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韩红彪 著

图书标签:

• 电气控制
• 自动化
• PLC
• 电路设计
• 系统设计
• 工业控制
• 电机控制
• 传感器
• 控制理论
• 电力系统

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121131684

版次：1

商品编码：10616753

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十二五”机电类规划教材

开本：16开

出版时间：2011-04-01

用纸：胶版纸

页数：298

内容简介

　　《电气控制系统设计》在介绍常用低压电器结构与工作原理、基本控制电路和典型控制电路的基础上，着重阐述了继电器-接触器控制系统的设计方法，讨论了可编程控制器的组成与工作原理、硬件和软件系统及其应用，最后介绍了变频调速的原理和设计要点。内容包括：绪论，常用低压电器，基本控制电路，典型电气控制系统分析，继电器-接触器控制系统设计，可编程控制器及其应用，电气调速系统与变频器等。 　　《电气控制系统设计》从设计电气控制系统的角度出发，既保留了传统的电气控制技术内容，又在详细介绍各种电器的性能、选用原则与方法的基础上，讲述先进的可编程控制器与应用技术，变频调速的原理与变频调速系统设计要点等，展现了电气控制技术与计算机技术互相融合、综合化和开放性的发展趋势，体现了实用性与先进性。 　　《电气控制系统设计》可作为高等学校机械设计制造及自动化、机电一体化等相关专业本科教材和应用型本科院校机械工程类专业的教材，也可作为从事电气控制系统设计的工程技术人员的学习和参考用书。

目录

第1章 绪论 1.1 电气控制系统的作用与发展概况 1.1.1 电气控制系统在生产设备中的作用 1.1.2 电气控制技术的发展概况 1.2 低压电器的基本知识 1.2.1 低压电器的基本组成 1.2.2 低压电器分类与表示方法 1.3 电气控制系统基本知识 1.3.1 图形符号及文字符号 1.3.2 电气控制系统图的画法 1.3.3 电路图的阅读方法 1.3.4 电气安装接线图的阅读方法 1.4 本课程的学习内容与学习方法 1.4.1 本课程的学习内容 1.4.2 本课程的学习方法 习题与思考题 第2章 常用低压电器 2.1 接触器 2.1.1 电磁接触器的工作原理与技术参数 2.1.2 电磁接触器的型号与选用 2.2 继电器 2.2.1 中间继电器 2.2.2 热继电器 2.2.3 时间继电器 2.2.4 速度继电器 2.2.5 其他继电器 2.3 其他常用电器 2.3.1 低压开关 2.3.2 熔断器 2.3.3 按钮开关 2.3.4 行程开关 2.3.5 接近开关 2.3.6 断路器 2.3.7 信号灯 习题与思考题 第3章 基本控制电路 3.1 概述 3.1.1 按控制功能分类 3.1.2 按控制规律分类 3.2 三相笼型异步电动机的启动控制电路 3.2.1 正转控制电路 3.2.2 降压启动控制电路 3.3 三相笼型异步电动机正反转控制电路 3.3.1 正反转控制电路 3.3.2 行程控制电路 3.4 三相笼型异步电动机制动控制电路 3.4.1 机械制动控制电路 3.4.2 电气制动控制电路 3.5 双速异步电动机高低速控制电路 3.5.1 △-YY双速异步电动机定子绕组的连接 3.5.2 双速异步电动机手动变速控制电路 3.5.3 双速异步电动机自动变速控制电路 3.6 机床液压系统的电气控制电路 3.6.1 机床中常用的液压元件 3.6.2 液压动力部件控制电路 3.7 其他基本控制电路 3.7.1 点动控制 3.7.2 连锁与互锁 3.7.3 多点控制 习题与思考题 第4章 典型电气控制系统分析 4.1 分析电气控制系统的方法与步骤 4.2 普通车床的电气控制系统 4.2.1 卧式车床结构和运动 4.2.2 电力拖动特点与控制要求 4.2.3 电气控制系统分析 4.3 卧式铣床的电气控制系统 4.3.1 卧式铣床的主?结构和运动 4.3.2 电力拖动特点与控制要求 4.3.3 电气控制电路分析 4.4 双面单工位液压传动组合机床电气控制系统 4.4.1 机床结构与运动 4.4.2 电力拖动特点与控制要求 4.4.3 电气控制系统分析 4.5 起重机电气控制系统 4.5.1 起重机的结构与运动 4.5.2 电力拖动特点与控制要求 4.5.3 电气控制系统分析 4.6 数控机床控制系统简介 4.6.1 概述 4.6.2 计算机数控（CNC）系统 4.6.3 伺服控制系统 习题与思考题 第5章 继电器-接触器控制系统设计 5.1 概述 5.1.1 继电器-接触器控制系统设计的内容 5.1.2 继电器-接触器控制系统设计的原则 5.1.3 继电器-接触器控制 系统设计的方法 5.2 电动机的选用 5.2.1 电动机类型、电压和额定转速的选择 5.2.2 电动机额定功率的确定 5.3 继电器-接触器控制系统设计举例 5.3.1 电气原理图设计应注意的技术问题 5.3.2 电气控制原理图的设计步骤 5.3.3 龙门刨床横梁升降电气控制系统原理图设计 5.3.4 电气控制装置的工艺设计 习题与思考题 第6章 可编程控制器及其应用 6.1 概述 6.1.1 PLC的产生与发展 6.1.2 PLC的特点及分类 6.1.3 PLC的组成 6.1.4 PLC工作原理 6.2 FX2N系列PLC指令系统及其编程方法 6.2.1 PLC编程元件 6.2.2 PLC编程语言 6.2.3 PLC的基本逻辑指令 6.2.4 梯形图编程方法 6.3 步进指令及其应用 6.3.1 顺序控制原理 6.3.2 步进指令 6.3.3 SFC图与梯形图的转换 6.3.4 步进指令的应用 6.4 功能指令及其应用 6.4.1 功能指令的基本格式 6.4.2 功能指令应用简介 6.5 PLC特殊功能模块 6.5.1 模拟量输入模块FX2N-4AD 6.5.2 模拟量输出模块FX2N-4DA 6.5.3 高速计数模块FX2N-1HC 6.6 编程软件与应用 6.6.1 GXDeveloper编程软件 6.6.2 FX-GP/WIN-C编程软件 6.6.3 GPP编程软件 6.7 PLC控制系统设计 6.7.1 PLC系统设计概述 6.7.2 主回路与控制回路设计 6.7.3 PLC的接口电路 6.7.4 PLC安装与连接设计 6.7.5 PLC控制系统设计举例 习题与思考题 第7章 电气调速系统与变频器 7.1 电气调速概述 7.1.1 调速系统及其性能指标 7.1.2 直流调速系统 7.1.3 交流调速系统 7.2 变频调速的原理与机械特性 7.2.1 变频调速的原理 7.2.2 交流异步电动机变频调速的机械特性 7.3 变频器及其性能参数 7.3.1 变频器的分类 7.3.2 交-直-交变频器的主电路结构 7.3.3 变频器的控制方式和特点 7.3.4 变频器的性能参数 7.4 变频调速系统设计要点 7.4.1 变频调速系统设计的步骤和硬件选用 7.4.2 变频器的功能选择与参数设定 7.4.3 变频器的控制与安装 习题与思考题 参考文献

好的，这是一份关于《电气控制系统设计》的图书简介，其内容旨在详细介绍该主题的关键要素，同时避免提及书中具体的技术细节，重点聚焦于该领域的设计理念、应用价值和面临的挑战。 --- 图书简介：《现代工业自动化与过程控制系统原理》 导言：面向未来工业的智能控制核心 在当前以数字化、智能化为特征的第四次工业革命浪潮中，工业生产的复杂性与精细化程度达到了前所未有的高度。传统的手动操作和简单的继电器逻辑已无法满足现代制造业对效率、精度、可靠性和柔性化的苛刻要求。本《现代工业自动化与过程控制系统原理》旨在为读者提供一个全面、深入的视角，剖析驱动现代工业运行的核心技术——自动化控制系统的设计、实现与优化。本书并非专注于单一的电气元件或具体的硬件平台，而是致力于构建一个宏观的、跨学科的知识框架，使读者能够理解和驾驭整个控制链条的运作逻辑。 第一部分：自动化系统的基础架构与逻辑构建 控制系统的本质在于信息的采集、分析、决策与执行的闭环过程。本书首先系统性地梳理了构成现代控制系统的基本要素。这包括对传感器与执行器技术发展趋势的探讨，重点分析了它们在工业现场数据获取中的准确性、鲁棒性与互操作性问题。不同于仅关注信号转换的层面，本书强调如何根据被控对象的物理特性（如温度、压力、流量、速度等）选择最合适的感知与驱动技术。 在信息处理层面，我们深入探讨了控制逻辑的抽象与实现。这涵盖了从经典的布尔逻辑到面向对象编程思想在控制程序构建中的应用。读者将了解到如何通过结构化的方法来设计复杂的联锁、顺序和反馈控制策略。尤其重要的是，本书探讨了控制逻辑的模块化设计理念，这对于提升系统的可维护性、故障诊断的便捷性以及未来功能的扩展性至关重要。我们强调设计过程中的“安全性优先”原则，解析了如何通过逻辑架构来规避潜在的系统风险。 第二部分：过程控制的理论基石与优化策略 现代工业生产往往涉及连续或批次的动态过程控制。本部分着重于过程控制的理论基础，而非简单的开环/闭环概念介绍。我们详细剖析了经典控制理论在工业应用中的局限性，并引入了更先进的、适应性更强的控制模型。 重点讨论了参数整定与性能指标的量化。控制系统的性能不应仅仅是“稳定”，更需要是“最优”的。本书从响应速度、超调量、静差等多个维度，阐述了如何科学地评估和调校控制器的参数。此外，针对工业现场常见的过程干扰（如负载变化、环境噪声、设备老化等），我们引入了先进的补偿与前馈控制思想，旨在使系统能够在复杂多变的环境下依然保持卓越的运行表现。批次过程的控制，特别是涉及多变量耦合的复杂反应器或混合过程，也将在本书中得到深入的探讨，强调如何通过解耦和状态估计来提高控制的有效性。 第三部分：分布式控制架构与信息集成 当代工业控制系统已经从集中式向高度分散化、网络化的架构演进。本部分聚焦于现代控制系统如何实现跨区域、跨设备的协同工作。我们详细介绍了分布式控制系统（DCS）和可编程逻辑控制器（PLC）在不同应用场景下的角色与优势互补。 关键在于网络的构建与通信的可靠性。本书深入分析了工业通信协议在数据传输效率、实时性和网络安全方面的挑战与解决方案。如何构建一个既能保证毫秒级数据交换，又能抵御外部干扰与恶意攻击的工业网络，是本部分的核心议题。此外，我们探讨了控制层、监控层与管理层之间的信息流如何高效地集成，这为实现更高层次的生产优化和数据驱动决策奠定了基础。这不仅仅是硬件的连接，更是信息语义的统一与标准化。 第四部分：系统的可靠性、诊断与维护 任何控制系统，无论设计多么精巧，都必须在长期、恶劣的工业环境下稳定运行。本部分着重于提升系统的“健康度”和生命周期管理。 我们详细探讨了故障诊断（Fault Detection and Diagnosis, FDD）技术在自动化系统中的应用。这包括从基于模型的残差分析到基于数据驱动的异常模式识别方法。通过提前预警和精准定位故障源，可以极大地减少非计划停机时间。同时，本书也关注系统的容错设计与冗余策略，分析了在关键环节（如传感器、处理器、通信链路）引入备份机制的经济性与技术可行性。对于系统的维护与升级，本书强调了“在线诊断”和“热插拔”能力的设计要求，确保生产过程的连续性。 结语：迈向自主化与智慧化制造 《现代工业自动化与过程控制系统原理》的最终目标，是引导读者超越对单一设备和固定流程的理解，培养其对整个控制生态系统的洞察力。未来的控制系统将更加依赖于大数据分析、人工智能算法的嵌入，实现真正的自适应、自优化和自主决策。本书所奠定的坚实原理基础，正是理解和驾驭这些前沿技术的关键。它面向的是系统架构师、控制工程师、自动化专业的研究人员以及所有致力于提升工业效率和竞争力的技术从业者，提供的是一套面向未来的系统思维框架。 ---

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉是，它不仅仅是教人“如何做”，更重要的是教人“为何要如此做”。在现代制造业升级的大背景下，传统的电气控制正迅速向工业物联网（IIoT）和边缘计算转型，这本书显然没有落伍。它花了不少篇幅讨论了基于OPC UA和MQTT协议的设备互联与数据采集，展示了如何将控制层面的诊断数据高效、安全地上传至云端进行大数据分析。我特别欣赏作者对“软件定义控制”这一趋势的关注，书中详细对比了基于FPGA和基于微处理器实现特定控制算法的性能差异和开发复杂度，这为未来控制平台的选择提供了坚实的对比依据。此外，书中关于人机界面（HMI）设计与控制策略集成的讨论也很有启发性，它强调了界面的直观性如何影响操作人员对系统状态的快速判断和干预，这一点在紧急情况下至关重要。总的来说，它成功地将传统的强电、弱电控制理论与前沿的信息技术巧妙地编织在一起，形成了一个面向未来的技术蓝图，对于希望站在行业前沿的工程师而言，这本书的价值无可估量。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，首先感受到的是一种严谨而又充满探究精神的学术氛围。作者在对传统继电器控制的演进和迭代进行梳理时，展现了深厚的历史功底，将电气控制技术的发展脉络梳理得井井有条，这对于理解为什么现代系统要从接触器控制转向固态继电器乃至更高级的微处理器控制至关重要。我特别关注了其中关于“系统可靠性与故障诊断”的章节，这部分内容在很多强调“设计”的书籍中常被弱化，但这本书却给予了足够的篇幅。作者详细阐述了冗余设计、热插拔机制在关键控制环节的应用，并提供了一套系统的故障树分析（FTA）方法论，用一个实际的化工泵站控制系统作为案例，将理论分析落实到具体的操作步骤上。更让我感到惊喜的是，书中对于EMC/EMI（电磁兼容性）的设计规范讲解得极为透彻，不仅仅是罗列标准，而是结合实际布线中“地线如何分割”、“屏蔽层如何处理”等工程细节给出了具体的“反面教材”和“正面示范”，这对于保证控制系统在复杂电磁环境下稳定运行，提供了极其宝贵的指导。整本书的逻辑结构非常清晰，从底层元件到顶层系统架构，层层递进，绝不含糊，是一部真正意义上的“工具书”而非“速成指南”。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是一个对抽象理论比较头疼的人，但《电气控制系统设计》这本书在处理数学模型和算法实现之间的鸿沟上做得非常出色。举例来说，当讲到PID控制器设计时，它没有直接抛出复杂的拉普拉斯变换公式，而是先通过一个直观的“水箱水位调节”模型，生动形象地解释了P、I、D三个参数对系统响应（超调、调节时间、稳态误差）的物理意义影响。随后，作者才自然地过渡到Z域离散化和数字滤波的应用，将理论推导与实际嵌入式系统中的定时器中断、采样频率选择等工程约束完美结合起来。这种“先感知、后量化、再实现”的教学路径，极大地降低了理解门槛。此外，书中对安全回路设计的部分，让我对功能安全（Functional Safety）有了更深入的认识，特别是ISO 13849和IEC 62061标准在设计中的体现，它不仅仅是教会你怎么连接继电器，更是教会你如何量化一个安全等级（SIL/PL），这在现代工业自动化中是不可或缺的。这本书的参考文献列表也相当权威，很多引用都指向了国际顶级期刊和标准组织，足见作者的知识深度和广度。

评分☆☆☆☆☆

这本《电气控制系统设计》读起来真是让人眼前一亮，尤其是在动手实践方面，作者的讲解细致入微，完全不像那种干巴巴的理论堆砌。我印象最深的是关于PLC编程那一章，它没有止步于介绍指令集，而是深入剖析了几个实际工业场景中的控制逻辑构建过程。比如说，在一个复杂的流水线速度同步控制中，作者是如何一步步将物理需求转化为梯形图、SCL代码，最后再通过仿真验证的，整个过程的叙述充满了实战的智慧。书中对于传感器选型和信号调理的部分也极其实用，很多初学者容易忽略的噪声抑制、抗干扰设计，在这里都有独到的见解和具体的电路图作为参考，这对于我们这些想从理论走向工程实践的人来说，简直就是一本“救命稻草”。我尤其欣赏作者在讲解新型驱动技术时的前瞻性，比如永磁同步电机（PMSM）的矢量控制在实际应用中的优化策略，这些内容在其他很多教材中往往一带而过，但这本书却给出了详尽的参数调整步骤和效果对比分析，让人感觉不仅仅是在学习一门技术，更像是在跟一位经验丰富的工程师进行面对面的交流和请教。这本书的排版和图示质量也值得称赞，复杂的电气原理图和接线图都清晰可辨，即便是面对庞大的系统框图，也能快速抓住核心的控制回路。

评分☆☆☆☆☆

从一个纯粹的实践者角度来看，这本书的“可操作性”是其最大的亮点。许多控制系统设计书籍在讨论变频器选型时，通常只停留在功率匹配的层面，但这本书却深入到变频器的动态响应特性、过载能力曲线以及不同品牌的矢量控制算法的细微差别。作者甚至列出了一张详细的“调试检查清单”，涵盖了从现场电缆屏蔽的打点到控制柜内温湿度监控的每一个细节。我特别受益于其中关于“电气柜热设计”的章节，它用红外热像仪拍摄的实际柜内温度分布图来说明风扇位置和散热通道设计的重要性，这种直观的、基于现场数据的展示，比任何文字描述都更有说服力。此外，书中对分布式I/O系统的网络拓扑结构选择进行了细致的成本效益分析，无论是基于环网冗余的PROFINET还是基于总线的DeviceNet，作者都提供了清晰的优缺点对比和最佳应用场景建议。这本书的价值就在于，它把那些在实际项目收尾阶段才会被发现的“坑”，提前以清晰的章节形式暴露出来，帮助读者避免了大量的重复试错，极大地提高了首次工程的成功率。

评分☆☆☆☆☆

还在看呢，值得看的一本书，尤其是机械专业的我们来说

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引用的范例较少！基本是公式！！

评分☆☆☆☆☆

不错！！！！！！！！！！！！！！！

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比较贵的，我目前认为。

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没学过电气方面的知识，买来看看。教材，没啥好说的，个人觉得还行

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好。。。。。。。。。。。。

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对设计用处并不大，对新参加工作的有用吧

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东西很实用，简单易懂

评分☆☆☆☆☆

很好的书啊...........................................