电气控制柜设计制作——电路篇 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

任清晨 著

图书标签:

• 电气控制
• 控制柜
• 电路设计
• 电路制作
• 电气工程
• 自动化
• PLC
• 继电器
• 配电
• 工业控制

店铺： 世纪摆渡人专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121243400

商品编码：29639904052

包装：平装

出版时间：2014-10-01

基本信息

书名：电气控制柜设计制作——电路篇

定价：49.00元

作者：任清晨

出版社：电子工业出版社

出版日期：2014-10-01

ISBN：9787121243400

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

市面上**套开关柜设计·制作·维修的实用丛书，将电气控制柜设计制作的相关国家标准、工艺规范及实际应用融于一体。一套3册,《电气控制柜设计制作——电路篇》、《电气控制柜设计制作——结构与工艺篇》、《电气控制柜设计制作——调试与维修篇》，侧重点不同，满足电气控制柜设计、生产、使用、维护人员的全方位需求。

内容提要

---

电气控制柜设计制作维修技能丛书”一共3册，全面介绍了电气控制柜电路设计、制作工艺及维护维修的全过程。
本书是丛书的分册，重点针对电气控制柜的电路设计，讲解了电气控制技术的发展，电气控制柜使用条件及主要性能指标，影响电气控制柜制作的因素，电气控制柜设计制作的原则、电路设计规范、电路图的设计方法及注意事项，元器件的选择原则和使用方法等。

目录

---

章 电气控制 （1）
1.1 概述 （1）
1.1.1 电气控制技术发展简史 （1）
1.1.1.1 人类历史的科学技术发展简史 （1）
1.1.1.2 近代工业革命的三大阶段 （1）
1.1.1.3 电气控制无处不在 （6）
1.1.2 电气控制 （7）
1.1.2.1 什么是电气控制技术 （7）
1.1.2.2 电气控制设备 （7）
1.1.2.3 电气控制设备的智能化 （10）
1.1.3 电气控制技术发展的几个阶段 （10）
1.1.3.1 开关控制电器阶段 （10）
1.1.3.2 继电控制电器阶段 （11）
1.1.3.3 数字逻辑控制阶段 （13）
1.1.3.4 电子计算机控制阶段 （13）
1.1.4 控制设备的分类 （14）
1.1.4.1 电气控制设备的分类 （15）
1.1.4.2 电气控制设备的特性 （15）
1.2 电气控制柜使用条件及主要性能指标 （16）
1.2.1 正常使用条件 （16）
1.2.1.1 周围空气温度 （17）
1.2.1.2 海拔 （17）
1.2.1.3 湿度 （17）
1.2.1.4 污染等级 （17）
1.2.1.5 振动、冲击和碰撞 （18）
1.2.1.6 供电电源 （18）
1.2.1.7 电磁兼容性（EMC） （18）
1.2.1.8 运输、储存和安置条件 （19）
1.2.1.9 安装条件 （19）
1.2.2 特殊使用条件 （19）
1.2.3 工作性能指标 （19）
1.2.3.1 额定工作制 （19）
1.2.3.2 主电路的额定值和极限值 （20）
1.2.3.3 正常负载和过载特性 （24）
1.2.3.4 短路特性 （24）
1.2.3.5 绝缘电阻与介电性能 （25）
1.2.3.6 温升 （26）
1.2.3.7 EMC环境 （26）
1.2.3.8 噪声 （26）
1.2.4 智能型控制设备要求 （26）
1.2.4.1 一般要求 （26）
1.2.4.2 功能要求 （26）
1.3 影响电气控制柜制作的因素 （27）
1.3.1 电气控制柜的制作方式 （27）
1.3.1.1 生产类型 （27）
1.3.1.2 不同生产类型的工艺特点 （28）
1.3.2 客户的要求 （29）
1.3.2.1 执行标准 （29）
1.3.2.2 控制要求 （30）
1.3.2.3 可靠性要求 （32）
1.3.2.4 寿命要求 （32）
1.3.2.5 安全性要求 （32）
1.3.3 使用条件 （33）
1.3.3.1 环境对电气控制设备的影响 （33）
1.3.3.2 机械因素对电气控制设备的影响 （33）
1.3.4 设备条件和技术水平 （34）
1.3.5 技术文件与标志 （34）
1.3.5.1 技术文件 （35）
1.3.5.2 标志 （37）
1.4 电气控制柜设计制作的原则 （38）
1.4.1 技术设计的一般原则 （38）
1.4.2 安全设计原则 （39）
1.4.2.1 人员和财产的安全性 （39）
1.4.2.2 电气产品安全设计基本要求 （40）
1.4.2.3 电气产品有哪些安全风险 （41）
1.4.2.4 应首先采用改变产品的危险性特征的方法消除安全隐患 （42）
1.4.2.5 安全技术措施选择顺序 （42）
1.4.2.6 进行电路设计和结构设计时安全性设计的优选顺序 （42）
1.4.2.7 安全设计必须考虑环境条件和应用条件，特别应考虑特殊条件 （42）
1.4.2.8 安全设计必须考虑设备在制造过程中的安全 （43）
1.4.2.9 电气控制设备安全设计方法 （43）
1.4.3 可靠性设计原则 （48）
1.4.3.1 系统的整体可靠性原则 （48）
1.4.3.2 高可靠性组成单元要素原则 （48）
1.4.3.3 具有安全系数的设计原则 （48）
1.4.3.4 高可靠性方式原则 （48）
1.4.3.5 元器件的选择对机电产品可靠性的影响 （49）
1.4.4 节能环保绿色设计原则 （49）
1.4.4.1 环保型材料的利用 （49）
1.4.4.2 节约能源设计 （50）
1.4.5 控制功能设计原则 （51）
1.4.6 可加工性、可装配性和可维修性设计原则 （52）
第2章 电气原理图设计 （54）
2.1 电气控制系统设计概述 （54）
2.1.1 控制系统概述 （54）
2.1.2 自动控制系统 （56）
2.1.2.1 自动控制系统的组成 （56）
2.1.2.2 自动控制系统的分类 （56）
2.1.2.3 自动控制系统的性能要求 （57）
2.1.2.4 自动控制线路的基本组成 （58）
2.1.2.5 常用控制方法 （59）
2.1.3 电气控制设备设计的原则与内容 （60）
2.1.3.1 电气控制设备设计的一般原则 （60）
2.1.3.2 电气控制设备设计的任务及内容 （60）
2.1.4 电气控制设备设计的一般步骤 （61）
2.1.5 电动机拖动方案的确定方法 （68）
2.2 电路图的设计方法 （71）
2.2.1 电气控制电路设计概述 （71）
2.2.1.1 电气原理图设计的内容 （71）
2.2.1.2 电气原理图设计的基本步骤 （73）
2.2.2 电气原理图的设计方法 （73）
2.2.2.1 经验设计法 （73）
2.2.2.2 逻辑设计法 （80）
2.3 电路设计的注意事项 （84）
2.3.1 电气控制电路设计中应注意的问题 （84）
2.3.2 PLC控制系统设计的注意事项 （94）
2.3.2.1 PLC控制系统设计的基本原则 （94）
2.3.2.2 PLC控制系统设计的基本内容 （94）
2.3.2.3 PLC控制系统设计的一般步骤 （95）
2.3.2.4 PLC机型的选择 （96）
2.3.3 单片机控制电路设计的注意事项 （98）
2.3.3.1 单片机控制电路设计的基本要求 （98）
2.3.3.2 单片机（MCU）选择设计要求 （99）
2.3.3.3 电源部分的设计要求 （99）
2.3.3.4 时钟设计要求 （100）
2.3.3.5 I/O口设计要求 （100）
2.3.3.6 上/下拉电阻要求 （100）
2.3.3.7 通信接口 （100）
2.4 元器件的选择原则 （101）
2.4.1 控制电器 （101）
2.4.1.1 控制电器的作用 （101）
2.4.1.2 常用低压电器的主要种类和用途 （102）
2.4.2 开关器件和元件的选择 （102）
2.4.2.1 开关器件和元件的选用原则 （103）
2.4.2.2 器件封装结构和质量等级的选择 （103）
2.4.2.3 降额设计 （103）
2.4.3 开关器件和元件参数的选择 （104）
2.4.3.1 在空载、正常负载和过载条件下接通、承载和分断电流的能力 （104）
2.4.3.2 接通、承载和分断短路电流的能力 （105）
2.4.3.3 通断操作过电压 （105）
2.4.3.4 开关器件及元件动作条件 （106）
2.4.3.5 操动器 （107）
2.4.3.6 触点位置指示 （107）
2.4.3.7 适用于隔离的电器的附加要求 （108）
2.4.3.8 具有中性极电器及控制设备的附加要求 （109）
2.4.4 控制电器接线端子的选择 （109）
2.4.4.1 接线端子的结构要求 （109）
2.4.4.2 接线端子连接导线的能力 （109）
2.4.4.3 接线端子的连接 （110）
2.4.4.4 接线端子的识别和标志 （110）
2.4.4.5 外接导线端子 （110）
第3章 电路设计规范 （112）
3.1 功能电路设计规范 （112）
3.1.1 电源及引入电源线端接法和切断开关 （112）
3.1.1.1 电源 （112）
3.1.1.2 对电子设备供电电路的要求 （113）
3.1.1.3 引入电源线端接法和切断开关 （115）
3.1.2 控制电路和控制功能 （118）
3.1.2.1 控制电路 （118）
3.1.2.2 控制功能 （120）
3.1.2.3 联锁保护 （124）
3.1.2.4 故障情况的控制功能 （125）
3.2 防护电路设计规范 （128）
3.2.1 电击防护的设计 （128）
3.2.1.1 概述 （128）
3.2.1.2 直接接触的防护 （129）
3.2.1.3 间接接触的防护 （129）
3.2.1.4 采用安全超低压（PELV）作防护 （132）
3.2.2 电气设备的保护与等电位联结 （133）
3.2.2.1 电气设备的保护 （133）
3.2.2.2 短路保护与短路耐受强度 （139）
3.2.2.3 等电位联结 （142）
3.2.3 电磁兼容性（EMC）设计 （144）
3.2.3.1 电磁兼容性设计要求 （144）
3.2.3.2 提高电磁兼容性（EMC）的措施 （146）
3.3 电路原理图的绘制 （147）
3.3.1 电气制图规则 （147）
3.3.1.1 电路图的组成 （147）
3.3.1.2 电气原理图符号位置的索引 （148）
3.3.1.3 元器件的标注方法 （149）
3.3.1.4 电气原理图的绘制原则 （149）
3.3.2 电气原理图绘制工具 （151）
3.3.2.1 CAD绘图软件 （151）

作者介绍

---

任清晨,高级工程师,40多年的工控行业从业经历,具备丰富的维修、设计及培训经验。退休后在保定科诺伟业控制设备有限公司任技术顾问。

文摘

---

工具书>百科全书

序言

---

工具书>百科全书

《电子系统集成与故障排除实用指南》 概述 在当今高度互联的数字时代，电子系统的复杂性呈指数级增长，无论是在工业自动化、通信网络、消费电子产品还是航空航天领域，高效、可靠的电子系统集成与深入的故障排除能力已成为不可或缺的核心技能。本书《电子系统集成与故障排除实用指南》并非一本侧重于单一电子元件或基础电路理论的书籍，而是将目光聚焦于更为宏观的层面——如何将分散的电子模块、单元乃至子系统有机地整合为一个功能完整、性能卓越的整体，并在此过程中，掌握系统性地识别、定位和解决潜在故障的实用方法与技巧。 本书旨在为电子工程师、技术人员、项目经理以及对复杂电子系统感兴趣的学习者提供一套系统性的理论框架与实践操作指南。我们深知，一个成功的电子产品或系统，其成败往往取决于各个部分能否协同工作，以及在遇到问题时能否快速有效地恢复正常运行。因此，本书的核心价值在于 bridging the gap（弥合差距），连接孤立的电子设计与实际应用中的集成难题，以及从理论走向实践的故障诊断与排除过程。 本书内容详述 第一部分：电子系统集成基础与策略 本部分将深入探讨电子系统集成的基本原理、关键考量因素以及一套行之有效的集成策略。我们将从顶层设计出发，解析如何根据系统需求、性能指标、功耗预算、成本限制以及环境适应性等方面，进行系统架构的设计与模块划分。 系统架构设计： 模块化设计理念： 探讨如何将复杂系统分解为可管理、可复用、可测试的模块，并介绍常见的模块化设计模式（如分层架构、总线架构、分布式架构等）。 接口定义与标准化： 强调清晰、准确的接口定义在系统集成中的重要性，包括电气接口、通信接口（如SPI, I2C, UART, Ethernet, USB等）、物理接口和软件接口。我们将深入分析不同接口类型的特点、适用场景以及标准化带来的优势。 系统级性能分析： 介绍如何评估和优化系统整体性能，包括吞吐量、延迟、响应时间、可靠性、可扩展性等方面，并探讨在集成过程中可能遇到的性能瓶颈及其解决方案。 功耗管理与热设计： 详细阐述在系统层面进行功耗分配、优化以及热管理的重要性。我们将介绍主动和被动散热技术，以及如何通过系统设计减少功耗和热量产生。 集成过程与方法论： 自顶向下与自底向上集成： 分析两种主要的集成方法论的优缺点，并指导读者根据项目特点选择合适的集成路径。 原型构建与验证： 介绍不同阶段的原型构建策略，包括功能原型、性能原型、样机等，以及如何通过原型测试来验证集成设计的合理性。 配置管理与版本控制： 强调在复杂系统集成过程中，对硬件、软件、固件以及相关文档进行有效的配置管理和版本控制是保证项目顺利推进的关键。 关键集成考量因素： 电磁兼容性（EMC）设计： 深入探讨EMC在系统集成中的挑战，包括辐射发射、传导发射、敏感性以及抗干扰措施。我们将介绍EMC设计的基本原则、布局布线技巧以及测试方法。 信号完整性（SI）与电源完整性（PI）： 分析高速信号传输和稳定电源供应在集成系统中的重要性。本书将涉及信号反射、串扰、阻抗匹配、去耦电容选择、电源纹波抑制等关键技术。 机械结构与环境适应性： 探讨电子模块与机械结构之间的配合，以及系统在不同环境条件（如温度、湿度、振动、冲击、防护等级等）下的可靠性设计。 第二部分：系统性故障诊断与排除技术 本部分将系统地介绍在电子系统集成过程中以及系统投入运行后可能遇到的各种故障类型，并提供一套逻辑清晰、行之有效的故障诊断与排除方法论。本书强调的不是孤立元件的故障分析，而是基于系统整体功能和相互作用的故障定位。 故障分析框架与思维模式： 由简入繁、由外及内： 建立一套系统性的故障排查逻辑，从最简单的外部症状入手，逐步深入到内部模块和关键信号。 排除法与假设验证： 详细介绍如何运用排除法 systematically eliminate potential causes（系统性地排除潜在原因），以及如何针对性地提出和验证故障假设。 依赖性分析： 探讨系统各模块之间的功能依赖关系，理解一个模块的故障如何影响其他模块，从而更准确地定位根源。 故障现象与初步诊断： 常见系统级故障类型： 总结并分析如系统死机、功能失效、通信中断、性能下降、异常发热、电源异常等典型系统故障现象。 信息收集与初步判断： 指导读者如何从用户反馈、告警日志、运行状态指示灯等多种渠道收集信息，并进行初步的故障判断，缩小故障范围。 工具与技术在故障排除中的应用： 万用表与示波器的高级应用： 介绍如何利用万用表和示波器进行系统关键信号的测量，如电源轨电压、时钟信号、数据总线信号、控制信号等，并解读测量结果。 逻辑分析仪与协议分析仪： 详细阐述逻辑分析仪在多通道数字信号采集与时序分析中的作用，以及协议分析仪在诊断通信故障（如总线通信错误、数据包丢失等）中的强大功能。 嵌入式调试工具（如JTAG, SWD）： 介绍在无法访问外部信号的情况下，如何利用嵌入式调试接口进行代码执行跟踪、变量监控和内存访问，以定位软件或固件层面的故障。 热成像仪与声谱分析仪： 探讨这些非常规但有效的工具在定位异常发热组件或潜在机械/电气异常声音故障时的应用。 特定领域故障排除实例： 通信系统故障诊断： 针对网络通信中断、信号衰减、误码率高等问题，提供诊断思路和常用测试手段。 工业控制系统故障排除： 聚焦于PLC、传感器、执行器等组成的控制系统，分析常见的控制逻辑错误、传感器失效、驱动异常等问题。 嵌入式设备故障定位： 针对单片机、FPGA等核心的嵌入式设备，讲解如何从启动、中断、外设驱动等环节入手进行故障排除。 预防性维护与故障预测： 系统健康监测： 介绍如何设计和实施系统健康监测机制，通过收集关键参数（如温度、电压、电流、运行时间等）来预测潜在故障。 故障模式与影响分析（FMEA）： 引导读者进行FMEA，提前识别潜在的故障模式，并制定相应的预防措施。 固件与软件更新策略： 探讨如何通过合理的固件和软件更新来修复已知bug，提升系统稳定性和可靠性。 第三部分：案例研究与实践演练 为了巩固理论知识并提升实际操作能力，本书的第三部分将包含一系列精心设计的案例研究。这些案例将覆盖不同应用领域、不同复杂度的电子系统，从工业自动化设备到通信基站的子系统，再到嵌入式智能终端。每个案例都将详细描述： 系统构成与设计目标。 集成过程中遇到的具体挑战。 实际发生的故障现象。 运用本书所介绍的诊断方法和工具进行分析的过程。 最终的故障定位与解决方案。 从该案例中可以学到的宝贵经验和教训。 同时，本书还将提供一系列实践演练的指导，鼓励读者动手实践，例如模拟故障场景、使用虚拟仿真工具进行系统级测试、解读实际测量数据等，从而将理论知识转化为解决实际问题的能力。 目标读者 本书的目标读者包括但不限于： 电子工程师： 致力于系统集成、硬件设计、嵌入式开发、测试验证等工作。 技术支持与维护工程师： 需要快速准确地诊断和解决客户现场遇到的电子系统故障。 自动化工程师： 负责工业控制系统、SCADA系统等复杂电子系统的设计、集成与维护。 通信工程师： 涉及通信设备、网络设备以及相关基础设施的集成与故障排除。 项目经理： 需要对电子项目的集成过程和风险有全面了解，以更好地进行项目管理。 高等院校电子信息类专业的学生： 希望获得扎实的系统集成与故障排除的实践技能，为未来的职业生涯打下坚实基础。 总结 《电子系统集成与故障排除实用指南》是一本面向实践、注重系统性思维的专业书籍。它将引导读者跳出孤立元件的思维模式，从整体的视角理解电子系统的设计、构建和维护。通过掌握本书提供的理论框架、方法论和实践技巧，读者将能够更自信、更高效地应对复杂电子系统集成所带来的挑战，并在面对突发故障时，迅速恢复系统的正常运行，最大限度地减少损失，保障业务连续性。本书的出版，旨在成为电子工程领域不可多得的实用参考和案头必备。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我购买这本书是冲着“设计制作”这几个字来的，特别是希望能学习到如何将设计意图转化为一套稳定可靠的控制方案。书中关于控制柜内部布局的章节我仔细阅读了，关于散热、防尘、以及强弱电分离的原则讲得非常到位，体现了作者丰富的现场经验。但让我感到略有不足的是，在讨论到现代变频器和伺服驱动器的集成设计时，内容似乎有些滞后。现在很多工程项目都要求高度集成和智能化，例如如何处理总线通讯（如Modbus或EtherCAT）的干扰抑制，以及如何配置集成安全功能模块（STO/SS1）到主控系统中的详细步骤，书中提及甚少。我期待的是一本能够紧跟当前工业技术发展趋势的实用指南，能帮我跨越从传统继电器控制到数字化控制的鸿沟，而不是停留在传统PLC和继电器逻辑的经典应用层面。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图例质量确实值得称赞，清晰的线条和规范的符号让阅读体验提升了不少，这对于理解复杂的电气系统图至关重要。我特别关注了关于低压配电系统部分的描述，希望能够学习到如何根据负荷计算选择合适的断路器和导线截面，这直接关系到运行的安全性。然而，在讲解这些计算方法时，书中给出的公式和规范引用略显生硬，缺乏足够的工程背景解释。比如，为什么在某些特定的场合需要提高安全裕度，选用更大电流等级的保护装置，这背后的工程哲学没有得到充分的阐述。我更希望作者能结合几个不同功率电机的实际应用场景，对比分析几种不同的保护方案及其优缺点，这样理论联系实际的知识才能真正“沉”入脑海，而不是停留在纸面上，变成了一堆需要背诵的数字和参数。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当专业，那种深蓝色的背景加上银白色的字体，一看就知道是技术类的书籍，对我这种刚踏入电气自动化领域的新手来说，非常有吸引力。我满心期待能在书中找到关于电路原理的深入讲解，尤其是那些在实际控制柜中经常遇到的继电器、接触器、PLC输入输出模块的接线逻辑和故障排查方法。然而，读完前几章，我发现书中更侧重于设备选型和安装规范的介绍，这些内容固然重要，但对于我急需掌握的核心电路逻辑，比如如何设计一个能够满足特定工艺要求的连锁保护电路，或者如何优化星三角降压启动的控制流程，介绍得相对比较概括。我希望看到更多基于实际案例的原理图拆解，而不是仅仅罗列标准化的接线图。对于初学者来说，从原理图到实物连接的思维转换是最大的难点，这本书在这方面的引导似乎还不够深入，期待后续章节能有更详尽的电路功能分析。

评分☆☆☆☆☆

整本书的语言风格偏向于教科书式的严谨与客观，逻辑清晰，易于查阅，这一点我很欣赏。对于那些已经有一定基础，想系统梳理知识体系的读者来说，它无疑是一本很好的参考书。不过，对于我们这些常常需要面对“突发状况”的一线人员来说，书中对于“调试与故障诊断”这一环节的篇幅安排得不够充分。一个控制柜在送电投运时，遇到的问题往往千奇百怪，可能来自接线错误、参数配置不当，也可能是环境干扰。我更期望书中能加入大量基于经验的“野路子”排障技巧，例如，如何通过观察指示灯的变化顺序、电流表的读数异常或特定元件的微小声音来快速定位问题。这本书在“造”的层面做得很好，但在“修”的层面上，还需要更多实战的智慧分享才能称得上是全面的实战宝典。

评分☆☆☆☆☆

这本书在讲解元器件选型规范方面确实提供了坚实的基础，比如对不同防护等级外壳（IP等级）的选择依据，以及不同类型端子排的适用环境都有详细的表格和说明。这对于确保控制柜符合特定的工业环境要求是非常必要的。然而，在涉及到成本控制和可维护性这两个实际项目中的关键指标时，作者的论述显得有些单薄。一个优秀的电气工程师不仅要会设计，更要会“聪明地”设计。例如，如何平衡使用进口高端品牌与国产品牌元器件的性价比，如何在保证可靠性的前提下优化物料清单（BOM）以降低总体成本，这些都是项目经理和设计师日常必须面对的权衡。书中多是给出“最佳实践”的结论，却缺少对不同选择背后的经济性分析和长期维护成本预估的探讨，这使得这本书的实用性在商业项目维度上略显不足。