變頻器應用技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陶權，吳尚慶 著

圖書標籤:

• 變頻器
• 電機控製
• 電力電子
• 工業自動化
• 驅動技術
• 節能技術
• 故障診斷
• 應用案例
• 控製係統
• 電氣工程

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 華南理工大學齣版社

ISBN：9787562326557

商品編碼：29725346790

包裝：平裝

齣版時間：2007-08-01

基本信息

書名：變頻器應用技術

定價：19.00元

作者：陶權,吳尚慶

齣版社：華南理工大學齣版社

齣版日期：2007-08-01

ISBN：9787562326557

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.281kg

編輯推薦

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內容提要

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本書在內容編排上以應用為重點，以6個模塊，共27個項目構成本課程內容。每個項目都有其明確的項目目標，並針對各自目標展開相關知識的介紹及技能訓練、技能測試。主要內容包括變頻器基礎知識，變頻器操作及主要參數設定，變頻器常用控製功能，變頻器的工程應用、選型、維護，變頻器實訓等。
本書力求體現以下特點：
（1）應用性：有豐富的工程應用例子。
（2）實踐性：本教材安排瞭5個實訓項目，並且每個模塊都有技能測試。
（3）針對性：教材內容針對西門子MM420通用型變頻器。
本書可作為高職高專院校電氣自動化技術專業、生産過程自動化專業、機電一體化技術專業、自動控製技術專業及相關專業的教材，也可作為企業相關技術人員的參考資料。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《工業自動化基礎與實踐》 內容簡介 本書旨在為讀者構建一個全麵而深入的工業自動化知識體係，涵蓋從基本概念到實際應用的各個層麵。全書共分為五個部分，邏輯清晰，層層遞進，力求使讀者能夠係統地理解工業自動化的核心原理，並掌握解決實際工程問題的能力。 第一部分：工業自動化的基石——信號、傳感器與執行器 本部分將深入剖析工業自動化係統中信息傳遞的源頭和終端。我們將從最基礎的電信號和數字信號講起，介紹它們在工業環境中的特性、傳輸方式以及常見的乾擾與防護措施。 接著，我們將詳細介紹各類工業傳感器。這部分內容將不僅局限於傳感器的種類劃分，更會深入探討各種傳感器的核心工作原理、技術參數的含義及其在不同工業場景下的適用性。我們會重點講解： 測量原理： 如電阻式、電容式、電感式、壓電式、光電式、磁阻式、超聲波式、紅外式、激光式、霍爾效應等。 測量對象： 包括但不限於溫度傳感器（熱電偶、熱電阻、紅外測溫）、壓力傳感器（應變片式、電容式、壓阻式）、液位傳感器（浮球式、導波雷達式、超聲波式）、流量傳感器（電磁流量計、渦輪流量計、質量流量計）、位移傳感器（LVDT、編碼器、激光測距）、速度傳感器（測速發電機、編碼器）、加速度傳感器（壓電式、MEMS）、光電傳感器（光電開關、接近開關）、氣體傳感器（催化燃燒式、電化學式、半導體式）、圖像傳感器（CCD、CMOS）等。 選型依據： 詳細闡述如何根據被測量的物理量、精度要求、響應速度、工作環境（溫度、濕度、腐蝕性、防爆等級）、供電方式、輸齣信號類型（模擬量4-20mA、0-10V，數字量RS485、CAN、EtherNet/IP等）以及成本等因素，選擇最閤適的傳感器。 安裝與調試： 介紹傳感器的正確安裝位置、固定方式、電氣連接以及初步的信號驗證和校準方法，以確保其在實際應用中的穩定性和準確性。 在瞭解瞭信息的采集之後，本部分將聚焦於如何將控製指令轉化為實際動作的執行器。我們將係統介紹各種工業執行器的類型、工作原理、性能特點及選型原則： 電氣執行器： 電機類： 直流電機、交流電機（同步電機、異步電機）、步進電機、伺服電機。重點講解它們的結構、工作原理、調速方法（如PWM）、製動方式以及與負載的匹配關係。 電磁閥： 介紹其結構、動作原理（直動式、先導式），不同閥芯類型（二通、三通、四通）及其在流體控製中的應用。 繼電器與接觸器： 講解其作為開關元件的作用、綫圈驅動原理、觸點類型（常開、常閉）、額定參數以及在電力控製和信號隔離中的應用。 氣動執行器： 氣缸： 單作用氣缸、雙作用氣缸，及其在直綫運動控製中的應用。 氣動馬達： 介紹其在鏇轉驅動中的應用。 氣動閥： 比例閥、伺服閥，及其在精確流量和壓力控製中的作用。 液壓執行器： 液壓缸： 講解其高壓力、大扭矩的特性，以及在重載、精密運動控製中的應用。 液壓馬達： 介紹其在需要大功率驅動的場閤的應用。 液壓閥： 方嚮控製閥、壓力控製閥、流量控製閥，及其在復雜液壓迴路中的組閤應用。 針對不同類型的執行器，我們將詳細闡述其選型時需要考慮的因素，包括驅動功率、輸齣力/扭矩、運動行程/角度、響應速度、重復定位精度、使用壽命、工作環境適應性以及與控製係統的接口兼容性。同時，我們還會介紹執行器在實際應用中常見的故障及其診斷與排除方法。 第二部分：工業控製係統的核心——PLC與 DCS 本部分將深入探討現代工業自動化中兩大核心控製平颱——可編程邏輯控製器（PLC）和分布式控製係統（DCS）。 2.1 可編程邏輯控製器（PLC） 我們將從PLC的基本概念、硬件結構和軟件組成入手，構建完整的PLC認知框架。 PLC的體係結構： 詳細介紹CPU模塊、輸入模塊（數字量、模擬量）、輸齣模塊（數字量、模擬量）、通信模塊、電源模塊以及特殊功能模塊（如高速計數、定位、PID控製模塊）的功能和選型。 PLC的編程語言： 深入講解IEC 61131-3國際標準定義的五種編程語言，包括： 梯形圖（Ladder Diagram, LD）： 重點闡述其圖形化特性，如何將電氣原理圖轉化為PLC程序，以及常用的邏輯指令（AND, OR, NOT, XOR等）、定時器、計數器、比較指令、數學運算指令等。 指令錶（Instruction List, IL）： 介紹其匯編語言式的編程方式，適用於特定邏輯的快速實現。 結構化文本（Structured Text, ST）： 講解其類似高級語言的語法，適用於復雜的算法和數據處理。 功能塊圖（Function Block Diagram, FBD）： 介紹其模塊化、圖形化的編程方式，便於復用和構建復雜控製邏輯。 順序功能圖（Sequential Function Chart, SFC）： 闡述其適用於順序控製和狀態機設計的圖形化工具。 PLC的通信： 介紹PLC常用的通信協議，如RS-232、RS-485、MPI、Profibus、Profinet、EtherNet/IP、Modbus（TCP/RTU）等，以及它們在PLC之間、PLC與上位機、PLC與外圍設備通信中的應用。 PLC的實際應用： 通過多個典型案例，如簡單的電機啓停控製、傳送帶聯動控製、泵的自動啓停、液位控製、溫度PID控製等，展示PLC在實際工程中的編程方法、調試技巧和故障排除思路。我們將強調如何從工藝流程分析入手，將實際控製需求轉化為PLC程序。 2.2 分布式控製係統（DCS） DCS作為大型、復雜自動化係統的核心，我們將對其進行深入的介紹。 DCS的係統架構： 詳細解析DCS的縱嚮和橫嚮集成，包括操作員站（監控、報警、報錶）、工程師站（組態、編程、診斷）、控製器（I/O處理、控製算法執行）、通信網絡（現場總綫、以太網）以及現場儀錶等組成部分。 DCS的功能特點： 重點講解DCS在數據采集、實時控製、迴路控製、順序控製、報警管理、曆史數據記錄與分析、操作員界麵友好性、係統可靠性與冗餘性（硬件冗餘、軟件冗餘、網絡冗餘）、係統集成性、安全性等方麵的優勢。 DCS的組態與編程： 介紹DCS係統中常用的組態軟件，講解如何通過圖形化界麵完成I/O點配置、控製迴路設計（如PID迴路、邏輯控製邏輯）、報警策略設定、操作員界麵構建（畫麵組態）以及與PLC等其他係統的集成。 DCS的應用領域： 結閤石化、電力、冶金、製藥、水處理等典型行業，介紹DCS在復雜生産過程的集中監控與自動化控製方麵的應用，以及如何通過DCS實現工藝優化和生産管理。 第三部分：工業網絡與現場總綫技術 本部分將聚焦於工業自動化係統中的“神經係統”——工業通信網絡和現場總綫技術，這是實現設備互聯互通、數據高效傳輸的關鍵。 工業通信網絡概述： 介紹工業網絡與傳統IT網絡的區彆，如對實時性、可靠性、魯棒性、防乾擾能力的要求，以及常見的工業以太網和串行通信的應用場景。 現場總綫技術： 基本概念與分類： 講解現場總綫（Fieldbus）的定義、起源，以及按通信介質（如電纜、光縴）和拓撲結構（如總綫型、星型、環型）的分類。 主流現場總綫介紹： 詳細介紹幾種重要的現場總綫技術，包括： Profibus： 重點講解Profibus DP（用於現場級設備連接）和Profibus PA（用於過程自動化，適用於危險區域）的特點、幀結構、通信機製，以及在PLC與現場設備（傳感器、執行器）通信中的應用。 Foundation Fieldbus（FF）： 介紹其“設備互聯”的理念，支持數字通信、迴路組態、自診斷等高級功能，以及在過程控製中的優勢。 DeviceNet： 講解其基於CAN總綫，易於集成，常用於中小型自動化係統，如機械設備、汽車製造等。 CANopen： 介紹其在嵌入式係統和運動控製領域的廣泛應用，以及其標準化程度高、實時性好的特點。 EtherNet/IP： 講解其如何將以太網技術應用於工業控製，支持IP協議，易於與IT係統集成，適用於各種自動化應用。 Modbus TCP/IP： 介紹其作為一種非常廣泛應用的工業以太網通信協議，易於實現，適用於PLC、HMI、SCADA係統之間的數據交換。 現場總綫的選型原則： 詳細闡述在選擇現場總綫時需要考慮的因素，如通信速率、傳輸距離、支持的設備類型、係統規模、實時性要求、成本、廠商支持、在特定行業（如防爆、高粉塵）的應用兼容性等。 現場總綫的應用實踐： 通過案例分析，講解如何設計和部署基於現場總綫的自動化係統，包括總綫拓撲結構的選擇、設備接入、通信故障診斷和排除。 第四部分：人機界麵（HMI）與監控係統（SCADA） 本部分將深入探討人機交互的界麵以及對整個工業生産過程的監控與管理。 人機界麵（HMI）： HMI的功能與作用： 講解HMI在可視化操作、參數設定、工藝流程顯示、報警提示、數據查詢等方麵的核心價值。 HMI的硬件類型： 介紹觸摸屏、按鍵式操作麵闆、工業平闆電腦等不同類型的HMI硬件，以及它們的性能特點和適用場景。 HMI組態軟件： 講解常用HMI組態軟件（如WinCC, GT Works, RSView, Ignition等）的基本操作，包括畫麵設計（控件拖拽、屬性設置）、變量連接、報警配置、配方管理、數據趨勢圖繪製、事件記錄等。 HMI與PLC的通信： 詳細介紹HMI與PLC之間通過各種通信協議（如Modbus, Profinet, EtherNet/IP等）進行數據交換的原理和設置方法。 HMI的設計原則： 強調用戶友好性、信息直觀性、操作便捷性、安全性等設計原則，以及如何根據不同操作人員的技能水平設計閤適的界麵。 監控與數據采集係統（SCADA）： SCADA係統的概念與架構： 講解SCADA係統的核心功能，包括數據采集（Supervisory Control And Data Acquisition）、過程監控、報警管理、事件記錄、報錶生成、遠程控製等，以及其典型的分層架構（如現場設備層、通信層、監控層、應用層）。 SCADA係統的關鍵組件： 介紹SCADA係統中的重要組成部分，如數據服務器、曆史數據庫、報警服務器、報告服務器、客戶端應用程序（操作員界麵）。 SCADA係統的通信方式： 詳細闡述SCADA係統如何通過OPC服務器、各種工業協議（Modbus, Profinet, DNP3等）或私有協議，從PLC、RTU（遠程終端單元）等設備采集數據。 SCADA係統的應用： 結閤實際案例，如電力監控係統、給排水監控係統、油氣管道監控係統、交通監控係統等，展示SCADA係統如何實現對大規模、分布式工業過程的集中化管理和優化。 第五部分：工業自動化係統集成與高級應用 本部分將超越單一設備的介紹，著重於如何將不同的自動化模塊有機地組閤起來，構建功能更強大、性能更優越的工業自動化係統，並介紹一些前沿的應用方嚮。 工業自動化係統的集成： 係統集成流程： 講解從需求分析、方案設計、設備選型、硬件安裝、軟件組態、係統調試到最終驗收的完整集成流程。 不同層級的集成： 探討現場設備層、控製層、監控層（HMI/SCADA）以及企業管理層（MES, ERP）之間的集成挑戰與解決方案。 標準化與互操作性： 強調OPC UA等開放標準的在實現不同廠商設備和係統之間互操作性方麵的作用。 係統冗餘與容錯設計： 介紹在關鍵應用中實現係統的高可用性和可靠性，如PLC冗餘、網絡冗餘、服務器冗餘等。 網絡安全： 討論工業自動化係統麵臨的網絡安全威脅，以及如何通過防火牆、VPN、訪問控製、加密等手段保障係統安全。 高級應用與發展趨勢： 運動控製： 介紹伺服係統、步進係統在精密位移、速度、力矩控製方麵的應用，以及多軸聯動控製技術。 機器人技術： 講解工業機器人的類型（如關節型、SCARA、Delta）、工作原理、編程與示教，以及在裝配、焊接、搬運等自動化生産中的作用。 機器視覺： 介紹機器視覺係統在産品檢測、尺寸測量、缺陷識彆、引導定位等方麵的應用，以及其核心組件（相機、光源、鏡頭、圖像處理軟件）。 工業物聯網（IIoT）與工業4.0： 探討傳感器、設備、係統之間通過網絡互聯，實現數據共享、協同工作、智能化決策的理念，以及雲計算、大數據、人工智能等技術在工業領域的應用前景。 數字化孿生（Digital Twin）： 介紹如何構建物理實體在數字世界的虛擬模型，實現實時監控、模擬預測、優化控製。 能源管理與環保自動化： 探討如何在工業生産過程中實現節能降耗、減少排放的自動化監控與控製。 本書的編寫力求語言精練，圖文並茂，通過大量的實例和圖錶，將抽象的技術概念具象化，幫助讀者建立直觀的理解。我們希望通過本書的學習，讀者不僅能夠掌握工業自動化基礎知識，更能培養解決實際工程問題的能力，為投身於蓬勃發展的工業自動化領域打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和設計簡直是一次視覺盛宴，完全顛覆瞭我對傳統技術書籍的刻闆印象。封麵設計簡約而不失力量感，內頁的字體選擇、行距的處理都非常考究，長時間閱讀也不會讓人感到視覺疲勞。更值得稱贊的是，書中對各種實際應用案例的呈現方式。它不是簡單地羅列參數錶，而是通過大量的實測波形圖和現場安裝照片，輔以精妙的注釋，將理論知識與工程實踐緊密地結閤起來。比如，在講解如何優化電機節能運行時，書中展示瞭不同負載率下的電能消耗麯綫對比，這種直觀的數據對比，遠比抽象的文字描述要有說服力得多。我甚至可以想象到作者在編寫過程中，是如何一絲不苟地斟酌每一個圖錶的細節，力求讓讀者在閱讀時獲得最大的信息密度和最佳的閱讀體驗。這絕對是一本值得收藏，並且會忍不住經常翻閱的工具書。

評分☆☆☆☆☆

我通常對那些內容臃腫、重點不突齣的技術書籍持保留態度，但這本書的邏輯結構堪稱教科書級彆的典範。它的章節劃分非常清晰，層層遞進，從基本的電路拓撲到復雜的控製算法，再到係統集成和調試維護，每一步都銜接得無比自然。作者似乎深諳讀者的學習路徑，總能在讀者感到睏惑之前，巧妙地引入下一個解釋性的概念。尤其值得稱贊的是，書中對參數設置和調試步驟的描述詳盡到近乎偏執的程度。它沒有使用那種“根據經驗調整”的模糊說法，而是給齣瞭詳細的“如果齣現A現象，請檢查參數B，並嘗試調整範圍C到D”的明確指令集。這對於一綫工程師來說，簡直是救命稻草。它極大地縮短瞭從理論學習到實際操作的“轉化周期”，讓學習成果能夠快速轉化為生産力。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的整體感覺是“厚重大氣，內涵豐富”。它不僅僅是一本單純的“如何操作”的指南，更像是一部關於電力電子驅動技術的“百科全書式”的著作。我尤其欣賞作者在引言和結論中對行業未來發展趨勢的宏觀把握和深刻洞察。書中對不同工業現場（如冶金、化工、水處理）變頻器選型差異化的分析，非常到位，展現瞭作者豐富的工程經驗。比如，書中對比瞭在需要高動態響應場閤與在需要高可靠性場閤下，不同濾波電路和IGBT選型策略的權衡藝術。這種對“工程權衡”的深入探討，是很多純理論書籍所欠缺的。讀完它，你獲得的不僅僅是操作技能，更是一種對復雜係統進行全麵、理性評估的思維框架。這本書的份量，絕對值得為其留齣書架上最顯眼的位置。

評分☆☆☆☆☆

天呐，這本書簡直是技術迷的福音！我剛翻開目錄就被深深吸引瞭。首先，它在講解控製理論基礎部分的處理方式就非常獨到。作者沒有像其他教材那樣枯燥地堆砌公式，而是用瞭一種非常生活化的比喻來解釋復雜的數學模型，這讓像我這種非科班齣身的讀者也能迅速抓住核心要點。特彆是關於矢量控製和直接轉矩控製那幾章，圖文並茂，流程圖清晰到讓人感覺自己就能立刻上手編程一樣。我印象最深的是書中對各種保護功能的深入剖析，不僅僅是告訴你“什麼情況下會跳閘”，更是詳細解釋瞭背後的電流、電壓變化麯綫，那種嚴謹又不失趣味的講解，讓我對底層邏輯有瞭前所未有的清晰認識。讀完這部分，我感覺自己仿佛打通瞭任督二脈，對整個變頻器的工作原理和故障排查都有瞭一種“瞭如指掌”的自信感。它的深度和廣度都拿捏得恰到好處，既滿足瞭資深工程師對細節的苛求，也為初學者搭建瞭一個堅實的知識階梯。

評分☆☆☆☆☆

要說這本書最讓我驚喜的地方，那絕對是它對新興技術的覆蓋麵和前瞻性。很多現有的變頻器書籍都停留在傳統開關電源拓撲的介紹上，但這本書卻花瞭相當大的篇幅去探討瞭基於新型功率器件，比如SiC（碳化矽）和GaN（氮化鎵）在高端變頻器中的應用潛力。作者不僅分析瞭這些新材料帶來的高頻開關優勢，還探討瞭由此引發的EMI/EMC設計挑戰和散熱策略的革新。這種與時俱進的視角，讓我這個身處行業前沿的人也感到收獲頗豐。它不僅僅是在教授“如何做”，更是在引導我們思考“未來該怎麼做”。讀完關於磁性元件設計優化和電磁兼容性的那一章後，我立刻迴去審視瞭我們正在進行的一個項目，發現瞭幾處原本被忽略的關鍵優化點。這本書的價值，已經超越瞭一本單純的技術手冊，更像是一位行業先驅在與我們進行深度對話。