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书名: 常用低压电器原理及其控制技术(第2版)
作者: 王仁祥
出版社: 机械工业出版社
出版日期:2009-01-01
ISBN:9787111248743
字数:
页码:456
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装帧:平装
开本:16开
定价:49元
编辑推荐
本书系统地介绍了电气控制系统的基本原理、单元控制环节、控制线路分析、电气控制系统的设计原理与方法、电气工艺设计的基本知识。本书可供从事电气工程及自动化、生产过程自动化领域的工程技术人员阅读,也可作为高等学校电气工程、工业自动化、自动控制类等专业的教材和教学参考书及企业电气工程技术人员的培训教材,中等工业学校类似专业也可选用。
目录
第2版前言
第1版前言
绪论
第1章 常用低压电器的基本原理
1.1 概述
1.1.1 常用低压电器的分类
1.1.2 我国低压电器的发展概况
1.1.3 国内外低压电器的发展趋势
1.2 常用低压电器的基本问题
1.2.1 电器的触头和电弧
1.2.2 电磁机构
1.3 低压电器的主要技术性能指标和参数
1.3.1 主电路电器和控制电器
1.3.2 有关低压电器的主要技术性能、参数的概念
1.3.3 电气控制中的颜色标志
1.4 电气制图规则
1.4.1 电气制图标准
1.4.2 电气工程图及技术文件
1.4.3 电气控制技术中常用的图形、文字符号
第2章 常用低压电器
2.1 概述
2.2 隔离器、刀开关
2.2.1 隔离器、刀开关的基本概念
2.2.2 开启式刀开关
2.2.3 熔断器式刀开关
2.2.4 负荷-隔离开关
2.2.5 隔离开关熔断器组
2.2.6 负荷开关
2.2.7 隔离器、刀开关的选用、安装与操作
2.3 低压断路器
2.3.1 低压断路器的结构与工作原理
2.3.2 塑料外壳式断路器
2.3.3 万能式断路器
2.3.4 智能型万能式断路器
2.3.5 智能型塑料外壳式低压断路器
2.3.6 模数化小型断路器
2.3.7 剩余电流动作保护装置
2.3.8 低压断路器的选择与应用-
2.3.9 配电系统接地型式
2.4 接触器
2.4.1 接触器的结构与工作原理
2.4.2 常用典型交流接触器简介
2.4.3 机械联锁交流接触器
2.4.4 切换电容器接触器
2.4.5 低压交流真空接触器
2.4.6 直流接触器
2.4.7 接触器的主要特性参数与选用原则
2.4.8 接触器常见故障分析
2.5 热继电器“
2.5.1 热继电器的工作原理
2.5.2 常用热继电器简介
2.5.3 三相异步电动机断相运行分析
2.5.4 热继电器的选用
2.6 熔断器
2.6.1 熔断器的结构与工作原理
2.6.2 常用典型熔断器简介
2.6.3 熔断器的选用
2.7 继电器
2.7.1 继电器的结构原理与分类
2.7.2 小型电磁式继电器
2.7.3 时间继电器
2.7.4 温度继电器
2.7.5 固态继电器
2.7.6 可编程逻辑控制继电器
2.7.7 继电器的选用
2.8 主令电器
2.8.1 控制按钮和指示灯
2.8.2 行程开关
2.8.3 接近开关
2.8.4 转换开关
2.8.5 主令控制器
2.8.6 主令电器的一般选用原则
2.9 电磁执行机构
2.9.1 电磁铁
2.9.2 电磁阀
2.9.3 电磁制动器
2.10 电气安装附件
2.10.1 接线座与接插件
2.10.2 安装附件
第3章 电气控制的基本原理
3.1 逻辑控制的基本概念
3.1.1 数字逻辑与继电逻辑
3.1.2 电气控制的逻辑函数
3.1.3 继电逻辑控制线路的逻辑函数
3.1.4 逻辑控制线路的逻辑设计方法
3.1.5 梯形图逻辑
3.2 三相异步电动机的基本控制环节
3.2.1 起停、自锁和点动控制环节
3.2.2 可逆控制与互锁环节
3.2.3 联锁控制与互锁控制
3.2.4 多地点控制
3.2.5 自锁、互锁和联锁的逻辑关系
3.3 三相交流电动机的起动控制
3.3.1 星一三角减压起动控制线路
3.3.2 自耦变压器减压起动控制线路
3.3.3 三相绕线转子异步电动机的起动控制
3.3.4 固态减压软起动控制
3.4 三相异步电动机的制动控制
3.4.1 反接制动控制
3.4.2 能耗制动控制
3.4.3 速度继电器简介
3.5 三相异步电动机的转速控制
3.5.1 变压调速
3.5.2 变极调速
3.5.3 变转差率调速
3.5.4 通用变频器调速
3.6 逻辑控制系统
3.6.1 逻辑控制系统的原理
3.6.2 顺序控制的原理
3.6.3 顺序功能图(sFc)程序设计语言
3.6.4 布尔逻辑指令
3.6.5 西门子SIMATIcs7PLC简介
3.7 电气控制系统的控制与保护环节
3.7.1 电气系统故障与电气安全
3.7.2 电流型保护
3.7.3 电压型保护
3.7.4 位置控制与保护
3.7.5 温度、压力、流量、转速等物理量的控制与保护
3.8 电气控制线路分析基础
3.8.1 电气控制系统的一般功能原理
3.8.2 PID控制
3.8.3 电气控制线路分析的内容
第4章 电气控制系统设计
4.1 电气控制设计基础
4.1.1 电气控制系统设计的基本方法
4.1.2 电气控制设计的若干规则
4.2 电气传动基础
4.2.1 电气传动系统的概念
4.2.2 电气传动方式
4.2.3 典型生产机械传动方案的选择
4.3 电气控制线路的设计方法
4.3.1 电气控制设计方法
4.3.2 电气控制线路的逻辑表达式
4.4 电气工艺设计基础
4.4.1 电气工艺设计的主要内容
4.4.2 电气设备总体配置设计
4.4.3 电气柜、箱及非标准零件的设计
4.4.4 设计示例
4.5 电气控制线路计算机辅助设计
4.5.1 Protel99简介
4.5.2 Protel99的功能特点
4.5.3 Protel99在电气控制线路设计中的应用
第5章 可通信低压电器与现场总线
5.1 概述
5.2 低压电器数据通信的技术基础
5.2.1 低压电器数据通信的概念
5.2.2 网络控制的内容
5.3 OSI参考模型简介
5.4 现场总线基础
5.4.1 现场总线的技术特点和优点
5.4.2 现场总线通信协议模型
5.4.3 现场总线控制系统的访问方法
5.4.4 现场总线的网络拓扑
5.4.5 现场总线的主要产品
5.4.6 现场总线控制系统的类型
5.4.7 现场总线PROFIBUS+PROFInet
5.4.8 现场总线DeviceNet
5.4.9 MODBUS通信协议
5.5 可通信低压开关电器简介
5.6 智能化配电系统简介
参考文献
精彩书摘
第1章 常用低压电器的基本原理
1.1 概述
低压电器包括配电电器和控制电器两大类,是组成成套电气设备的基础配套元件。本书将“低压电器”定义为:根据使用要求及控制信号,通过一个或多个器件组合,能手动或自动分合额定电压在直流(DC)1200V、交流(AC)1500V及以下的电路,以实现电路中被控制对象的控制、调节、变换、检测、保护等作用的基本件称为低压电器。采用电磁原理构成的低压电器元件,称为电磁式低压电器;利用集成电路或电子元件构成的低压电器元件,称为电子式低压电器;利用现代控制原理构成的低压电器元件或装置,称为自动化电器、智能化电器或可通信电器;根据电器的控制原理、结构原理及用途,又可有终端组合式电器、智能化电器和模数化电器等。
本书主要介绍常用低压电器及一些新型电器的结构、工作原理、用途及其应用,不涉及元件的设计、制造。另外,介绍它们的图形符号及文字符号,为电气控制电路设计打下基础。
1.1.1 常用低压电器的分类
低压电器的种类繁多,功能多样,用途广泛,结构各异,其分类方法亦很多,通常按下列方法分类。
1.按用途和功能分类
(1)控制电器控制电器是指主要用于控制受电设备,使其达到预期要求的工作状态的电器元件。如转换开关、按钮、接触器、继电器、熔断器及控制设备等。用于开关设备的控制设备中作控制、信号、联锁用的电器称为控制电路电器。控制设备是指主要用来控制受电设备的开关电器及这些开关电器和相关联的控制、测量、保护及调节设备的组合的通称,也指由这些电器和设备及相关联的内连接线、辅助件、外壳和支持结构件的组合件。
(2)配电电器配电电器是指主要用于低压配电电路,对电路及设备进行保护及通断、转换电源或负载的电器。如刀开关、隔离器、熔断器、低压断路器、负荷开关等。
(3)终端电器 终端电器是用于线路末端的一种小型化、模数化的组合式开关电器,可根据需要,组合成对电路和用电设备进行配电、保护、控制、调节、报警等功能,包括各种小型化断路器、智能单元、信号指示、防护外壳和附件等。
(4)执行电器执行电器是指用于完成某种控制动作的电器,如电动操作机构、电磁铁、电磁离合器等。
(5)可通信电器可通信低压电器的基本特征是带有通信接口,如RS232/RS485接口等,可与工业网络连接,进行网络化控制。如智能化断路器、智能化接触器、通用变频器、可编程序控制器、软起动器及各种智能控制器等。
内容简介
本书详细介绍了电气工程中常用低压电器、智能电器的基本结构、工作原理和选用方法;固态软起动器、变频器、可编程控制继电器等新型低压电器的基本原理及应用;可通信低压电器的基本原理及现场总线网络技术等。系统地介绍了电气控制系统的基本原理、单元控制环节、控制线路分析、电气控制系统的设计原理与方法、电气工艺设计的基本知识。并简要介绍了应用计算机绘制电气工程图的基本知识。书中介绍了国内外低压电器的*新技术、新产品及其应用和发展方向。全书图文并茂,理论联系实际,侧重于实际应用,便于自学。
本书可供从事电气工程及自动化、生产过程自动化领域的工程技术人员阅读,也可作为高等学校电气工程、工业自动化、自动控制类等专业的教材和教学参考书及企业电气工程技术人员的培训教材,中等工业学校类似专业也可选用。
这本书《常用低压电器原理及其控制技术(第2版)》给我的整体感觉是,它在“原理”和“技术”之间找到了一个绝佳的平衡点,但其侧重点却明显偏向于“技术”的落地应用,尤其是在解决一些复杂工程问题时,显得尤为得心应手。书中在讨论到继电器控制电路设计时,并没有局限于基本的逻辑门电路的实现,而是通过大量案例,例如自动售货机、楼宇自动化系统中的典型控制场景,来展示如何利用不同功能的继电器(如时间继电器、计数继电器、逻辑继电器)以及它们的组合,来完成高度自动化的过程控制。我特别喜欢的是,作者在讲解过程中,常常会跳出“教科书式”的讲解模式,而是用一种更接近实际工程经验的语言,去描述一些看似枯燥的技术细节。例如,在讨论到电磁干扰(EMI)对控制电路的影响时,书中不仅仅提到了滤波和屏蔽的方法,还结合了实际的电磁兼容性(EMC)测试标准,以及在PCB设计和设备选型时需要注意的原则,这对于我在设计和调试自动化系统时,能有效规避一些潜在的干扰问题,提供了宝贵的参考。此外,关于PLC(可编程逻辑控制器)在低压电器控制中的应用,书中也提供了一些相当深入的见解。它不仅仅是简单地介绍PLC的输入输出模块和编程指令,而是重点讲解了如何将传统的继电器控制逻辑迁移到PLC平台,以及如何利用PLC的强大功能来实现更灵活、更复杂的控制策略,比如数据采集、通信联网以及故障报警等。这些内容,对于已经具备一定PLC基础,但希望将其与低压电器控制更紧密结合的工程师来说,非常有价值。
评分这本书《常用低压电器原理及其控制技术(第2版)》,虽然书名听起来比较传统,但其内容却充满了现代工业自动化发展的气息,尤其是在“人机交互”与“系统集成”方面,给我留下了深刻的印象。我发现,作者在讲解低压电器的基本原理时,总是会不自觉地将其与现代的HMI(人机界面)和SCADA(监控和数据采集)系统联系起来。例如,在介绍断路器和熔断器的保护功能时,书中会详细阐述这些保护信息是如何被采集、传输并显示在HMI屏幕上的,以及如何通过HMI对这些保护参数进行监控和报警设置。这让我深刻体会到,即使是基础的低压电器,在现代自动化系统中,也扮演着信息采集和执行的关键角色。更让我惊喜的是,书中关于“分布式控制”和“网络化控制”的章节。作者并没有回避这些新兴技术,而是将其与传统的低压电器控制相结合,展示了如何利用PLC、工业以太网以及现场总线等技术,构建出更为灵活、可扩展的自动化系统。例如,书中介绍了一个大型工业园区的水泵站的远程监控与控制系统,详细讲解了如何利用PLC实现对各个水泵的就地控制,并通过工业以太网将运行状态、故障信息等上传至中央控制室的SCADA系统,实现统一的监控和调度。这种将传统低压电器控制与现代信息技术深度融合的思路,对于我理解和应用最新的自动化技术,具有非常重要的指导意义。
评分这本书虽然标题是《常用低压电器原理及其控制技术(第2版)》,但读起来却感觉像是对更高级的系统集成和故障诊断技巧的一次深入探索。书中对于一些看似基础的低压电器,比如接触器、断路器,都有着超乎寻常的详尽剖析,不仅仅是停留在原理图的解释,而是深入到了它们在实际复杂控制回路中的作用,以及如何通过组合这些基础元件来实现更复杂的逻辑功能。我尤其对书中关于“死锁”和“互锁”的章节印象深刻,作者并没有简单地罗列几种常见的互锁方式,而是通过大量的实际案例,例如电机正反转控制、多台设备顺序启动等,来演示如何巧妙地利用不同类型的触点(常开、常闭、辅助触点)以及结合继电器和时间元件,构建出稳定可靠且极具鲁棒性的控制系统。这些案例的分析细致入微,常常会涉及一些我之前从未考虑过的细节点,例如触点抖动的影响、线圈驱动电流的瞬时冲击以及电磁干扰的抑制方法。对于我这样在现场经常遇到各种意想不到的控制失效问题的工程师来说,这本书提供了非常宝贵的“排雷”思路。它不仅仅教我“怎么做”,更让我理解“为什么这么做”,这种深层次的理解对于我在实际工作中快速定位问题、提出有效的解决方案至关重要。书中还穿插了大量的图表和示意图,它们并非简单的辅助说明,而是对文字描述的完美补充,将抽象的电气原理形象化,使得复杂的控制逻辑一目了然。我甚至感觉,这本书在某些方面已经超越了“低压电器”本身的范畴,触及到了整个电气自动化系统的设计理念和工程实践的精髓。
评分仔细研读《常用低压电器原理及其控制技术(第2版)》,我发现它在“原理”的深度和“技术”的广度上,都达到了一个相当高的水准,但其真正令人称道之处,在于对“控制逻辑的工程化实现”的深入挖掘。书中在阐述继电器逻辑控制时,不仅仅停留在基本的“或非”门等逻辑功能,而是进一步探讨了如何利用这些基础元件构建出更为复杂的程序化控制,例如循环控制、状态机控制等。我特别被书中关于“顺序控制”和“连锁控制”的章节所吸引。作者通过丰富的图例和文字说明,将一些看似复杂的工业自动化流程,分解成了一系列清晰可控的逻辑步骤,并展示了如何利用不同类型的触点(常开、常闭、延时触点)以及辅助继电器,来实现这些逻辑。例如,在讲解一个多工位生产线自动运行的控制逻辑时,书中细致地分析了每个工位的启动条件、运行状态、结束标志以及它们之间的相互制约关系,并最终给出了一个完整且高效的继电器控制线路图。这对于我这样需要在现场进行设备改造和升级的工程师来说,简直是“醍醐灌顶”。书中还提及了一些关于“电气柜布局”和“线缆管理”的实用技巧,这些虽然看似是辅助性的内容,但在实际工程中,对于保证控制系统的稳定运行和维护的便捷性,起着至关重要的作用。作者从热量散发、电磁干扰屏蔽、操作便利性等多个角度,给出了宝贵的建议,让我意识到,一个优秀的控制系统,不仅仅是电路设计,更是整体工程实现的艺术。
评分这本书《常用低压电器原理及其控制技术(第2版)》给我带来的最大感受是,它不仅仅是在教授“知识”,更是在传授一种“工程智慧”。在书中,我看到了作者是如何将深奥的电气原理,转化为实际工程中可操作的技术方案。我特别喜欢书中关于“状态监测”和“预测性维护”的章节。它不仅仅是简单地罗列一些监测指标,而是深入分析了这些指标与电气设备健康状况之间的关联,并且介绍了如何利用先进的传感器技术和数据分析方法,来对设备的运行状态进行实时监测,以及如何通过对监测数据的分析,来预测潜在的故障,并提前采取预防性维护措施。这对于我所在的制造企业来说,能够极大地降低非计划性停机带来的损失。此外,书中在讲解“电气回路设计”时,也展现了其独特的工程视角。它不仅仅关注电路的正确性,更关注回路的“鲁棒性”、“易维护性”和“经济性”。例如,在设计一个复杂的机床控制回路时,书中会从多个角度进行权衡,包括元件的冗余配置、接线端的合理布局、故障指示的清晰性等等,力求在满足功能要求的前提下,做到最优化的设计。这种“全方位的工程考量”,让我受益匪浅,并且直接体现在了我后续的工程设计工作中。
评分尽管书名提到了“低压电器”,但《常用低压电器原理及其控制技术(第2版)》给我的感觉,其核心内容更像是“现代工业自动化系统中的关键控制节点解析与优化”。在阅读过程中,我惊喜地发现,书中对于一些非低压电器范畴但与其密切相关的技术,也进行了相当深入的探讨。例如,在关于电机控制的部分,除了传统的接触器和热继电器控制,书中还花了相当大的篇幅来介绍伺服电机和步进电机在精密控制领域的应用,以及它们与PLC和变频器的集成方式。我尤其对书中关于“运动控制”章节的讲解印象深刻,它不仅仅是简单地介绍了这些电机的基本工作原理,更是深入剖析了它们在不同应用场景下的选型考量,如负载特性、精度要求、响应速度等,并且详细阐述了如何通过PLC的运动控制指令和伺服驱动器来实现精确的位置、速度和力矩控制。此外,书中对于“现场总线技术”的介绍,也给了我很大的启发。它并没有停留在对某个具体总线(如Modbus, Profibus)的简单介绍,而是从更宏观的角度,讲解了现场总线在现代自动化系统中的作用,如何实现设备的互联互通,如何提高系统的灵活性和可维护性,以及在选择现场总线时需要考虑的因素。这些内容,对于那些希望构建更高级、更智能的自动化系统的工程师来说,无疑是极具前瞻性的。这本书让我感觉到,它不仅仅是在教授“如何连接电线”,更是在指引“如何构建智能化的控制体系”。
评分尽管书名是《常用低压电器原理及其控制技术(第2版)》,但我却从中获得了关于“工业物联网(IIoT)时代下电气控制系统的创新与发展”的深刻见解。书中不仅仅局限于对传统低压电器的原理和应用进行讲解,更将其置于当前工业物联网的大背景下进行审视。我惊喜地发现,书中在介绍一些基础的低压电器时,都会不自觉地引申到它们在物联网应用中的角色。例如,在讲解接触器和断路器时,书中会提及如何利用它们的辅助触点和故障信号,与物联网终端进行连接,实现远程状态监测和故障报警。更让我印象深刻的是,书中关于“无线控制”和“边缘计算”的章节。作者并没有回避这些新兴技术,而是积极探讨了它们与低压电器控制的结合方式。例如,书中介绍了一个基于无线通信的远程起重机控制系统,详细阐述了如何利用无线模块取代传统的控制电缆,实现设备的灵活部署和远程操作,并结合边缘计算技术,对现场采集的数据进行初步处理和分析,减轻了对云端服务器的压力。这种将传统电气控制与前沿物联网技术有机结合的思路,让我对未来工业自动化发展有了更清晰的认识,也为我自己在工作中探索新的应用模式提供了重要的参考。
评分初拿到《常用低压电器原理及其控制技术(第2版)》,我本以为会是一本偏重理论基础和原理阐述的书籍,但实际阅读后,我发现它更像是一部关于“如何在真实工业场景中构建稳定、高效电气控制系统的实操指南”。作者在讲解每一个低压电器的工作原理时,都紧密结合了其在实际应用中的考量,比如不同型号接触器的选用标准、断路器过载保护特性曲线的解读以及如何根据负载性质选择合适的电动机保护器等。让我印象尤其深刻的是,书中在介绍变频器等新型电气设备的应用时,并没有停留在简单的“连接和设置”层面,而是深入探讨了变频器与传统低压电器的协同工作模式,以及如何通过合理的控制策略来优化变频器的性能,例如在启动和停止过程中如何避免过大的电流冲击,如何利用变频器的多段速功能来简化复杂的控制线路。此外,书中关于“故障诊断与排除”的部分,简直是一部“故障宝典”。它不仅列举了各种常见的故障现象,如电机不启动、运行不稳、过载跳闸等,还系统地分析了可能的原因,并给出了详细的排查步骤和方法。例如,在讲解电机过载跳闸时,书中会引导读者从电源、负载、电机本体以及保护装置等多个角度去分析,并且会详细说明每一步的检查要点和注意事项,这对于那些缺乏丰富现场经验的初学者来说,无疑是极大的帮助。总的来说,这本书让我感觉不仅仅是在学习低压电器的知识,更是在学习一种解决工程问题的思维方式。
评分读完《常用低压电器原理及其控制技术(第2版)》,我感觉它更像是一本关于“如何构建具有高度适应性和智能化特征的工业电气控制系统”的实用手册。书中在讲解各种低压电器的基本原理之后,总是会将其置于一个更广阔的系统背景下进行分析。我印象最深刻的是,书中关于“自适应控制”和“智能诊断”的探讨。作者并没有止步于传统的继电器逻辑,而是引入了一些更为前沿的控制理念。例如,在介绍电机起动控制时,书中会探讨如何利用变频器的软启动功能,根据负载的变化自动调整起动电流和起动时间,以达到最优的起动效果。而在故障诊断方面,书中不仅仅列举了常见的故障现象,还介绍了一些基于模型预测和专家系统的智能诊断方法,能够帮助工程师在故障发生前或发生初期,就能预警并提供初步的诊断建议。这对于减少设备停机时间、提高生产效率,具有极其重要的价值。此外,书中在“可编程控制器(PLC)应用”的部分,也展现了其独到之处。它不仅仅是简单地罗列PLC的功能,而是重点讲解了如何将PLC作为核心控制器,与各类低压电器、传感器、执行器等硬件设备进行高效集成,并强调了在PLC编程中如何体现“模块化”、“结构化”的设计思想,以提高代码的可读性、可维护性和可重用性。这些内容,对于那些希望在PLC编程方面取得更大突破的工程师,无疑是宝贵的财富。
评分这本书《常用低压电器原理及其控制技术(第2版)》虽然聚焦于低压电器,但我从中获得的许多知识,其实更偏向于“高可靠性电气系统设计与故障分析的艺术”。在书中,我看到了作者是如何将一些看似“老旧”的低压电器,在现代工业控制中赋予新的生命力的。例如,在介绍接触器选型时,书中不仅仅强调了额定电流和电压,还深入讨论了触点寿命、分断能力、操作频率以及环境适应性等关键参数,并且通过实际案例,展示了如何在恶劣工况下选择最适合的接触器,以确保系统的长期稳定运行。让我印象特别深刻的是,书中关于“冗余设计”和“失效安全”原则的阐述,它不仅仅是在理论上提到了这些概念,而是通过大量的实例,展示了如何在控制回路中巧妙地引入冗余,例如使用双路控制信号、备份电源以及多重保护逻辑,来最大程度地降低单点失效的风险。这种对系统可靠性的极致追求,让我受益匪浅。此外,书中关于“电气安全”的章节,也比我以往阅读的任何一本同类书籍都要详尽。它不仅仅是简单地罗列了相关的安全规范和标准,而是深入探讨了接地、保护、绝缘以及安全联锁等关键技术,并且结合了实际的触电事故案例,深刻地揭示了不规范操作和设计可能带来的严重后果。这种“以案说法”的方式,极大地增强了我对于电气安全重要性的认识,并促使我在未来的设计中,更加注重细节,将安全放在首位。
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