工業(yè)電器與自動化

前言

　　根據(jù)教育部《關(guān)于加強高職高專教育人才培養(yǎng)工作的意見》精神，立足高職高專教育人才培養(yǎng)目標，本教材依據(jù)“必需、夠用”為度的職業(yè)教育理念，打破原有的學科型課程體系，對工藝類專業(yè)傳統(tǒng)開設的“電工電子學”和“化工儀表及自動化”兩門課程進行整合，以加強實踐能力培養(yǎng)為原則，突出應用性和針對性，在內(nèi)容安排上做了新的嘗試，以適應教學改革的需要?！　⊥瑫r教材從表現(xiàn)形式上也有新的突破，本書配有內(nèi)容豐富動畫逼真的多媒體教材，既可方便教師備課，又可提供給學生自學參考。另外，在教學內(nèi)容的安排上，也希望能方便教師根據(jù)教學計劃予以取舍?！　∪珪譃閮善彩徽?，第一篇主要描述電工電子基礎知識及工業(yè)電器的使用；第二篇重點介紹工業(yè)儀表及過程自動化基本知識。每章后配有習題與思考題，根據(jù)職業(yè)教育特點，第十一章附有實驗與實訓。全書集理論闡述、技能培訓與應用能力培養(yǎng)為一體，體系較為新穎，知識點與能力點結(jié)合較緊，內(nèi)容可選擇性強。　　本書由常州工程職業(yè)技術(shù)學院陸建國主編，南京化工職業(yè)技術(shù)學院王永紅、安徽化工學校吳祚武、河南工業(yè)大學化工職業(yè)學院張虎、天津渤海職業(yè)技術(shù)學院吉紅、常州工程職業(yè)技術(shù)學院張中炎、李瑋參與編寫工作。其中：緒論、第七章由陸建國執(zhí)筆，第八、九章由王永紅執(zhí)筆，第六、十章由吳祚武執(zhí)筆，第三、四、五章由張虎執(zhí)筆，第一、二章由吉紅執(zhí)筆，第十一章由李瑋執(zhí)筆，配套的多媒體教材由張中炎制作完成，光盤中的內(nèi)容包括各章節(jié)的電子教案以及大量的多媒體素材，用圖片和動畫的形式對知識點進行講解。全書由安徽化工學校開俊主審?！　”緯诰帉懼械玫饺珖じ呗毥虒W指導委員會的支持，常州工程職業(yè)技術(shù)學院、南京化工職業(yè)技術(shù)學院、安徽化工學校、河南工業(yè)大學化工職業(yè)學院、天津渤海職業(yè)技術(shù)學院的相關(guān)領導都對教材編寫工作給予熱情幫助和指導，在此一并表示感謝！　　由于編者水平有限，書中難免存在錯誤、不妥之處請批評指正。

內(nèi)容概要

　　《工業(yè)電器與自動化（附光盤）》主要對工藝類專業(yè)所涉及的電工學基礎、電子學基礎、電機與電器、工業(yè)檢測儀表、過程控制儀表和生產(chǎn)過程自動化基礎等內(nèi)容及一些相關(guān)知識進行了較全面的介紹?！　　豆I(yè)電器與自動化（附光盤）》將傳統(tǒng)的“電工學”“過程自動化”整合成一本綜合化的教科書，可配合高職高專工藝類專業(yè)完成專業(yè)學生的培養(yǎng)目標，可作為高職高專石油、化工、輕工、林業(yè)冶金、造紙等相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為工藝操作人員的參考用書。　　全書分為兩篇共十一章，第一篇主要描述電工電子基礎知識及工業(yè)電器的使用；第二篇重點介紹工業(yè)儀表及過程自動化基本知識。每章后配有習題與思考題，根據(jù)職業(yè)教育特點，第十一章附有實驗與實訓。全書集理論闡述、技能培訓與應用能力培養(yǎng)為一體，體系較為新穎，知識點與能力點結(jié)合較緊，內(nèi)容可選擇性強?！　　豆I(yè)電器與自動化（附光盤）》配套有多媒體電子光盤，光盤中的內(nèi)容包括書中各章節(jié)的電子教案以及大量的多媒體素材，用圖片和動畫的形式對各知識難點深入講解。有助于教學和學生的自學。

書籍目錄

目錄緒論1一、本課程的性質(zhì)與任務1二、課程框架與內(nèi)容1三、過程控制系統(tǒng)簡介2四、關(guān)于本課程的學習方法5第一篇工業(yè)電器基礎第一章電工基礎9第一節(jié)直流電路9一、電路的組成及物理量9二、歐姆定律12三、基爾霍夫定律13四、電路中電位的計算15第二節(jié)電磁特性15一、電流的磁場16二、描述磁場的物理量17三、鐵磁材料18四、磁路19五、自感、互感和渦流19第三節(jié)交流電路特性20一、正弦交流電20二、單相正弦交流電路24三、三相正弦交流電路26習題與思考題29第二章常用電子器件及其應用31第一節(jié)常用電子器件31一、半導體二極管及其特性31二、半導體三極管及其特性32三、場效應管的結(jié)構(gòu)和特性34四、可控硅34五、集成電路和集成運算放大器35第二節(jié)基本電子電路36一、整流與濾波電路36二、三極管交流放大電路38三、多級放大器40四、數(shù)字電路41第三節(jié)應用舉例45一、直流穩(wěn)壓電路45二、運算放大器的應用45三、計數(shù)器與寄存器47四、模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換47習題與思考題48第三章常用電機與電器49第一節(jié)常用低壓電器49一、低壓電器的分類49二、手控電器50三、接觸器52四、繼電器52五、熔斷器53第二節(jié)異步電動機53一、三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)53二、三相異步電動機的工作原理55三、三相異步電動機的銘牌56四、三相異步電動機的啟動、正反轉(zhuǎn)控制和制動控制57五、單相異步電動機63六、電動機的保護64第三節(jié)變壓器65一、變壓器的結(jié)構(gòu)65二、變壓器的工作原理66三、變壓器的分類67四、變壓器的銘牌數(shù)據(jù)69習題與思考題70第四章電工測量與安全用電71第一節(jié)電工測量71一、概述71二、電流、電壓和功率的測量72三、萬用表74第二節(jié)安全用電76一、供電系統(tǒng)77二、觸電事故77三、雷電危害及防護80四、靜電危害及防護80五、節(jié)約用電81習題與思考題81第二篇工業(yè)控制基礎第五章檢測儀表85第一節(jié)概述85一、測量的基本知識85二、檢測儀表的基礎知識86第二節(jié)壓力檢測及儀表88一、壓力檢測儀表的分類88二、彈簧管壓力表89三、DDZ?Ⅲ型力矩平衡式壓力變送器90四、其他差壓變送器90五、壓力檢測儀表的選擇及安裝92第三節(jié)物位檢測及儀表93一、物位檢測的基本概念93二、差壓式液位計94三、浮力式液位計95四、其他物位檢測儀表96第四節(jié)流量檢測儀表97一、流量檢測的基本概念97二、差壓式流量計98三、其他流量儀表99四、各種流量檢測元件及儀表的選用102第五節(jié)溫度檢測儀表103一、溫度的基本概念103二、熱電偶溫度計103三、熱電阻溫度計106四、溫度變送器107五、常用的溫度顯示儀表108六、測溫儀表的選擇與安裝111第六節(jié)成分自動檢測及儀表112一、分析儀表的基本知識112二、熱導式氣體分析器113三、氧分析器114四、工業(yè)電導儀116五、工業(yè)酸度計116六、紅外線氣體分析器117七、工業(yè)氣相色譜儀117第七節(jié)傳感器118一、傳感器的組成及分類118二、常見傳感器的應用120習題與思考題122第六章控制規(guī)律及控制儀表124第一節(jié)常用控制規(guī)律124一、雙位控制124二、比例（P）控制125三、比例積分（PI）控制127四、比例微分（PD）控制129五、比例積分微分（PID）控制130第二節(jié)基本控制器及其應用131一、電動控制器131二、數(shù)字控制器134第三節(jié)執(zhí)行器138一、氣動執(zhí)行器的組成及工作原理138二、調(diào)節(jié)閥的類型及工作方式139三、調(diào)節(jié)閥的流量特性141四、調(diào)節(jié)閥的選擇與安裝143五、電/氣轉(zhuǎn)換器與電/氣閥門定位器144習題與思考題144第七章工業(yè)控制系統(tǒng)146第一節(jié)概述146一、過程自動檢測系統(tǒng)146二、過程自動控制系統(tǒng)146三、過程自動控制系統(tǒng)的過渡過程和品質(zhì)指標148第二節(jié)對象特性150一、與對象有關(guān)的兩個基本概念150二、描述對象特性的三個參數(shù)150三、擾動通道特性對控制質(zhì)量的影響151四、控制通道特性對控制質(zhì)量的影響152第三節(jié)簡單控制系統(tǒng)及其控制方案的確定152一、簡單控制系統(tǒng)的組成152二、控制符號圖153三、簡單控制系統(tǒng)控制符號圖識圖初步156四、控制方案的確定156第四節(jié)控制器的參數(shù)整定158一、經(jīng)驗試湊法158二、衰減曲線法158三、臨界比例度法159第五節(jié)簡單控制系統(tǒng)的投運及應用舉例160一、準備工作160二、手動投運161三、切換到自動狀態(tài)161四、控制系統(tǒng)的停車161五、系統(tǒng)的故障分析、判斷與處理161第六節(jié)復雜控制系統(tǒng)163一、串級控制系統(tǒng)163二、均勻控制系統(tǒng)165三、比值控制系統(tǒng)167四、三沖量控制系統(tǒng)168五、分程控制系統(tǒng)168六、選擇性控制系統(tǒng)170七、前饋控制系統(tǒng)171第七節(jié)控制流程圖識圖172一、常規(guī)控制流程圖的識圖172二、計算機控制流程圖的識圖初步175習題與思考題176第八章計算機控制基礎178第一節(jié)計算機控制系統(tǒng)概述178一、計算機控制系統(tǒng)的組成及特點178二、過程通道179三、信號處理、控制算法及人機聯(lián)系設備182第二節(jié)集散型控制系統(tǒng)183一、集散控制系統(tǒng)的基本組成和特點184二、集散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能186三、集散控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡189四、集散控制系統(tǒng)的軟件體系190五、常見集散控制系統(tǒng)的簡介190第三節(jié)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)193一、基本概念193二、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)及其應用195三、以現(xiàn)場總線為基礎的企業(yè)信息系統(tǒng)198第四節(jié)可編程控制器及控制技術(shù)199一、可編程控制器的主要特點199二、可編程控制器的構(gòu)成200三、可編程控制器的分類201四、可編程控制器的工作過程202五、可編程控制器與其他順序邏輯控制系統(tǒng)的比較202六、可編程控制器的應用204習題與思考題207第九章信號報警與聯(lián)鎖保護系統(tǒng)208第一節(jié)繼電保護基礎知識208一、信號報警和聯(lián)鎖保護系統(tǒng)組成208二、信號報警和聯(lián)鎖保護系統(tǒng)的技術(shù)要求209第二節(jié)自動信號報警及電路209一、自動信號的類型209二、信號報警系統(tǒng)的組成210三、信號報警系統(tǒng)的功能212第三節(jié)自動聯(lián)鎖保護及電路214一、聯(lián)鎖保護的內(nèi)容214二、聯(lián)鎖保護電路214習題與思考題216第十章典型過程控制系統(tǒng)218第一節(jié)鍋爐的過程控制218一、單沖量液位控制系統(tǒng)219二、雙沖量液位控制系統(tǒng)220三、三沖量液位控制系統(tǒng)221第二節(jié)精餾塔的過程控制221一、精餾塔的控制要求221二、精餾塔的主要擾動222三、精餾塔的控制方案222習題與思考題224第十一章實驗與實訓225實驗一常用電工儀器使用、安全用電知識及變壓器測試225實驗二三相異步電動機的認識及控制227實驗三彈簧管壓力表的認識及校驗（或壓力、差壓變送器認識）229實驗四顯示儀表校驗231實訓一控制系統(tǒng)的基本操作233實訓二集散控制系統(tǒng)的認識與操作（實物或仿真）234實訓三認識實踐235附錄236附錄一常用壓力表的規(guī)格及型號236附錄二標準化熱電偶電勢?溫度對照表237附錄三熱電阻歐姆?溫度對照表241附錄四熱電偶、熱電阻型號與主要規(guī)格246主要參考文獻248

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