行瞭詳細的對比分析，這讓我能夠根據實際需求，做齣更明智的方案選擇。 更重要的是，書中的案例分析非常貼閤實際生産需求，例如針對不同行業的設備，如何設計相應的控製係統。這些案例不僅僅是理論的堆砌，而是包含瞭從需求分析、方案設計、元器件選型到最終實現的全過程。這對於我這樣希望將理論知識轉化為實際技能的讀者來說，簡直是量身定做的。書中的一些圖錶和流程圖也非常直觀，大大降低瞭理解門檻。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容，讓我想起瞭我大學時期第一次接觸到自動控製原理的場景。那時的我，對於那些復雜的數學模型和抽象的理論概念感到十分睏惑，總覺得離實際應用很遙遠。而這本《常用控製電路設計及應用》，則像是為我搭建瞭一座連接理論與實踐的橋梁。它並沒有迴避那些理論上的深度，但卻是以一種更加貼近工程實際的方式來呈現。 書中對各種控製元件的特性和選型原則進行瞭深入的剖析，這對於我來說是極其寶貴的。我之前常常為如何選擇閤適的傳感器、執行器或者保護元件而苦惱，這本書為我提供瞭清晰的指導。它不僅僅是告訴你“是什麼”，更重要的是告訴你“為什麼”以及“如何做”。通過對不同工業場景的案例分析，我能夠看到這些理論知識是如何轉化為實際可用的解決方案的，這極大地激發瞭我學習的興趣和動力。 而且，作者在講解過程中，經常會穿插一些關於係統可靠性、安全性和經濟性的考量，這讓我意識到，一個好的控製電路設計，不僅僅是功能的實現，更要注重其綜閤性能。書中的一些關於抗乾擾設計和故障診斷的章節，對我日後的工程實踐也大有裨益。它讓我明白，一個成熟的控製係統，背後需要考慮的因素遠比我想象的要多。