工业电器及自动化

模块一电工基础1

【学习目标】1

【课题一】直流电路1

一、电路的基本概念1

二、电路的主要物理量2

三、欧姆定律5

四、基尔霍夫定律5

五、电气设备额定值6

【课题二】电容和磁场7

一、电容和电容器7

二、电流的磁场7

三、铁磁材料9

四、电磁感应9

【课题三】交流电路10

一、正弦交流电10

二、三相正弦交流电路12

【考核内容与配分】14

【思考题与习题】14

模块二电子技术基础（*）15

【学习目标】15

【课题一】常用半导体器件15

一、半导体二极管15

二、半导体三极管16

【课题二】直流稳压电源19

一、整流电路19

二、滤波电路20

三、稳压电路21

【课题三】放大电路22

一、共射极基本放大电路22

二、多级放大电路24

三、运算放大器25

【考核内容与配分】26

【思考题与习题】26

模块三常用电工仪表与安全用电28

【学习目标】28

【课题一】常用电工仪表28

一、万用表28

二、钳形电流表（*）30

三、兆欧表（*）30

【课题二】安全用电33

一、供电系统33

二、触电事故34

三、触电急救35

【考核内容与配分】36

【思考题与习题】36

模块四常用电动机与电器38

【学习目标】38

【课题一】常用低压电器38

一、低压配电电器38

二、低压控制电器40

【课题二】三相异步电动机及控制电路45

一、三相异步电动机的基本结构及工作原理45

二、三相异步电动机的运行特性49

三、三相异步电动机的铭牌51

四、三相异步电动机的基本控制电路52

五、三相异步电动机的降压启动控制电路54

六、三相异步电动机的制动控制电路55

【课题三】单相异步电动机58

一、单相异步电动机的结构及工作原理58

二、单相异步电动机的应用59

【课题四】变压器61

一、变压器的结构及工作原理61

二、变压器的种类及特性65

三、变压器的铭牌68

【考核内容与配分】70

【思考题与习题】70

模块五检测仪表及控制装置72

【学习目标】72

【课题一】检测技术基础72

一、测量的基本知识72

二、检测仪表的基础知识73

【课题二】压力检测仪表74

一、弹簧管压力表75

二、差压（压力）变送器76

三、压力检测仪表的选择及安装76

【课题三】物位检测仪表80

一、静压式液位计80

二、浮力式物位计82

【课题四】 流量检测仪表83

一、差压式流量计84

二、转子流量计86

三、电磁流量计87

【课题五】温度检测仪表88

一、热电偶温度计89

二、热电阻温度计94

三、常用温度显示仪表95

【课题六】成分分析仪表99

一、成分分析仪表的基本知识99

二、常见成分分析仪表101

【课题七】执行器104

一、执行器的组成104

二、气动薄膜调节阀（气动薄膜执行器）105

三、辅助装置109

【考核内容与配分】112

【思考题与习题】112

模块六过程控制系统114

【学习目标】114

【课题一】过程自动控制系统的基本知识114

一、过程自动控制系统的概念114

二、过程自动控制系统的过渡过程和品质指标115

三、过程自动控制系统的对象特性118

【课题二】简单控制系统119

一、简单控制系统的组成119

二、控制方案的确定119

三、控制符号图120

【课题三】复杂控制系统 123

一、常见复杂控制系统的控制方案123

二、锅炉的过程控制126

【考核内容与配分】129

【思考题与习题】129

模块七集散控制系统基础130

【学习目标】130

【课题一】 集散控制系统的基本知识130

一、集散控制系统的基本组成和特点130

二、集散控制系统的结构与功能131

三、集散控制系统的通信网络133

四、 集散控制系统的软件体系136

【课题二】常见集散控制系统136

一、中控JX300XP系统136

二、HOLLiASMACSV系统140

【考核内容与配分】148

【思考题与习题】148

附录149

附录一常用热电偶、热电阻分度表149

附录二仪表校验记录单153

参考文献155 2100433B

本书共分七个模块，内容包括电工基础、电子技术基础、常用电工仪表与安全用电、常用电机与电器、检测仪表及控制装置、过程控制系统、集散控制系统基础等。

本书可作为高职高专院校石油、化工、轻工、冶金、制药、机械等专业的教学用书，也可作为同类企业的员工培训教材，同时可供从事相关行业的电类、自动化类、仪器仪表类等自动化工程技术人员阅读参考。

全书共分两大篇（十单元），第一篇主要描述电工电子基础知识及工业电器的使用；第二篇重点介绍工业仪表及过程自动化基本知识及其应用；通过十七个项目的实施，使学生（员）在培养电器与控制技术应用技能的过程中掌握有关应用知识。

本书配套有多媒体电子光盘，光盘中的内容包括书中各章节的电子教案以及大量的多媒体素材，用图片和动画的形式对各知识难点深入讲解。

绪论1

第1篇工业电器基础

1电工技术基础6

1.1直流电路特性6

1.2电磁特性13

1.3交流电路特性17

本章小结27

习题128

2电子技术基础29

2.1基本电子元件及特性29

2.2整流与滤波电路33

2.3交流放大电路35

2.4直流放大器与稳压电路38

2.5线性集成电路与运算放大器40

2.6脉冲与数字电路42

2.7模/数与数/模转换47

本章小节47

习题248

3变压器49

3.1变压器的结构及工作原理49

3.2变压器的分类51

3.3变压器的铭牌53

本章小结55

习题355

4异步电动机56

4.1三相异步电动机的结构56

4.2三相异步电动机的工作原理58

4.3三相异步电动机的额定值及铭牌59

4.4三相异步电动机的启动、制动及正反转控制61

4.5单相异步电动机65

4.6常用低压电器67

4.7电动机的运行维护72

本章小结74

习题474

5电工量的检测与仪表75

5.1检测过程及检测误差75

5.2电流、电压、功率、电能测量及仪表78

5.3万用表85

5.4数字式仪表87

本章小结90

习题591

6安全用电及节约用电92

6.1化工企业供电92

6.2电气安全93

6.3触电急救98

6.4节约用电98

本章小结100

习题6100

第2篇工业自动化系统

7过程控制系统概述101

7.1过程控制系统的作用及组成101

7.2过程控制系统的品质指标106

7.3控制系统中控制器的选择111

7.4简单控制系统的投运及参数整定117

7.5简单控制系统实例121

本章小结124

习题7125

8常见控制方案126

8.1复杂控制系统简介126

8.2安全保护系统134

本章小结138

习题8139

9过程检测仪表140

9.1过程检测仪表的分类140

9.2压力、物位检测仪表140

9.3流量检测仪表144

9.4温度检测仪表148

9.5变送器152

本章小结153

习题9155

10过程控制装置156

10.1过程控制仪表概述156

10.2过程控制仪表的使用158

10.3可编程控制器概述163

10.4执行器177

本章小结181

习题10182

11集散控制系统简介183

11.1计算机控制与计算机控制系统的组成183

11.2集散控制系统的特点及构成187

11.3典型集散控制系统的操作188

11.4现场总线控制系统204

本章小结207

习题11207

第3篇应用与实践

12基本实验209

12.1直流电路基本特性实验209

12.2三相交流电路负载连接演示实验212

12.3三相异步电动机的启动及控制实验216

12.4电工量检测及万用表使用实验219

12.5串级控制系统操作实验221

12.6PLC控制器应用实验223

13综合实验225

13.1日光灯电路的安装及功率因数的提高实验225

13.2温度检测系统组成实验229

13.3控制系统参数整定和投运实验231

13.4典型化工单元控制系统（仿真）操作实验234

附录

附录一常用热电偶分度表251

附录二常用热电阻分度表257

主要参考文献259 2100433B

本书叙述了电工、电子技术、电动机及控制、变压器和安全用电等基本知识；介绍了过程检测仪表、过程控制仪表、可编程控制器、常规控制系统和新型集散控制系统的组成、基本工作原理和使用方法；同时介绍了与之相关的基本实验、综合实验及典型单元仿真操作等实践内容。

本书遵循“必须、够用”为度的职业教育原则，以培养技能应用型人才为目标，深入浅出、突出实际、选材新颖，重在提高学生的应用能力。

本书可作为职业院校化学工艺及相关专业的教材，也可供从事石油化工、轻工、制药、冶金和电力等行业技术人员参考。