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张娟，吕志香 著

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• 故障诊断
• 项目教程
• 张娟
• 驱动技术

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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122209474

商品编码：29417873603

包装：平装

出版时间：2014-09-01

基本信息

书名：变频器应用与维护项目教程(张娟)

定价：20.00元

作者：张娟,吕志香

出版社：化学工业出版社

出版日期：2014-09-01

ISBN：9787122209474

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

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内容提要

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本书依据自动化类专业高技能型人才的培养要求，针对高职教育的教学要求和办学特点，突破传统学科教育对学生技术应用能力培养的局限，以项目构建教学体系，以任务驱动教学内容，介绍了变频器的选型、应用、安装与调试。主要内容包括变频器基本操作与认识、变频器基本功能训练、变频器安装与维护、变频器典型应用工程实施4个项目。每个项目包含若干个任务，每个任务从提出学习目标和要求开始，设定训练内容，同时结合所用知识点，辅以必要的理论分析，使理论指导实践。在任务后半部分明确操作步骤和成绩评分标准。通过本书学习，可使学生对变频器技术的应用有一个较全面的了解。
　　本书可作为高职院校电气自动化专业、机电一体化专业及其相关专业高技能型人才培养的教材，也可供相关工程技术人员参考。

目录

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项目一变频器基本操作与认识
　任务1.1变频器结构认识
　任务1.2面板操作与参数设置
项目二变频器基本功能训练
　任务2.1变频器控制电动机点动及正反转运行
　任务2.2模拟信号给定的变频调速控制
　任务2.3多段速度选择的变频调速控制
　任务2.4变频器瞬时停电再启动控制
　任务2.5PID变频调速控制
　任务2.6基于PLC的变频调速控制
项目三变频器安装与维护
　任务3.1变频器的选用与安装
　任务3.2变频器的调试与维护
项目四变频器典型应用工程实施
　任务4.1工业洗衣机控制系统的安装与调试
　任务4.2啤酒罐装传送带系统的安装与调试
　任务4.3恒压供水系统的安装与调试
　任务4.4龙门刨床变频调速系统的安装与调试
附录西门子变频器故障诊断
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《工业电气控制系统解析与实践》 一、 概述 本书深入剖析工业电气控制系统的核心原理、关键技术及实际应用，旨在为电气工程师、技术人员、学生以及对工业自动化感兴趣的读者提供一本全面、实用的技术参考。内容涵盖了从基础的电气元件选择、线路设计，到复杂的PLC编程、伺服系统集成，再到先进的工业网络通信和故障诊断，力求为读者构建一个系统、完整的工业电气控制知识体系。本书理论与实践相结合，通过大量的案例分析和操作指导，帮助读者理解抽象的原理，掌握实际操作技巧，从而能够独立完成各类工业电气控制系统的设计、调试、维护和优化工作。 二、 内容详细介绍 第一章：工业电气控制基础 1.1 电气控制系统的构成与分类 介绍工业电气控制系统的基本组成部分，如电源、执行机构、传感器、控制器、人机界面等。 详细阐述不同分类方式下的电气控制系统，如按控制功能（顺序控制、闭环控制）、按自动化程度（手动、半自动、全自动）、按应用领域（制造业、能源、交通）等。 分析不同类型系统的特点、优缺点及适用场景。 1.2 常用电气元件详解 接触器与继电器： 工作原理、选型原则（线圈电压、触点类型、额定电流、寿命等）、安装与接线要点、常见故障及排除。 断路器与熔断器： 功能、分类（塑壳断路器、框架断路器、电磁式、热效应式、电子式等）、选型依据（额定电压、额定电流、分断能力、保护特性）、安装与维护。 按钮、开关与指示灯： 类型（急停按钮、选择开关、行程开关、限位开关等）、功能、安装与接线、选型注意事项。 传感器与变送器： 基本原理、分类（光电、接近、超声波、编码器、温度、压力、流量等）、选型原则（测量范围、精度、输出信号、防护等级）、安装与调试。 电机与执行机构： 直流电机、交流电机（感应电机、同步电机）的原理、特性、选型（功率、转速、电压、防护等级）、常见执行机构（液压缸、气缸、电磁阀）的工作原理与选型。 1.3 电气图纸阅读与绘制 电气符号与图例： 详细介绍国际标准和国家标准下的常用电气符号，包括电源、开关、保护电器、执行机构、传感器、连接线等的表示方法。 原理图、接线图、安装图： 各类电气图纸的功能、绘制规则、阅读方法，以及它们之间的相互关系。 图纸规范与技巧： 掌握绘制规范图纸的要点，提高图纸的可读性和准确性。 1.4 安全操作规程与防护 人身安全： 电气作业的风险识别、触电防护（接地、接零、绝缘、保护）、高压作业的安全措施、紧急处理方法。 设备安全： 防火、防爆、防潮、防腐蚀等措施，设备的定期检查与维护，电气火灾的预防与扑救。 安全操作规程： 详细阐述断电、验电、挂牌、接地等关键步骤，以及操作前的检查、操作中的注意事项、操作后的确认。 第二章：PLC（可编程逻辑控制器）控制系统集成 2.1 PLC硬件结构与选型 CPU模块： 功能、型号、内存、指令集、处理速度等。 输入/输出（I/O）模块： 数字量、模拟量I/O模块的类型（电压、电流、隔离）、点数、响应时间。 通信模块： 不同通信协议（RS232, RS485, Ethernet, Profibus, Profinet等）的特点和应用。 电源模块： 额定功率、输出电压、稳定性。 特殊模块： 定位模块、PID模块、高速计数模块等。 PLC选型依据： 控制规模、I/O点数、通信需求、性能要求、成本预算、品牌与可靠性。 2.2 PLC编程语言与指令系统 梯形图（Ladder Diagram, LD）： 模拟继电器逻辑，易于理解和绘制，适合顺序控制和逻辑判断。 指令表（Instruction List, IL）： 汇编语言风格，执行效率高，适合复杂运算和算法。 结构化文本（Structured Text, ST）： 高级编程语言，类似Pascal，适合复杂的算法和数据处理。 顺序功能图（Sequential Function Chart, SFC）： 图形化编程，适合状态机和顺序控制流程。 功能块图（Function Block Diagram, FBD）： 图形化编程，由预定义的功能块组成，适合系统集成和模块化编程。 常用指令解析： 位指令（LD, OUT, LDI, AND, OR）、定时器指令（TON, TOF, TP）、计数器指令（CTU, CTD, CTUD）、比较指令（CMP）、数学运算指令（ADD, SUB, MUL, DIV）、移动指令（MOV）、跳转指令（JMP, CALL）。 2.3 PLC程序设计与开发 项目需求分析： 理解控制对象的功能要求、工艺流程、输入输出信号。 程序结构设计： 主程序、子程序、中断程序、功能块的设计。 变量定义与管理： 全局变量、局部变量、输入/输出变量的命名与使用。 逻辑设计与实现： 将控制逻辑转化为PLC指令，考虑时序、同步、冲突避免。 人机界面（HMI）集成： HMI与PLC的数据交换、画面设计、报警处理、趋势显示。 2.4 PLC系统调试与故障诊断 在线监控与调试： 观察程序运行状态、变量数值，单步执行，强制I/O。 仿真测试： 在没有硬件的情况下进行程序逻辑验证。 常见故障分析： I/O点异常、程序死循环、通信中断、硬件损坏、电源问题。 故障排除方法： 结合硬件指示灯、诊断信息、程序逻辑进行定位。 2.5 案例分析 输送带控制系统： 顺序启动、停止，急停控制，光电检测。 包装机控制系统： PLC与伺服电机联动，实现精确位置控制。 水泵恒压供水系统： 压力传感器反馈，PLC PID闭环控制。 第三章：伺服与步进电机驱动与控制 3.1 伺服与步进电机原理与特性 伺服电机： 工作原理（编码器反馈、PID调节）、结构、优点（高精度、高响应、低速大扭矩）、缺点（成本高）。 步进电机： 工作原理（脉冲驱动、步进角度）、结构、优点（结构简单、成本低、可开环控制）、缺点（易失步、高速性能差）。 电机选型： 根据负载特性、精度要求、速度要求、工作环境进行选择。 3.2 伺服驱动器与步进驱动器 驱动器功能： 接收控制信号、放大功率、驱动电机、提供保护。 接口类型： 脉冲+方向、CW/CCW、通信接口（Modbus, EtherNet/IP等）。 参数设置： 细分、限流、使能、报警复位、回零模式。 驱动器选型： 匹配电机功率、电压、电流，通信协议支持。 3.3 伺服与步进电机控制模式 位置控制（Point-to-Point）： 指定目标位置，电机自动移动至该位置。 速度控制（Velocity Control）： 指定恒定速度，电机匀速运转。 力矩/电流控制（Torque/Current Control）： 控制电机输出的力矩或电流。 PLC与驱动器的通信与指令： 如何通过PLC发送运动指令，如定位指令、速度指令、回零指令。 3.4 伺服与步进系统集成与调试 接线与布线： 电源线、编码器线、控制信号线、通信线的正确连接。 参数调优： PID参数整定（伺服）、细分与限流设置（步进）。 系统联调： PLC与驱动器、驱动器与电机之间的配合测试。 常见问题分析： 抖动、噪音、失步、位置偏差、过热。 3.5 案例分析 数控机床轴控制： PLC发送定位指令，伺服驱动器高精度定位。 自动化装配线上的抓取与放置： 伺服系统实现精确的运动轨迹。 包装机上的卷材进给： 步进电机实现精确的步长控制。 第四章：工业网络通信与现场总线技术 4.1 工业网络通信基础 OSI模型与TCP/IP协议栈： 各层功能介绍，在工业通信中的应用。 串行通信： RS232, RS422, RS485接口标准，波特率、校验、数据位等参数。 以太网通信： 拓扑结构、传输介质、通信速率、IP地址、子网掩码、网关。 4.2 现场总线技术 概念与优势： 集中控制、分布式I/O、减少布线、提高效率、诊断能力。 主流现场总线介绍： Profibus： DP（分布式I/O）、PA（过程自动化），主/从站概念，数据交换机制。 Profinet： 基于以太网，实时性强，支持多种通信等级。 CC-Link： 广泛应用于亚洲，具有高性能和高可靠性。 Modbus RTU/TCP： 简单通用，支持串行和以太网。 EtherNet/IP： 基于标准以太网，实现工业控制和信息通信的融合。 总线选择依据： 控制要求、实时性、通信距离、设备兼容性、成本、技术支持。 4.3 IO-Link 技术 定义与作用： 点对点通信，实现传感器和执行器与上层控制器的智能连接。 IO-Link设备： 主站、设备、连接线。 数据传输： 参数数据、过程数据、诊断数据。 应用优势： 简化布线、易于设备更换、远程参数化、提高设备诊断能力。 4.4 无线通信技术在工业中的应用 Wi-Fi： 移动性、灵活性，在仓库管理、设备监控中的应用。 蓝牙： 短距离通信，设备调试、人机交互。 LoRa/NB-IoT： 低功耗广域网，远程监测、物联网应用。 5G： 高带宽、低延迟，支持更复杂的实时控制和大数据分析。 无线通信的挑战与解决方案： 干扰、安全性、可靠性、功耗。 4.5 案例分析 基于Profinet的分布式I/O系统： PLC与远程I/O模块的高速通信。 Modbus TCP网络构建： PLC与变频器、HMI之间的数据交换。 IO-Link传感器网络： 简化现场布线，实现智能传感。 第五章：工业变频器应用进阶与节能技术 5.1 变频器工作原理与基本参数设置 基本原理： AC-DC-AC变压变频，PWM控制。 关键参数： 额定电压、额定功率、额定电流、频率范围、过载能力。 基本设置： 运行指令源（端子、面板、通信）、频率设定源、电机参数自学习、最小/最大频率、加减速时间。 5.2 变频器运行模式与控制方式 V/f控制： 恒压恒频控制，适用于负载变化不大的场合。 矢量控制（SVC）： 独立控制磁通和转矩，实现高性能电机控制，适用于要求精确调速和动态响应的场合。 无传感器矢量控制（Sensorless Vector Control, SVC）： 无需编码器，成本低，性能优于V/f控制。 有传感器矢量控制（Closed-loop Vector Control）： 配合编码器，实现更高的精度和动态性能。 转矩控制： 直接控制电机输出转矩，适用于卷绕、张力控制等。 5.3 变频器的选型与安装 选型原则： 功率匹配（考虑启动转矩、负载率）、电压等级、环境温度、防护等级、控制精度要求、功能需求（制动单元、滤波器等）。 安装注意事项： 通风散热、电磁兼容（EMC）、接地、防水防尘、避免震动。 5.4 变频器的节能技术与应用 风机水泵节能： 利用变频调速，根据实际需求调节转速，实现显著节能。 恒压供水系统： 变频器配合压力传感器，精确控制水泵转速，保持恒定压力，节能效果显著。 其他节能应用： 如起重机、牵引等。 节能效益分析： 功率与转速的关系，计算节能量。 5.5 变频器的高级功能与应用 多段速控制： 预设多档速度，通过端子或通信切换。 PID闭环控制： 内置PID功能，直接控制温度、压力、流量等。 脉冲序列输出： 实现简单的定位功能。 制动单元与制动电阻： 处理电机再生电能，防止过电压。 通信接口应用： Modbus, Profibus, Profinet等，实现远程监控与控制。 5.6 变频器的常见故障诊断与维护 常见故障代码解析： 过载、过电压、欠电压、对地短路、输出缺相、通信故障等。 故障排除方法： 检查电机、电缆、负载、电源，参数设置，内部元器件。 定期维护： 清洁散热风道、检查风扇、紧固接线端子、参数备份。 5.7 案例分析 恒压供水系统节能改造： 详细阐述改造过程、参数设置、节能效果。 大型风机变频控制： 针对不同工况下的变频控制策略。 卷绕机张力控制： 变频器转矩控制的应用。 第六章：工业电气控制系统设计与项目实施 6.1 项目需求分析与系统方案设计 功能需求定义： 明确控制对象的各项功能要求。 工艺流程分析： 梳理设备的工作顺序和相互关系。 技术方案选择： PLC选型、传感器选型、执行机构选型、通信网络方案、人机界面方案。 系统集成方案： 各子系统之间的接口和协调。 6.2 控制系统电气设计 电气原理图设计： 绘制详细的控制逻辑和元件连接。 柜体布局与元器件选型： 考虑空间、散热、维护性、EMC。 线缆选择与敷设： 信号线、动力线的合理选择和规范敷设。 接地与防护设计： 确保系统的安全可靠运行。 6.3 程序开发与集成 PLC程序编写： 按照设计要求实现控制逻辑。 HMI画面开发： 制作直观易用的操作界面。 系统集成与联调： 将各部分软硬件整合，进行初步测试。 6.4 现场安装与调试 设备安装： 控制柜、传感器、执行机构等的现场安装。 电气连接： 现场接线，确保连接正确可靠。 参数配置与调试： PLC、HMI、变频器、伺服等参数的设置与优化。 功能测试： 对系统的各项功能进行全面测试。 性能优化： 根据实际运行情况进行调优，提高系统性能。 6.5 项目验收与文档编制 验收标准： 按照合同要求和设计方案进行验收。 技术文档： 设备清单、原理图、接线图、操作手册、维护手册、程序备份。 培训与交接： 对用户进行操作和维护培训。 6.6 工业电气项目管理 项目计划与进度控制。 风险管理与问题处理。 团队协作与沟通。 第七章：工业电气故障诊断与维护实践 7.1 故障分析方法论 “三步法”： 现象分析、原因判断、排除方法。 “排除法”： 由简到繁，由表及里。 “类比法”： 与相似故障进行对比。 “数据分析法”： 利用诊断信息、历史记录进行分析。 7.2 常见电气故障的诊断与排除 电源类故障： 缺相、欠压、过压、接地不良。 控制类故障： PLC程序错误、I/O点损坏、传感器故障、开关失灵。 执行机构类故障： 电机烧毁、电磁阀卡死、液压/气动系统泄漏。 通信类故障： 总线中断、通信速率不匹配、地址冲突。 变频器/伺服类故障： 过载、过流、过压、欠压、通信报警。 7.3 故障预防与维护策略 预防性维护（PM）： 定期检查、清洁、润滑、紧固。 预测性维护（PdM）： 利用状态监测技术（振动、温度、电流等）预测故障。 可靠性维护（RCM）： 基于风险和后果进行维护决策。 备品备件管理： 建立合理的备件库，减少停机时间。 7.4 维护工具与技术 万用表、钳形表： 电压、电流、电阻测量。 示波器： 信号波形分析。 红外热像仪： 检测发热点，预防电气火灾。 诊断软件与工具： PLC编程软件、HMI配置软件、网络分析工具。 7.5 案例研究：典型故障的排查过程 详细记录一个复杂的故障发生、诊断、排除的过程，强调思维逻辑和技术手段。 附录： 常用电气符号对照表 常用工程单位换算表 工业常用标准缩略语 本书内容全面、结构清晰、语言通俗易懂，并辅以大量图表和实例，力求为读者提供一个高效的学习平台。通过学习本书，读者将能够深刻理解工业电气控制系统的设计、运行和维护，提升专业技能，应对实际工作中的各种挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本关于工业机器人运动学与控制的书籍，给我带来了全新的视角。它并没有从最基础的机械原理讲起，而是直接切入了机器人运动的数学模型和控制策略。作者以一种非常严谨的数学语言，阐述了机器人正逆运动学方程的推导过程，以及如何利用这些方程来计算机器人的末端执行器的位置和姿态。我尤其欣赏书中对“雅可比矩阵”和“奇异位形”的深入分析，这对于理解机器人的运动能力限制和避免潜在的危险操作至关重要。书中大量的公式推导和仿真示例，让我对机器人运动的复杂性有了更深刻的认识。除了理论计算，书中也花了相当大的篇幅来介绍实际的控制算法，如PID控制、力矩控制以及更高级的模型预测控制。作者通过对不同控制方法的优缺点进行比较，并结合实际应用场景，帮助读者理解如何选择最合适的控制策略。我最喜欢的是关于“轨迹规划”的部分，它不仅仅是简单的点到点运动，而是如何生成平滑、高效且符合约束条件的运动轨迹，这对于工业机器人在生产线上的精确作业至关重要。这本书的特点在于，它用一种高度专业化的方式，展现了工业机器人的“大脑”是如何思考和行动的，为我们揭示了自动化生产背后那些精密的计算和控制过程。对于任何希望深入了解机器人技术，特别是对其运动控制原理感兴趣的工程师或学生而言，这本书提供了一个非常专业和系统的学习平台。

评分☆☆☆☆☆

我最近阅读了一本关于电力系统稳定性分析的专业书籍，着实让我受益匪浅。这本书的视角非常独特，它并没有仅仅局限于理论公式的推导，而是将大量的篇幅放在了实际运行中的案例分析上。作者深入浅出地探讨了导致电力系统不稳定的各种因素，从电网的负荷波动、发电机组的运行状态，到外部环境的突发状况，都进行了详尽的阐述。其中，关于暂态稳定性和稳态稳定性的区分与分析，作者通过大量的仿真数据和实际故障报告，生动地展示了不同类型的不稳定现象及其后果。我特别欣赏书中对“故障排除”这一章节的处理方式，它不仅仅列出了可能出现的故障，更重要的是，提供了多种多样的分析工具和决策流程，帮助读者如何在最短的时间内，做出最有效的应对。书中提到的“动态安全评估”概念，让我意识到在电力系统运行中，预判和防范比事后补救更为重要。通过对历史数据的学习和模型的建立，能够提前预警潜在的风险，从而避免灾难性的后果。这本书的语言风格严谨而又不失启发性，虽然涉及大量的专业术语，但作者总能用清晰的逻辑和图表来辅助理解，使得即使是初学者也能逐渐掌握其中的精髓。对于任何从事电力系统工作或者对电力系统安全感兴趣的专业人士而言，这本书绝对是一本不可多得的参考资料，它不仅提供了理论知识，更重要的是，传递了一种严谨、系统、面向实战的分析思维。

评分☆☆☆☆☆

这本书完全颠覆了我对传统工程项目管理的认知。它没有围绕着那些老生常谈的WBS、甘特图、风险矩阵等工具打转，而是从一种更具人文关怀和战略视角的角度，探讨了项目的成功之道。作者强调，一个项目的成败，很大程度上取决于项目团队的凝聚力和沟通效率，而不仅仅是技术方案的优劣。书中提出的“情境化管理”理念，让我印象深刻。它告诫我们，没有一成不变的管理方法，每一个项目都应根据其自身的独特性、所处的行业环境以及团队的构成，来量身定制最适合的管理策略。我尤其喜欢作者在“冲突化解”章节中的论述，他将团队成员之间的分歧，看作是激发创新和改进的契机，而不是必须极力避免的负面因素，并且提供了一系列极具操作性的沟通技巧和协商方法。书中还花了很大的篇幅来讨论“领导力”在项目中的作用，不是那种高高在上的发号施令，而是如何通过榜样力量、赋能授权来激发团队潜能，建立信任。整本书读下来，感觉像是与一位经验丰富、洞察人心的项目导师在对话，他分享的不是冰冷的规则，而是鲜活的智慧。这本书的价值在于，它让我们重新审视了工程项目管理中的“软实力”，认识到技术之外的人性化因素对于项目成功的巨大影响。它更像是一本“项目团队心理学”的手册，教会我们如何与人打交道，如何在复杂的人际关系中驾驭项目，最终实现目标。

评分☆☆☆☆☆

我最近接触到一本关于材料科学基础理论的书籍，内容之扎实，讲解之细致，令我叹为观止。作者并没有止步于简单的材料性质描述，而是深入挖掘了材料微观结构与其宏观性能之间的内在联系。从晶体学的基础知识，到各种缺陷（如空位、位错、晶界）对材料力学、电学、磁学性能的影响，都进行了详尽的阐述。书中大量的插图和显微照片，将那些肉眼无法看到的微观世界栩栩如生地呈现在读者面前，让我对金属、陶瓷、高分子等不同材料的结构特点有了更直观的认识。最令我印象深刻的是关于“相变”的章节，作者通过多个典型的材料体系，如钢的淬火与回火，阐释了温度、压力等外界因素如何改变材料的内部结构，进而影响其性能。他不仅仅是描述了现象，更重要的是，解析了背后的热力学和动力学原理，使得读者能够理解“为什么会发生”以及“如何控制发生”。这本书的逻辑性非常强，从原子层面的键合，到晶格结构，再到宏观材料性能，层层递进，环环相扣。对于任何想要深入理解材料行为的初学者或研究者来说，这无疑是一本必读的经典。它提供的不仅仅是知识，更是一种科学的思维方式，教会我们如何从微观的角度去理解和预测材料的宏观表现，为解决实际工程问题奠定了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

收到！这就为您创作五段风格迥异、内容详实，且绝不提及《变频器应用与维护项目教程(张娟)》具体内容的读者评价。 这次偶然翻阅到一本关于工业自动化基础知识的书，虽然不是我平时关注的领域，但内容却意外地引人入胜。作者并没有直接深入到某个具体的设备或技术细节，而是以一种非常宏观且易于理解的方式，勾勒出了整个自动化系统的脉络。从最基础的传感器信号采集，到数据处理与分析，再到执行机构的控制，每一个环节都讲解得条理清晰。书中举了大量生活化的例子，比如如何用简单的逻辑门实现开关控制，或者如何通过微小的改变影响整个系统的稳定性，这些都让原本可能枯燥的理论变得生动有趣。尤其让我印象深刻的是关于“反馈回路”的部分，作者用了一个非常形象的比喻，将复杂的控制原理比作我们日常生活中调节水龙头水温的过程，通过不断地“观察”和“调整”，最终达到理想的状态。这种从“为什么”到“怎么做”的逻辑推演，让我对工业自动化不再是模糊的印象，而是有了一个初步但扎实的认识。这本书最大的价值在于，它为我打开了一扇了解现代工业运作的大门，让我意识到背后那些看不见的“大脑”和“神经系统”是如何运转的，也激发了我进一步探索其中奥秘的兴趣。它更像是一本启蒙读物，引导读者从零开始，逐步理解复杂的自动化概念，并且在理解的过程中，逐渐培养起解决问题的思路和方法，这一点对于任何想要涉足技术领域的人来说，都是宝贵的财富。