電氣自動化工程師速成教程（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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姚福來，張艷芳 等 著

圖書標籤:

• 電氣自動化
• PLC
• 工業控製
• 傳感器
• 執行器
• 電路
• 電機控製
• 編程
• 調試
• 行業應用

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111551973

版次：2

商品編碼：12037641

品牌：機工齣版

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2018-04-01

用紙：膠版紙

頁數：264

編輯推薦

《電氣自動化工程師速成教程（第2版）》解決初學者兩方麵問題：

1.讓初學者掌握在實際工作中大量使用的器件及設備的使用方法；

2.解決初學者一接觸實際的設計與應用就不知從何下手的問題。

關注“機械工業齣版社E視界”（ID：cmpdgdz）微信公眾號，技術文章、視頻、PPT在綫獲取，微信群交流。

內容簡介

《電氣自動化工程師速成教程（第2版）》對電氣自動化、儀器儀錶、過程控製等相關專業在實際工作中常用的一些器件、傳感器、控製電路、控製裝置和軟件進行瞭深入淺齣的講解，並對如何提高學生的技術創新能力給齣瞭三種簡單易行的訓練方法，本書力圖使學習者在7天內基本掌握實際工作中常用的實用知識及創新能力自我培養的方法，為自動化專業大中專畢業生、本科畢業生、研究生及愛好者快速就業並做齣成績提供幫助。

目錄

第2版前言
第1版前言

第1章電氣控製常用器件及動力設備1
1.1按鈕1
1.2指示燈1
1.3電壓錶2
1.4電流錶2
1.5電流互感器3
1.6熔斷器4
1.7轉換開關4
1.8斷路器5
1.9交流接觸器6
1.10中間繼電器6
1.11熱繼電器7
1.12延時繼電器8
1.13電動機8
1.14變壓器9
1.15電磁閥10
1.16電動調節閥11
1.17電綫11
1.18接綫端子12

第2章常用傳感器13
2.1限位開關13
2.2接近開關13
2.3光電開關14
2.4直綫傳感器14
2.5角度傳感器15
2.6力傳感器16
2.7液位傳感器16
2.8壓力傳感器17
2.9溫度傳感器17
2.10流量傳感器18
2.11成分分析傳感器19

第3章常用電氣控製電路及工具20
3.1電動機起停控製電路20
3.2電動機正反轉控製電路21
3.3電動機自耦減壓起停控製電路22
3.4電動機�病骷躚蠱鴝�電路25
3.5水箱和壓力容器自動上水電路26
3.6汙水自動排放電路27
3.7電動機自動往復運行電路28
3.8電動閥門控製電路29
3.9控製櫃內電路的一般排列和標注規律30
3.10常用電路施工工具30

第4章可編程序控製器34
4.1梯形圖編程方法34
4.2編程器及快速熟悉編程的方法40
4.3不需要編程工具的小型通用邏輯模塊40
4.4S7��200小型PLC的快速入門41
4.5S7��300中型PLC的快速入門66
4.6LOGO通用邏輯模塊的快速入門88

第5章變頻器及常用控製驅動裝置101
5.1PID控製器101
5.2軟起動器102
5.3變頻器104
5.4直流電動機調速器105
5.5交流伺服電動機驅動器107
5.6步進電動機與步進電動機驅動器108
5.7CMC型軟起動器的快速入門108
5.8FRENIC�睲EGA變頻器的快速入門111
5.9A5伺服驅動器的快速入門120
5.10IAO型PID控製器的快速入門128
5.11ST係列步進電動機驅動器132
5.12同步控製器134

第6章人機界麵及組態軟件139
6.1人機界麵139
6.2組態軟件141
6.3TD200文本顯示器的快速入門143
6.4MT6100i觸摸屏的快速入門156
6.5組態王的快速入門178

第7章應用案例201
7.1恒壓力控製201
7.2恒溫度控製204
7.3恒流量控製205
7.4成分控製205
7.5張力控製206
7.6同步控製209
7.7套準控製210
7.8負載分配控製211
7.9機電一體化自動化生産綫212

第8章其他電氣元件213
8.1蜂鳴器和報警器213
8.2電能錶213
8.3功率因數錶214
8.4刀開關214
8.5漏電斷路器214
8.6氣缸215
8.7機櫃照明216
8.8開關電源217
8.9絕緣子217
8.10塑料配綫槽和金屬電纜橋架218
8.11尼龍紮帶和纏繞管219
8.12接綫端頭、定位塊和電纜固定頭220
8.13電氣導軌222

第9章常見電子元器件及開發工具223
9.1電阻223
9.2電容電感224
9.3二極管225
9.4晶體管226
9.5三端穩壓器228
9.6數碼管228
9.7放大器228
9.8與門229
9.9或門和異或門230
9.10非門230
9.11觸發器231
9.12計數器231
9.13模擬�彩�字轉換器232

9.14數字�材Ｄ庾�換器232
9.15存儲器232
9.16單片機係統及開發設備232
9.17電路繪圖及製闆軟件Protell233

第10章故障分析及抗乾擾措施236
10.1故障分析236
10.2抗乾擾措施236

第11章電動機參數的計算與選取240
11.1電動機的額定轉矩Ne的確定240
11.2電動機轉速n的確定243
11.3伺服電動機最大加速度的確定244
11.4電動機功率的確定244
11.5編碼器分辨率的確定245

第12章高速高精度運動控製中的參數設計和確定246

12.1前饋參數的確定——“碰瓷法”246
12.2PID參數的一種簡單調整方法——“二四法則”247
12.3速度鏈中變頻器的“升降速法則”248
12.4速度同步控製中“虛軸”的奇妙作用248

第13章節能控製的分配法則和切換法則250
13.1各種通用設備之間以及人與設備之間的共性——效率麯綫251
13.2歸一化效率函數、負載率和效率相似係統252
13.3多動力係統節能問題的歸一化錶達式252
13.4分配法則和切換法則253
13.5三峽水電站、南水北調和其他有中間存儲環節的係統節能254

第14章創新能力的自我培養255
14.1解決工作中的難題和破解不閤常理的現象256
14.2組閤得到新發明256
14.3挑戰不可能的事對已有理論持懷疑態度257
14.4案例解析及異想天開257

前言/序言

　　非常感謝各位讀者的抬愛，本書第1版已經重印13次瞭。隨著時間的推移，有些內容已經過時且需要更新，也有些內容需要調整，機械工業齣版社的林春泉編審希望我能盡快完成本書的修訂工作。為瞭有的放矢，滿足讀者的需求，我上網看瞭大量的讀者評論，對於好評在此錶示感謝！對於批評我也錶示接受，比如有些讀者認為本書的內容過於簡單且名不副實，我覺得說得有道理。當初我寫這本書時就很糾結，一怕寫的內容過多無法實現新手速成的目的，二怕寫得內容太少又讓新手看不明白，從應用和經驗來寫，書中的每一章都可以寫成一本書，所以還是要做取捨的，第2版仍堅持點到為止的原則，避免繁雜和理論的說教，希望讀者看完本書就能上手乾活。
　　如何選取電動機是電氣自動化技術人員的必修課，本書增加瞭一個章節，給齣計算和選取電動機的簡單方法。
　　自動化的一個重要作用是替代人工，讓生産效率更高更精。隨著人力資源的日益緊張和人工成本的迅速上升，如何讓自動化設備獲得更快更精的運動性能，不是簡單地會調PID參數就能實現的，還必須要掌握控製結構的設計布局以及關鍵參數的選擇確定，本書增加瞭一個章節，將對此進行講解。
　　自動化的另一個重要作用就是節能，隨著能源的日益緊張，節能工作將成為今後自動化的持續熱點，但是如何實現節能控製卻是一個難點，本書增加瞭一個章節，給齣瞭兩個應用廣泛且簡單實用的節能控製法則。
　　本書內容主要由姚福來、張艷芳編寫，第4章小型可編程序控製器的部分內容由王洪霞工程師協助編寫，第5章變頻器的部分內容由姚泊生工程師協助編寫，第5章伺服電動機的部分由姚雅明工程師協助編寫，第6章觸摸屏的部分內容由張艷彬工程師協助編寫，第14章沙漠植物自動灌溉部分內容由王慧工程師協助編寫，王曉丹完成瞭本書的打印工作，在此一並錶示感謝。本書共分14章，給齣學生在7天內掌握自動化工程師的基本知識，及創新能力自我培養的3種主要方法，第1天學習第1章和第2章，第2天學習第3章和第4章，第3天學習第5章和第6章，第4天學習第7章和第8章，第5天學習第9章和第10章，第6天、第7天實踐本書的應用案例，第11～13章內容為提高級內容，可以根據需要自由選擇學習。
　　作者2016年12月第1版前言隨著社會經濟的快速發展，與自動化相關的專業人纔的需求越來越大，同時該專業的求職大軍也迅速擴大，其就業競爭的壓力並無減小的跡象。根據我們多年從事自動化工作的經驗，很多剛從學校畢業的學生在快速就業方麵仍有較大的差距，其原因主要有兩個：一是學校在專業課教育中貪大求全過分拔高，而對掌握在實際工作中大量使用的器件及設備的使用方法並沒有得到足夠的重視；二是實驗課中學生動手的機會偏少，很多實際應用中經常要用到的器件及控製電路與裝置的示範不夠，造成學生一接觸實際的設計與應用就不知從何下手。以一個簡單的交流電動機正反起停控製電路為例，一個稍有工作經驗的電氣自動化工作人員可能用不瞭5min就可以給齣其設計電路及器件的選擇，而對於一個新畢業的學生可能還不知道從何下手，更不要說器件的選擇。可以毫不誇張地說，這樣一件簡單的工作，在實際生産中可能是由一位隻有初中文化的電工來完成的，這就是專業教育同實際應用的差距。
　　目前，多數學校的教育還是以應對考試為主，教師在創新思維方麵對學生的引導作用不夠，這就不可避免地造成瞭大量的畢業生不僅動手能力差，而且創新能力也極其缺乏，在這一點上即使是國內數一數二的大學，也不例外。
　　本書編寫的目的就是為瞭快速縮小這一差距，為自動化及相關專業的大中專畢業生、本科畢業生及研究生快速就業提供一座橋梁，凡具有高中以上文化知識、並希望從事電氣自動化專業工作的人都可以成為本書的受益者。除封麵署名作者外，參與本書編寫的還有長期從事自動化工作、經驗豐富的張艷彬和姚泊生兩位工程師，他們協助編寫瞭本書的第4～6章的部分實驗內容，王曉丹完成瞭本書的全部打印工作，在此一並錶示感謝。本書共分11章，力圖使學生在7天內掌握自動化工程師的基本知識，及創新能力自我培養的3種主要方法，第1天學習第1章和第2章，第2天學習第3章和第4章，第3天學習第5章和第6章，第4天學習第7章和第8章，第5天學習第9章、第10章和第11章，第6天及第7天實踐本書的部分內容。
　　編著者

現代工業控製係統集成與應用實踐 ——基於PLC、SCADA與工業物聯網的深度融閤 --- 圖書內容概述 本書旨在為電氣自動化及相關領域的工程師、技術人員和高級學習者提供一套全麵、深入且高度實戰化的現代工業控製係統（ICS）集成與應用教程。全書緊密圍繞當前工業4.0和智能製造對控製係統提齣的新要求，重點闡述如何高效、可靠地集成和管理基於可編程邏輯控製器（PLC）、監控與數據采集係統（SCADA）以及工業物聯網（IIoT）的復雜自動化解決方案。 本書的結構設計遵循從底層硬件基礎到頂層係統架構的遞進邏輯，確保讀者不僅掌握單一技術的配置與編程，更能理解不同層級係統間的協同工作機製和數據交互標準。 第一部分：先進PLC係統架構與高效編程（基礎強化與進階） 本部分著重於新一代工業PLC平颱的技術特性和編程範式，著力於提升控製算法的魯棒性和響應速度。 第一章：新一代高性能PLC平颱解析 處理器選型與性能評估： 深入對比主流品牌（如西門子S7-1500係列、羅剋韋爾ControlLogix係列、三菱iQ-R係列）的CPU性能指標、周期時間計算及冗餘配置要求。 模塊化與分布式I/O的優化部署： 探討基於PROFINET、EtherNet/IP、CC-Link IE等工業以太網的分布式架構設計，重點分析遠程I/O站點的故障診斷與熱插拔技術。 安全集成與功能安全（Safety-Integrated）： 詳細介紹SIL等級認證、安全PLC（F-CPU）的編程規範，以及安全I/O模塊與安全控製迴路的驗證流程，嚴格遵循IEC 61508/61511標準。 第二章：麵嚮復雜運動控製的結構化編程 IEC 61131-3高級語言應用： 強調在ST（結構化文本）和SFC（順序功能圖）中實現復雜邏輯、狀態機管理和故障恢復機製的最佳實踐。 多軸同步與插補控製： 針對包裝、機床等高精度應用，深入解析基於運動控製總綫的定位模式、電子凸輪（E-Cam）配置及軌跡規劃算法的實現。 PLC診斷與優化： 教授如何利用PLC內置的診斷工具進行實時性能監控（如Watchdog時間分析、中斷處理延遲測量），以及如何通過優化掃描周期和數據結構提升係統效率。 第二部分：SCADA/HMI係統的人機工程與數據可視化 本部分聚焦於控製室的人機交互界麵設計、數據高效管理和操作員培訓模擬。 第三章：SCADA係統集成與中間件技術 現代SCADA平颱架構： 探討基於服務器/客戶端和Web架構的SCADA部署模式，以及虛擬化技術在SCADA集群中的應用。 OPC UA 協議的深度應用： 詳細講解OPC UA在跨平颱數據交換中的安全機製（證書管理、加密通信）和信息模型構建，作為連接OT（操作技術）與IT（信息技術）的關鍵橋梁。 報警管理與事件序列記錄（曆史追溯）： 遵循ISA 18.2標準，設計高效的報警分級、抑製、確認機製，並實現精準的時間戳和操作審計記錄。 第四章：HMI界麵的設計規範與用戶體驗 工業HMI的用戶體驗（UX）設計： 引入認知負荷理論，指導工程師設計清晰、簡潔、無歧義的圖形符號、色彩使用規範和信息密度控製。 動態數據綁定與數據結構管理： 介紹如何高效地將PLC標簽（Tag）映射到HMI變量，特彆是針對大量設備實例的模闆化（Template）創建和管理方法。 報警顯示與操作確認流程： 實踐如何設計“無主報警”（Alarm Shelving）功能，以及在關鍵操作前加入二次確認或授權管理，確保操作的安全性。 第三部分：工業物聯網（IIoT）與數據驅動的控製優化 本部分是本書的核心增值點，探討如何將傳統控製係統接入雲端或邊緣計算平颱，實現預測性維護和工藝優化。 第五章：邊緣計算與控製層數據預處理 工業網關（IIoT Gateway）技術選型： 評估基於ARM/x86架構的邊緣計算設備在數據采集、協議轉換和本地存儲方麵的能力。 數據清洗與上下文賦予： 講解如何利用邊緣設備對從PLC采集的原始時序數據（Raw Time Series Data）進行濾波、降噪、時間同步和添加資産信息（Contextualization），以滿足雲端分析的要求。 MQTT 協議在工業環境的應用： 深入探討MQTT的QoS等級選擇、主題（Topic）結構設計、遺囑消息（Last Will and Testament）機製在保證數據可靠傳輸中的作用。 第六章：從數據到洞察：預測性維護與數字孿生基礎 資産健康模型（AHM）構建： 介紹如何基於曆史運行數據和傳感器特徵，建立設備關鍵部件的退化模型，實現基於剩餘使用壽命（RUL）的預測。 數據采集與存儲架構： 對比時間序列數據庫（TSDB，如InfluxDB、TimescaleDB）與關係型數據庫在存儲海量工業時序數據時的性能差異和適用場景。 反饋控製迴路的引入： 探討如何利用雲端或邊緣計算得齣的優化參數（如PID增益調整建議、最佳設定點漂移）安全地反饋至PLC係統，實現閉環的自適應控製。 第四部分：係統集成、網絡安全與項目實施 第七章：控製網絡的安全加固與運維 “深層防禦”安全模型實踐： 依據ISA/IEC 62443標準，實施基於物理隔離、網絡分段（DMZ/Purdue Model）、防火牆策略的控製網絡安全加固。 終端安全與補丁管理： 討論HMI、工程站點的防病毒策略，以及在不中斷生産的情況下，對PLC固件和操作係統進行安全更新的流程設計。 遠程訪問與身份認證： 設計安全可靠的遠程維護通道（VPN、跳闆機），並實施多因素身份認證（MFA）機製。 第八章：集成項目的生命周期管理 需求規格文檔的細化： 強調“過程和儀器規範”（P&ID）與“控製敘述文檔”（Control Narrative）在確保最終控製邏輯準確性中的核心作用。 係統聯調與FAT/SAT策略： 詳細介紹如何製定基於場景的工廠驗收測試（FAT）和現場驗收測試（SAT）清單，特彆是針對故障恢復和極端工況的測試。 文檔標準化與知識傳承： 建立一套清晰的程序注釋規範、變量命名約定和係統備份策略，以保障係統在生命周期內的可維護性。 --- 本書的特色與價值定位 本書超越瞭單純的“如何編程”或“如何配置”的層麵，聚焦於“如何設計、集成和安全運維”一個麵嚮未來的、數據驅動的工業自動化解決方案。內容高度貼閤當前製造業數字化轉型的核心痛點，尤其適閤希望從傳統PLC工程師嚮係統集成專傢和工業數據分析師轉型的專業人士。 目標讀者： 中、高級自動化工程師及係統集成商。 負責OT/IT融閤項目的技術管理者。 渴望掌握前沿IIoT集成技術的在職技術人員。 自動化相關專業的研究生及高年級本科生。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得非常醒目，色彩搭配也很專業，一看就是麵嚮實踐的實用型教材。當我翻開第一頁時，就被它清晰的目錄結構吸引住瞭。作者顯然花瞭很多心思去梳理知識體係，從最基礎的電路理論到復雜的控製係統設計，邏輯銜接得非常順暢。我特彆欣賞的是，書中並沒有過多地糾纏於晦澀的數學推導，而是將重點放在瞭實際應用上。例如，在介紹PLC編程時，它沒有僅僅停留在指令集的羅列，而是提供瞭大量貼近工業現場的案例，比如電機啓停控製、傳送帶的順序控製等，這些都是我在工作中經常會遇到的場景。更讓我驚喜的是，作者在講解傳感器和執行器選型時，不僅列齣瞭各種參數，還深入分析瞭不同環境下設備的工作原理和局限性，這對於新手來說簡直是如獲至寶。這本書的排版也很人性化，關鍵概念都有高亮顯示，讓人在快速閱讀時也不會錯過重點。總的來說，它為我構建瞭一個堅實的電氣自動化知識框架，並且提供瞭不少可以立刻上手的操作指南。

評分☆☆☆☆☆

這本書的配套資源和學習輔助設計做得非常到位，這一點是很多紙質教材所欠缺的。我特彆喜歡作者在每章末尾設置的“自我測試與挑戰”環節。這些習題的難度梯度設置得非常好，從基礎知識迴顧到需要綜閤運用多章知識的開放式設計題，應有盡有。更重要的是，書中標注的許多關鍵概念和公式，都有二維碼鏈接到在綫的演示視頻或仿真軟件示例，這極大地增強瞭學習的互動性和沉浸感。我曾經對著書上的一個三相異步電機啓動迴路圖看瞭很久纔明白，但當我掃描二維碼觀看瞭那個動態的仿真動畫後，瞬間就清晰瞭。這種多媒體的學習支持，使得學習過程不再枯燥乏味，效率也得到瞭顯著提升。對於自學者而言，這種“讀、看、做”相結閤的學習路徑，無疑是加速掌握技能的最佳途徑。

評分☆☆☆☆☆

從裝幀和印刷質量來看，這本書的製作水平是相當高的。紙張選擇瞭偏啞光的材質，有效減少瞭反光，長時間閱讀下來眼睛不易疲勞。字體和行距的排布也十分講究，即便是技術圖錶和復雜的電氣原理圖，其綫條也清晰銳利，標注明確，沒有齣現模糊不清的情況。書本的開本適中，便於攜帶，我經常把它放在工具包裏，隨時隨地可以拿齣來查閱。我尤其欣賞的是，作者在引用相關標準和規範時，都給齣瞭明確的版本號和發布機構，這體現瞭作者對內容準確性的高度負責。在處理復雜的電氣符號和元器件標識時，書中統一采用瞭行業內最新的標準錶示法，確保瞭我們學習的內容不會很快過時。這本書的整體質感和內容的專業度，完全配得上它“工程師速成”的定位，它是一本值得反復研讀並長期保存的工具書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格著實令我耳目一新，它沒有那種傳統教科書的刻闆和說教感，更像是一位經驗豐富的工程師在手把手地傳授畢生絕學。作者非常善於使用類比和比喻來解釋那些抽象的電磁學概念，比如用自來水係統的壓力和流量來類比電壓和電流，這種接地氣的講解方式，極大地降低瞭我的學習門檻。我記得有一章專門講解瞭變頻器的參數設置，那部分內容通常是許多教程的難點，但這本書通過一係列圖文並茂的步驟指導，將復雜的頻率麯綫、轉矩補償等概念講解得深入淺齣。而且，書中對故障診斷與排除的章節處理得尤為齣色。它不是簡單地羅列故障代碼，而是引導讀者從係統邏輯上去思考問題，比如“如果輸齣信號不穩定，應該首先檢查哪些環節？”這種引導性的提問方式，極大地鍛煉瞭我的分析能力。讀完這一部分，我感覺自己麵對實際生産綫上的突發狀況時，信心倍增。

評分☆☆☆☆☆

作為一名已經工作瞭幾年的技術人員，我發現市麵上很多“速成”教程往往追求速度而犧牲瞭深度，但這本書在這方麵做得相當平衡。它的內容組織非常注重前瞻性，緊跟行業最新技術的發展趨勢。例如，在討論工業以太網通信協議時，它不僅介紹瞭傳統的現場總綫技術，還詳細分析瞭諸如EtherCAT和Profinet等實時以太網的優劣及適用場景，這對於希望進行係統升級或新項目開發的工程師來說，提供瞭寶貴的決策參考。此外，書中對安全電氣設計規範的重視程度也值得稱贊，它反復強調瞭安全聯鎖迴路的設計原則，並結閤最新的國際標準給齣瞭具體的接綫圖示例，這在保障人身和設備安全方麵至關重要。我注意到，書中對一些專業術語的解釋非常嚴謹，引用瞭標準的定義，這保證瞭我們在與不同背景的專業人士交流時，能夠使用統一的語言。這不僅僅是一本技術手冊，更像是一份嚴謹的工程實踐指南。

評分☆☆☆☆☆

還不錯啊挺不錯啊不錯啊

評分☆☆☆☆☆

很不錯的東東，比實體店便宜。

評分☆☆☆☆☆

書很好，對自己有大大的幫助

評分☆☆☆☆☆

很實用的一本書，內容很充實。

評分☆☆☆☆☆

對看懂電氣工程圖有一定的幫助。

評分☆☆☆☆☆

書是真品，字體清楚，非常滿意。

評分☆☆☆☆☆

很實用的一本書，內容很充實。

評分☆☆☆☆☆

一直在京東超市裏麵買，方便實惠。

評分☆☆☆☆☆

紙質有點不是很精美哦