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第1章 自动化设备和自动化工程1

1.1 自动化设备、自动化系统和自动化项目1

1.2 电气自动化和过程自动化系统的特点1

1.3 电气自动化、电力自动化、采矿自动化和机械自动化系统的构成1

1.4 过程自动化和冶金自动化系统的构成3

1.5 综合自动化系统5

1.6 自动化工程与自动化知识的区别5

第2章 自动化设备和工程常用器件6

2.1 指示灯6

2.2 按钮和急停开关6

2.3 熔断器6

2.4 转换开关和电源开关7

2.5 断路器8

2.6 交流接触器8

2.7 中间继电器9

2.8 热继电器10

2.9 延时继电器10

2.10 刀开关11

2.11 漏电开关11

2.12 控制变压器和自耦变压器11

2.13 进线电抗器、直流电抗器和出线电抗器12

2.14 固态继电器和调功器13

2.15 避雷器13

2.16 多层报警灯14

2.17 蜂鸣器和报警器14

2.18 电压表15

2.19 电流表15

2.20 电流互感器16

2.21 功率因数表16

2.22 电能表17

2.23 开关电源17

第3章 自动化设备和工程常用传感器19

3.1 行程开关19

3.2 接近开关20

3.3 光电开关20

3.4 直线位移（距离）传感器22

3.5 角度传感器24

3.6 力传感器25

3.7 液位传感器27

3.8 压力传感器28

3.9 温度传感器29

3.10 流量传感器31

3.11 成分分析传感器33

3.12 测速发电机33

3.13 安全光幕33

3.14 视觉传感器34

3.15 电压变送器35

3.16 电流变送器36

3.17 功率因数变送器和功率变送器36

第4章 自动化设备和工程常用辅件38

4.1 电线电缆38

4.2 冷压接线端头、铜线鼻子、压线帽39

4.3 端子排39

4.4 电气导轨41

4.5 绝缘子41

4.6 配线槽和电缆桥架42

4.7 拖链43

4.8 金属蛇管（软管）44

4.9 尼龙扎带44

4.10 电缆牌45

4.11 缠绕管45

4.12 束线固定座46

4.13 电缆固定头、护线环、护线齿46

4.14 配线标志47

4.15 热收缩套管48

第5章 自动化设备和工程常用工具49

5.1 线号机（打号机）49

5.2 压线钳49

5.3 铜（铝）排弯曲机50

5.4 剥线钳和专用剥线工具51

5.5 斜口钳、电缆剪51

5.6 钳子、扳手、螺钉旋具和锉刀52

5.7 卷尺、千分尺和游标卡尺53

5.8 手锯、曲线锯和铆钉枪53

5.9 电钻、开孔器和砂轮机54

5.10 电烙铁、焊锡丝、电吹风、热熔胶枪和绝缘胶带54

5.11 验电笔、万用表、钳形表和示波器55

5.12 绝缘电阻表和接地电阻表56

5.13 手持式转速表57

第6章 自动化设备和工程的常用控制装置59

6.1 电磁铁59

6.2 电磁阀和气动阀60

6.3 电动调节阀和气动调节阀62

6.4 电／气转换器63

6.5 气动和液压换向电磁阀64

6.6 电液比例阀66

6.7 电液伺服阀67

6.8 电液数字阀68

6.9 磁粉离合器和磁粉制动器69

6.10 电磁离合器和电磁制动器70

6.11 电动推杆和电液推杆70

6.12 自力式调节阀71

6.13 其他电动装置71

第7章 三相交流电动机、变频器与软起动器72

7.1 三相交流异步电动机的基本原理72

7.2 三相交流电动机的转速和反向运行74

7.3 三相交流电动机的极数74

7.4 三相交流异步电动机的实际结构75

7.5 三相交流电动机常用参数的计算和估算76

7.6 三相永磁同步交流电动机77

7.7 三相交流同步电动机77

7.8 绕线转子三相交流异步电动机77

7.9 三相变频调速电动机78

7.10 变频器的结构78

7.11 变频器的变频原理79

7.12 变频器输入／输出电抗器的估算81

7.13 变频器的基本使用方法81

7.14 变频器的散热问题和无功补偿问题83

7.15 变频器的U/f控制84

7.16 变频器的矢量控制85

7.17 变频器的直接转矩控制87

7.18 MICROMASTER440系列变频器88

7.19 软起动器92

第8章 伺服电动机、步进电动机与直流电动机94

8.1 伺服电动机94

8.2 交流伺服电动机驱动器的接线及外形95

8.3 步进电动机的原理96

8.4 步进电动机的参数和接线99

8.5 直线电动机100

8.6 直流电动机102

8.7 直流无刷电动机104

第9章 PLC和运动控制器107

9.1 PLC107

9.2 PLC中的PID闭环控制108

9.3 PLC的编程工具108

9.4 S7-200系列小型PLC109

9.5 S7-300系列中型PLC113

9.6 运动控制器117

第10章 人机界面与组态软件122

10.1 人机界面122

10.2 人机界面的使用方法122

10.3 人机界面的外形及生产厂家124

10.4 组态软件124

第11章 现场总线的方案设计和配置126

11.1 MPI和DP总线的总体方案设计和通信配置126

11.2 一个网段上接入的设备数126

11.3 RS-485中继器占用地址127

11.4 区段连接127

11.5 MPI通信速度和距离127

11.6 DP总线通信速度和距离128

11.7 MPI/DP地址分配129

11.8 PG电缆的总长度129

11.9 MPI总线和DP总线混合使用130

11.10 MPI和DP总线的分叉问题130

11.11 MPI和DP总线中继器后的电气隔离132

11.12 MPI总线上PC机的数量132

11.13 DP总线的光纤传输132

11.14 一种廉价的双机热备方案134

11.15 工业以太网PROFINET的总体方案设计134

第12章 常用电气控制电路139

12.1 控制柜内电路的一般排列和标注规律139

12.2 电动机起停控制电路139

12.3 电动机正、反转控制电路140

12.4 电动机自耦减压起动控制电路141

12.5 电动机星—三角形减压起动电路144

12.6 水箱和压力容器自动上水电路145

12.7 污水自动排放电路146

12.8 电动机自动往复运行电路146

12.9 电动阀门控制电路147

12.10 定时自动往返喷淋车电控电路148

12.11 机柜照明149

第13章 自动化系统常用图形符号150

13.1 常用电气电路的图形符号150

13.2 常见过程控制仪表及元件的功能标志、缩写和图形符号157

13.3 常见气动液压系统的图形符号168

第14章 自动化项目案例174

14.1 变频恒压控制系统174

14.2 恒温度控制176

14.3 恒流量控制177

14.4 成分控制178

14.5 张力控制179

14.6 负载分配控制181

14.7 一种四工位套准控制系统的结构设计182

14.8 用PLC和电台组成的无线遥控遥调自动控制系统183

14.9 通过PROFIBUS-DP总线实现多台变频器的同步运行186

14.10 高速闭环同步控制系统187

14.11 利用RS-485实现S7-226对多台MM440变频器的速度同步控制188

14.12 用PROFIBUS-DP总线实现单CPU的分布式控制188

14.13 利用MPI总线实现多PLC的低成本联网监控191

14.14 利用DP总线实现多PLC联网监控192

14.15 利用工业以太网实现多PLC的监测与控制193

第15章 自动化系统的抗干扰196

15.1 共模干扰196

15.2 隔离模块的电源隔离及共用问题197

15.3 通信干扰197

15.4 变频器下扰198

15.5 电源干扰199

15.6 信号线的选择与屏蔽接地问题199

第16章 故障分析和检修方法200

16.1 电气电路的故障分析200

16.2 远距离开关控制失灵的原因分析200

16.3 现场仪表的故障分析201

16.4 传感器输出信号紊乱201

16.5 四线制传感器与两线制传感器的连接与转换201

16.6 PLC控制柜的故障分析203

16.7 PLC开关量输入信号紊乱203

16.8 变频器的故障分析204

16.9 通信故障分析204

16.10 现场的视频信号异常205

16.11 电子控制设备大面积损坏的原因分析205

第17章 自动化系统的远程维护与软件加密208

17.1 利用“远程协助”功能实现远程监控、编程与诊断的方法208

17.2 通过调制解调器拨号方式实现远程监控、编程与诊断的方法209

17.3 通过以太网ADSL方式实现远程监控、编程与诊断的方法210

17.4 通过无线上网卡方式实现远程监控、编程与诊断的方法214

17.5 通过GPRS无线路由卡方式实现远程监控、编程与诊断的方法214

17.6 通过Windows的虚拟专用网络方式实现远程监控、编程与诊断的方法215

17.7 程序的加密和保护215

第18章 自动化工程的特点及相关规范222

18.1 一个新手的麻烦222

18.2 自动化工程222

18.3 自动化工程的特点222

18.4 自动化工程的相关国内规范223

18.5 自动化工程相关的标准及规范223

18.6 自动化工程有关的外国标准与国际标准缩写224

18.7 自动化工程中常用的缩略词汇225

18.8 要求的相关资质与认证225

18.9 工业现场的防爆要求225

18.10 自动化设备的防尘和防水要求226

18.11 自动化系统安全运行的其他指标226

18.12 自动化系统的防雷要求226

18.13 自动化工程的新趋势228

18.14 自动化工程实例229

18.15 一个自动化总包项目可能包含的内容230

第19章 自动化工程的软、硬件选型与设计231

19.1 中控常用硬件设备选型设计231

19.2 变配电间（电动机控制中心）231

19.3 现场设备232

19.4 系统网络结构分析、设计与设备选型235

19.5 电缆用途235

19.6 常用的几种显示方式236

19.7 自动化设计应具备的能力236

19.8 软件选型依据236

19.9 PLC常用的组态软件237

19.10 SCADA监控软件237

19.11 历史站与其他设备编程237

19.12 设计阶段的变更管理237

19.13 软件开发237

第20章 自动化工程的项目管理238

20.1 常用仪表的几种安装方式238

20.2 项目图纸内容239

20.3 项目管理240

20.4 项目管理经常出现的几个问题241

20.5 设计变更管理241

20.6 项目时间管理242

20.7 项目人力资源管理242

20.8 项目成本管理242

20.9 项目质量管理242

20.10 项目沟通管理242

20.11 项目采购管理242

20.12 项目风险管理243

20.13 执业资格246

20.14 项目经理应具备的理论知识和能力246

20.15 项目经理应具备的素质特征和性格特征247

20.16 如何成为优秀的项目经理247

20.17 项目经理的辨证法248

20.18 计划与变化的平衡248

20.19 高效会议248

20.20 良好的习惯——时间管理249

20.21 谈判与谈判技巧249

20.22 有关项目管理的16条至理名言250

20.23 高效的项目沟通管理案例分析250

20.24 项目的国际交流252

第21章 招投标管理253

21.1 招投标准备253

21.2 编制商务标书253

21.3 编制技术标书254

21.4 评标答疑255

21.5 决标与中标通知255

第22章 系统集成与出厂质检256

22.1 成立项目组256

22.2 设计论证／评审256

22.3 设备考察、采购、招标、分包管理256

22.4 车间装配257

22.5 出厂验收258

22.6 装箱发货258

22.7 把握项目管理三要素258

第23章 现场管理与竣工验收259

23.1 安装准备259

23.2 设备安装270

23.3 调试272

23.4 验收移交275

23.5 项目组解散278

23.6 自动化工程项目施工中常用的表格279

附录280

参考文献294