自动化设备和工程的设计、安装、调试、故障诊断
姚福来、田英辉、孙鹤旭等编著的《自动化设备和工程的设计、安装、调试、故障诊断》根据自动化相关专业的特点，从基本内容入手，对自动化设备的原理、结构、选型、安装、调试、验收和维护进行了较为全面的讲解，能够帮助自动化专业的技术人员在遇到问题时可以得心应手地完成任务。为了提高技术人员对各种自动化设备和工程的适应性，书中内容尽量涵盖自动化领域的方方面面。同时本书给出很多实际工作中*常用的设计、选型、安装、调试、故障诊断的方法，使学习者能够快速掌握自动化领域的各种实战技能。
《自动化设备和工程的设计、安装、调试、故障诊断》力图使学习者在短期内基本掌握实际工作中*常用的一些实用知识，为自动化专业大中专毕业生、本科毕业生、研究生及爱好者快速进入实战状态提供帮助。本书可作为自动化专业的短期速成培训教材或自学教材。
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目 录
前言
第1章自动化设备和自动化工程
1.1自动化设备、自动化系统和自动化项目
1.2电气自动化和过程自动化系统的特点
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
1.4过程自动化和冶金自动化系统的构成
1.5综合自动化系统
1.6自动化工程与自动化知识的区别
第2章自动化设备和工程常用器件
2.1指示灯
2.2按钮和急停开关
2.3熔断器
2.4转换开关和电源开关
2.5断路器
2.6交流接触器
2.7中间继电器
2.8热继电器
2.9延时继电器
2.10刀开关
2.11漏电开关
2.12控制变压器和自耦变压器
2.13进线电抗器、直流电抗器和出线电抗器
2.14固态继电器和调功器
2.15避雷器
2.16多层报警灯
2.17蜂鸣器和报警器
2.18电压表
2.19电流表
2.20电流互感器
2.21功率因数表
2.22电能表
2.23开关电源
第3章 自动化设备和工程常用传感器
3.1行程开关
3.2接近开关
3.3光电开关
3.4直线位移（距离）传感器
3.5角度传感器
3.6力传感器
3.7液位传感器
3.8压力传感器
3.9温度传感器
3.10流量传感器
3.11成分分析传感器
3.12测速发电机
3.13安全光幕
3.14视觉传感器
3.15电压变送器
3.16电流变送器
3.17功率因数变送器和功率变送器
第4章自动化设备和工程常用辅件
4.1电线电缆
4.2冷压接线端头、铜线鼻子、压线帽
4.3端子排
4.4电气导轨
4.5绝缘子
4.6配线槽和电缆桥架
4.7拖链
4.8金属蛇管（软管）
4.9尼龙扎带
4.10电缆牌
4.11缠绕管
4.12束线固定座
4.13电缆固定头、护线环、护线齿
4.14配线标志
4.15热收缩套管
第5章自动化设备和工程常用工具
5.1线号机（打号机）
5.2压线钳
5.3铜（铝）排弯曲机
5.4剥线钳和专用剥线工具自动化设备和工程的设计、安装、调试、故障诊断
5.5斜口钳、电缆剪
5.6钳子、扳手、螺钉旋具和锉刀
5.7卷尺、千分尺和游标卡尺
5.8手锯、曲线锯和铆钉枪
5.9电钻、开孔器和砂轮机
5.10电烙铁、焊锡丝、电吹风、热熔胶枪和绝缘胶带
5.11验电笔、万用表、钳形表和示波器
5.12绝缘电阻表和接地电阻表
5.13手持式转速表
第6章自动化设备和工程的常用控制装置
6.1电磁铁
6.2电磁阀和气动阀
6.3电动调节阀和气动调节阀
6.4电/气转换器
6.5气动和液压换向电磁阀
6.6电液比例阀
6.7电液伺服阀
6.8电液数字阀
6.9磁粉离合器和磁粉制动器
6.10电磁离合器和电磁制动器
6.11电动推杆和电液推杆
6.12自力式调节阀
6.13其他电动装置
第7章 三相交流电动机、变频器与软起动器
7.1三相交流异步电动机的基本原理
7.2三相交流电动机的转速和反向运行
7.3三相交流电动机的极数
7.4三相交流异步电动机的实际结构
7.5三相交流电动机常用参数的计算和估算
7.6三相永磁同步交流电动机
7.7三相交流同步电动机
7.8绕线转子三相交流异步电动机
7.9三相变频调速电动机
7.10变频器的结构
7.11变频器的变频原理
7.12变频器输入/输出电抗器的估算
7.13变频器的基本使用方法
7.14变频器的散热问题和无功补偿问题
7.15变频器的U/f控制
7.16变频器的矢量控制
7.17变频器的直接转矩控制
7.18MICROMASTER440系列变频器
7.19软起动器
第8章伺服电动机、步进电动机与直流电动机
8.1伺服电动机
8.2交流伺服电动机驱动器的接线及外形
8.3步进电动机的原理
8.4步进电动机的参数和接线
8.5直线电动机
8.6直流电动机
8.7直流无刷电动机
第9章PLC和运动控制器
9.1PLC
9.2PLC中的PID闭环控制
9.3PLC的编程工具
9.4S7-200系列小型PLC
9.5S7-300系列中型PLC
9.6运动控制器
第10章人机界面与组态软件
10.1人机界面
10.2人机界面的使用方法
10.3人机界面的外形及生产厂家
10.4组态软件
第11章现场总线的方案设计和配置
11.1MPI和DP总线的总体方案设计和通信配置
11.2一个网段上接入的设备数
11.3RS-485中继器占用地址
11.4区段连接
11.5MPI通信速度和距离
11.6DP总线通信速度和距离
11.7MPI/DP地址分配
11.8PG电缆的总长度
11.9MPI总线和DP总线混合使用
11.10MPI和DP总线的分叉问题
11.11MPI和DP总线中继器后的电气隔离
11.12MPI总线上PC机的数量
11.13DP总线的光纤传输
11.14一种廉价的双机热备方案
11.15工业以太网PROFINET的总体方案设计
第12章常用电气控制电路
12.1控制柜内电路的一般排列和标注规律
12.2电动机起停控制电路
12.3电动机正、反转控制电路
12.4电动机自耦减压起动控制电路
12.5电动机星-三角形减压起动电路
12.6水箱和压力容器自动上水电路
12.7污水自动排放电路
12.8电动机自动往复运行电路
12.9电动阀门控制电路
12.10定时自动往返喷淋车电控电路
12.11机柜照明
第13章自动化系统常用图形符号
13.1常用电气电路的图形符号
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
13.3常见气动液压系统的图形符号
第14章 自动化项目案例
14.1变频恒压控制系统
14.2恒温度控制
14.3恒流量控制
14.4成分控制
14.5张力控制
14.6负载分配控制
14.7一种四工位套准控制系统的结构设计
14.8用PLC和电台组成的无线遥控遥调自动控制系统
14.9通过PROFIBUS-DP总线实现多台变频器的同步运行
14.10高速闭环同步控制系统
14.11利用RS-485实现S7-226对多台MM440变频器的速度同步控制
14.12用PROFIBUS-DP总线实现单CPU的分布式控制
14.13利用MPI总线实现多PLC的低成本联网监控
14.14利用DP总线实现多PLC联网监控
14.15利用工业以太网实现多PLC的监测与控制
第15章自动化系统的抗干扰
15.1共模干扰
15.2隔离模块的电源隔离及共用问题
15.3通信干扰
15.4变频器干扰
15.5电源干扰
15.6信号线的选择与屏蔽接地问题
第16章故障分析和检修方法
16.1电气电路的故障分析
16.2远距离开关控制失灵的原因分析
16.3现场仪表的故障分析
16.4传感器输出信号紊乱
16.5四线制传感器与两线制传感器的连接与转换
16.6PLC控制柜的故障分析
16.7PLC开关量输入信号紊乱
16.8变频器的故障分析
16.9通信故障分析
16.10现场的视频信号异常
16.11电子控制设备大面积损坏的原因分析
第17章自动化系统的远程维护与软件加密
17.1利用"远程协助"功能实现远程监控、编程与诊断的方法
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
17.3通过以太网ADSL方式实现远程监控、编程与诊断的方法
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
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
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
17.7程序的加密和保护
第18章自动化工程的特点及相关规范
18.1一个新手的麻烦
18.2自动化工程
18.3自动化工程的特点
18.4自动化工程的相关国内规范
18.5自动化工程相关的标准及规范
18.6自动化工程有关的外国标准与国际标准缩写
18.7自动化工程中常用的缩略词汇
18.8要求的相关资质与认证
18.9工业现场的防爆要求
18.10自动化设备的防尘和防水要求
18.11自动化系统安全运行的其他指标
18.12自动化系统的防雷要求
18.13自动化工程的新趋势
18.14自动化工程实例
18.15一个自动化总包项目可能包含的内容
第19章自动化工程的软、硬件选型与设计
19.1中控常用硬件设备选型设计
19.2变配电间（电动机控制中心）
19.3现场设备
19.4系统网络结构分析、设计与设备选型
19.5电缆用途
19.6常用的几种显示方式
19.7自动化设计应具备的能力
19.8软件选型依据
19.9PLC常用的组态软件
19.10SCADA监控软件
19.11历史站与其他设备编程
19.12设计阶段的变更管理
19.13软件开发
第20章自动化工程的项目管理
20.1常用仪表的几种安装方式
20.2项目图纸内容
20.3项目管理
20.4项目管理经常出现的几个问题
20.5设计变更管理
20.6项目时间管理
20.7项目人力资源管理
20.8项目成本管理
20.9项目质量管理
20.10项目沟通管理
20.11项目采购管理
20.12项目风险管理
20.13执业资格
20.14项目经理应具备的理论知识和能力
20.15项目经理应具备的素质特征和性格特征
20.16如何成为优秀的项目经理
20.17项目经理的辨证法
20.18计划与变化的平衡
20.19高效会议
20.20良好的习惯--时间管理
20.21谈判与谈判技巧
20.22有关项目管理的16条至理名言
20.23高效的项目沟通管理案例分析
20.24项目的国际交流
第21章招投标管理
21.1招投标准备
21.2编制商务标书
21.3编制技术标书
21.4评标答疑
21.5决标与中标通知
第22章系统集成与出厂质检
22.1成立项目组
22.2设计论证/评审
22.3设备考察、采购、招标、分包管理
22.4车间装配
22.5出厂验收
22.6装箱发货
22.7把握项目管理三要素
第23章现场管理与竣工验收
23.1安装准备
23.2设备安装
23.3调试
23.4验收移交
23.5项目组解散
23.6自动化工程项目施工中常用的表格
附录
参考文献
《自动化设备和工程的设计、安装、调试、故障诊断》力图使学习者在短期内基本掌握实际工作中*常用的一些实用知识，为自动化专业大中专毕业生、本科毕业生、研究生及爱好者快速进入实战状态提供帮助。本书可作为自动化专业的短期速成培训教材或自学教材。
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目 录
前言
第1章自动化设备和自动化工程
1.1自动化设备、自动化系统和自动化项目
1.2电气自动化和过程自动化系统的特点
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
1.4过程自动化和冶金自动化系统的构成
1.5综合自动化系统
1.6自动化工程与自动化知识的区别
第2章自动化设备和工程常用器件
2.1指示灯
2.2按钮和急停开关
2.3熔断器
2.4转换开关和电源开关
2.5断路器
2.6交流接触器
2.7中间继电器
2.8热继电器
2.9延时继电器
2.10刀开关
2.11漏电开关
2.12控制变压器和自耦变压器
2.13进线电抗器、直流电抗器和出线电抗器
2.14固态继电器和调功器
2.15避雷器
2.16多层报警灯
2.17蜂鸣器和报警器
2.18电压表
2.19电流表
2.20电流互感器
2.21功率因数表
2.22电能表
2.23开关电源
第3章 自动化设备和工程常用传感器
3.1行程开关
3.2接近开关
3.3光电开关
3.4直线位移（距离）传感器
3.5角度传感器
3.6力传感器
3.7液位传感器
3.8压力传感器
3.9温度传感器
3.10流量传感器
3.11成分分析传感器
3.12测速发电机
3.13安全光幕
3.14视觉传感器
3.15电压变送器
3.16电流变送器
3.17功率因数变送器和功率变送器
第4章自动化设备和工程常用辅件
4.1电线电缆
4.2冷压接线端头、铜线鼻子、压线帽
4.3端子排
4.4电气导轨
4.5绝缘子
4.6配线槽和电缆桥架
4.7拖链
4.8金属蛇管（软管）
4.9尼龙扎带
4.10电缆牌
4.11缠绕管
4.12束线固定座
4.13电缆固定头、护线环、护线齿
4.14配线标志
4.15热收缩套管
第5章自动化设备和工程常用工具
5.1线号机（打号机）
5.2压线钳
5.3铜（铝）排弯曲机
5.4剥线钳和专用剥线工具自动化设备和工程的设计、安装、调试、故障诊断
5.5斜口钳、电缆剪
5.6钳子、扳手、螺钉旋具和锉刀
5.7卷尺、千分尺和游标卡尺
5.8手锯、曲线锯和铆钉枪
5.9电钻、开孔器和砂轮机
5.10电烙铁、焊锡丝、电吹风、热熔胶枪和绝缘胶带
5.11验电笔、万用表、钳形表和示波器
5.12绝缘电阻表和接地电阻表
5.13手持式转速表
第6章自动化设备和工程的常用控制装置
6.1电磁铁
6.2电磁阀和气动阀
6.3电动调节阀和气动调节阀
6.4电/气转换器
6.5气动和液压换向电磁阀
6.6电液比例阀
6.7电液伺服阀
6.8电液数字阀
6.9磁粉离合器和磁粉制动器
6.10电磁离合器和电磁制动器
6.11电动推杆和电液推杆
6.12自力式调节阀
6.13其他电动装置
第7章 三相交流电动机、变频器与软起动器
7.1三相交流异步电动机的基本原理
7.2三相交流电动机的转速和反向运行
7.3三相交流电动机的极数
7.4三相交流异步电动机的实际结构
7.5三相交流电动机常用参数的计算和估算
7.6三相永磁同步交流电动机
7.7三相交流同步电动机
7.8绕线转子三相交流异步电动机
7.9三相变频调速电动机
7.10变频器的结构
7.11变频器的变频原理
7.12变频器输入/输出电抗器的估算
7.13变频器的基本使用方法
7.14变频器的散热问题和无功补偿问题
7.15变频器的U/f控制
7.16变频器的矢量控制
7.17变频器的直接转矩控制
7.18MICROMASTER440系列变频器
7.19软起动器
第8章伺服电动机、步进电动机与直流电动机
8.1伺服电动机
8.2交流伺服电动机驱动器的接线及外形
8.3步进电动机的原理
8.4步进电动机的参数和接线
8.5直线电动机
8.6直流电动机
8.7直流无刷电动机
第9章PLC和运动控制器
9.1PLC
9.2PLC中的PID闭环控制
9.3PLC的编程工具
9.4S7-200系列小型PLC
9.5S7-300系列中型PLC
9.6运动控制器
第10章人机界面与组态软件
10.1人机界面
10.2人机界面的使用方法
10.3人机界面的外形及生产厂家
10.4组态软件
第11章现场总线的方案设计和配置
11.1MPI和DP总线的总体方案设计和通信配置
11.2一个网段上接入的设备数
11.3RS-485中继器占用地址
11.4区段连接
11.5MPI通信速度和距离
11.6DP总线通信速度和距离
11.7MPI/DP地址分配
11.8PG电缆的总长度
11.9MPI总线和DP总线混合使用
11.10MPI和DP总线的分叉问题
11.11MPI和DP总线中继器后的电气隔离
11.12MPI总线上PC机的数量
11.13DP总线的光纤传输
11.14一种廉价的双机热备方案
11.15工业以太网PROFINET的总体方案设计
第12章常用电气控制电路
12.1控制柜内电路的一般排列和标注规律
12.2电动机起停控制电路
12.3电动机正、反转控制电路
12.4电动机自耦减压起动控制电路
12.5电动机星-三角形减压起动电路
12.6水箱和压力容器自动上水电路
12.7污水自动排放电路
12.8电动机自动往复运行电路
12.9电动阀门控制电路
12.10定时自动往返喷淋车电控电路
12.11机柜照明
第13章自动化系统常用图形符号
13.1常用电气电路的图形符号
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
13.3常见气动液压系统的图形符号
第14章 自动化项目案例
14.1变频恒压控制系统
14.2恒温度控制
14.3恒流量控制
14.4成分控制
14.5张力控制
14.6负载分配控制
14.7一种四工位套准控制系统的结构设计
14.8用PLC和电台组成的无线遥控遥调自动控制系统
14.9通过PROFIBUS-DP总线实现多台变频器的同步运行
14.10高速闭环同步控制系统
14.11利用RS-485实现S7-226对多台MM440变频器的速度同步控制
14.12用PROFIBUS-DP总线实现单CPU的分布式控制
14.13利用MPI总线实现多PLC的低成本联网监控
14.14利用DP总线实现多PLC联网监控
14.15利用工业以太网实现多PLC的监测与控制
第15章自动化系统的抗干扰
15.1共模干扰
15.2隔离模块的电源隔离及共用问题
15.3通信干扰
15.4变频器干扰
15.5电源干扰
15.6信号线的选择与屏蔽接地问题
第16章故障分析和检修方法
16.1电气电路的故障分析
16.2远距离开关控制失灵的原因分析
16.3现场仪表的故障分析
16.4传感器输出信号紊乱
16.5四线制传感器与两线制传感器的连接与转换
16.6PLC控制柜的故障分析
16.7PLC开关量输入信号紊乱
16.8变频器的故障分析
16.9通信故障分析
16.10现场的视频信号异常
16.11电子控制设备大面积损坏的原因分析
第17章自动化系统的远程维护与软件加密
17.1利用"远程协助"功能实现远程监控、编程与诊断的方法
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
17.3通过以太网ADSL方式实现远程监控、编程与诊断的方法
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
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
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
17.7程序的加密和保护
第18章自动化工程的特点及相关规范
18.1一个新手的麻烦
18.2自动化工程
18.3自动化工程的特点
18.4自动化工程的相关国内规范
18.5自动化工程相关的标准及规范
18.6自动化工程有关的外国标准与国际标准缩写
18.7自动化工程中常用的缩略词汇
18.8要求的相关资质与认证
18.9工业现场的防爆要求
18.10自动化设备的防尘和防水要求
18.11自动化系统安全运行的其他指标
18.12自动化系统的防雷要求
18.13自动化工程的新趋势
18.14自动化工程实例
18.15一个自动化总包项目可能包含的内容
第19章自动化工程的软、硬件选型与设计
19.1中控常用硬件设备选型设计
19.2变配电间（电动机控制中心）
19.3现场设备
19.4系统网络结构分析、设计与设备选型
19.5电缆用途
19.6常用的几种显示方式
19.7自动化设计应具备的能力
19.8软件选型依据
19.9PLC常用的组态软件
19.10SCADA监控软件
19.11历史站与其他设备编程
19.12设计阶段的变更管理
19.13软件开发
第20章自动化工程的项目管理
20.1常用仪表的几种安装方式
20.2项目图纸内容
20.3项目管理
20.4项目管理经常出现的几个问题
20.5设计变更管理
20.6项目时间管理
20.7项目人力资源管理
20.8项目成本管理
20.9项目质量管理
20.10项目沟通管理
20.11项目采购管理
20.12项目风险管理
20.13执业资格
20.14项目经理应具备的理论知识和能力
20.15项目经理应具备的素质特征和性格特征
20.16如何成为优秀的项目经理
20.17项目经理的辨证法
20.18计划与变化的平衡
20.19高效会议
20.20良好的习惯--时间管理
20.21谈判与谈判技巧
20.22有关项目管理的16条至理名言
20.23高效的项目沟通管理案例分析
20.24项目的国际交流
第21章招投标管理
21.1招投标准备
21.2编制商务标书
21.3编制技术标书
21.4评标答疑
21.5决标与中标通知
第22章系统集成与出厂质检
22.1成立项目组
22.2设计论证/评审
22.3设备考察、采购、招标、分包管理
22.4车间装配
22.5出厂验收
22.6装箱发货
22.7把握项目管理三要素
第23章现场管理与竣工验收
23.1安装准备
23.2设备安装
23.3调试
23.4验收移交
23.5项目组解散
23.6自动化工程项目施工中常用的表格
附录
参考文献
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