工业电子学实习 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

图书标签:

• 工业电子学
• 电子技术
• 实习
• 实验
• 电路
• 传感器
• PLC
• 自动化
• 控制系统
• 嵌入式系统

　　本书针对各常用之工业电子元件及理论分析编撰而成。其目的在使学生可由浅入深地了解工业电子元件之基本特性与原理，乃至对整体电路之组成有所助益。　　

　　本书实习一至十五为基本元件之特性与应用，实习十六至三十三为组成应用电路之练习操作，最后还加入了音响工程方面之喇叭单体元理及测试。

现代工业控制系统架构与实践 本书聚焦于当代工业生产线中日益复杂和智能化的控制系统。它旨在为读者提供一个全面、深入的视角，理解从底层传感器采集到顶层制造执行系统（MES）的完整数据流和控制逻辑。本书不涉及特定的基础电子学原理或实验室操作指导，而是着重于系统集成、网络通信、高级算法应用以及安全防护策略。 第一部分：工业控制系统（ICS）的现代演进与体系结构 本部分首先追溯了工业控制技术的发展历程，从早期的继电器逻辑和分散式控制系统（DCS）过渡到当前主流的基于以太网的、高度集成的架构。我们将详细剖析现代工业环境中的核心组成部分，但重点在于它们如何协同工作，而非单个组件的内部构造。 1.1 工业网络拓扑与通信协议的革新 本章深入探讨了当前工业现场总线技术（Fieldbus）的局限性及其向基于以太网的工业网络（如EtherNet/IP, PROFINET, EtherCAT）迁移的驱动力。重点分析了时间敏感网络（TSN）技术在实现确定性实时通信方面的关键作用，以及它如何支撑更高效的运动控制和数据同步。我们讨论了网络分层模型（如Purdue模型的新解释），强调了操作技术（OT）网络与信息技术（IT）网络融合带来的架构挑战和机遇。读者将了解如何在不同控制层级（现场层、控制层、监督层）选择和部署最合适的通信技术，以确保数据吞吐量、延迟和可靠性满足苛刻的工业要求。 1.2 分布式控制与边缘计算的融合 本章着眼于控制逻辑的地理分散化和计算能力的下沉趋势。我们详细分析了分布式控制系统（DCS）在大型流程工业中的应用优势，以及现代可编程逻辑控制器（PLC）如何通过模块化设计和冗余配置实现高可用性。更重要的是，本章引入了边缘计算在工业场景中的角色：它如何处理海量的传感器数据，执行预处理和初步决策，从而减轻云端负载并实现超低延迟响应。我们将探讨将先进算法（如预测性维护模型）部署到边缘设备上的技术挑战，包括资源受限环境下的模型优化和固件更新机制。 1.3 数据采集与操作员接口的演变 本节关注人机交互（HMI）和监控与数据采集（SCADA）系统的设计哲学。讨论不再围绕简单的开关量和模拟量显示，而是聚焦于基于用户体验（UX）的设计原则如何应用于复杂操作界面，以减少操作员认知负荷并提高错误检测效率。我们将深入研究现代SCADA系统如何集成历史数据库（Historian），以及如何通过数据可视化技术（如热力图、三维模型叠加）来提供情境感知能力。数据采集的准确性和时间戳的精确同步是本章的重点，这直接关系到后续的故障分析和合规性审计。 第二部分：高级控制策略与系统优化 本部分将理论控制方法转化为实际生产环境中的优化工具，重点关注如何利用更复杂的数学模型来提升系统性能和资源效率。 2.1 模型预测控制（MPC）的工业化部署 模型预测控制（MPC）作为一种先进的闭环控制技术，被广泛应用于具有多变量耦合和长滞后特性的复杂流程（如化工、冶金）。本章详尽阐述了MPC的核心原理，包括系统辨识、约束处理和滚动时域优化。我们提供了一系列工业案例分析，展示如何构建准确的系统模型（无需深入讨论模型构建的底层电子学细节），并将其嵌入到实时控制循环中。讨论的重点在于MPC的计算复杂度、求解器的选择以及如何在存在模型失配的情况下保持系统的鲁棒性。 2.2 优化算法在批次生产中的应用 针对制药、食品饮料等行业的批次（Batch）生产模式，本章探讨了如何使用优化算法（如遗传算法、模拟退火）来确定最佳的批次配方和操作轨迹。我们关注如何定义有效的成本函数和性能指标，以最小化能源消耗、缩短周期时间或最大化产品收率。本章区分了过程控制层（PID、反馈控制）与上层优化层（Recipe Management）之间的协作机制，特别是如何处理批次间的“软切换”和平滑过渡。 2.3 过程安全与冗余机制设计 系统的可靠性和安全性是工业控制的生命线。本章侧重于功能安全标准（如IEC 61508/61511）在系统设计中的应用。我们分析了不同级别的安全仪表系统（SIS）的设计要求，重点关注逻辑求解器、最终元件的可靠性等级（SIL）评估方法，以及如何通过三取二（2oo3）等冗余架构来确保在关键故障发生时的安全状态。安全联锁表的逻辑校验和定期验证流程是本章的重要实践内容。 第三部分：工业信息物理系统（CPS）与数字化转型 本部分将视角提升至制造企业整体，探讨控制系统如何融入更广泛的数字化生态，以实现工业4.0的目标。 3.1 工业物联网（IIoT）的数据集成架构 本章详细解析了IIoT在制造环境中实现数据互联互通的关键技术栈。我们探讨了MQTT、OPC UA等轻量级或面向服务（SOA）的通信协议如何在异构设备之间建立统一的数据桥梁。重点讨论了数据治理的挑战，包括数据语义的标准化、时间同步的精度要求，以及如何安全、高效地将操作数据流（Operational Data）传输到企业信息系统（如ERP）。 3.2 预测性维护与资产绩效管理（APM） 从基于时间的维护转向基于状态的维护是提升设备综合效率（OEE）的关键。本章阐述了如何利用采集到的振动、温度、电流特征数据，结合机器学习模型，来预测设备故障的发生概率和剩余使用寿命（RUL）。我们重点关注APM系统的实施流程，包括特征工程、模型训练的周期性重校准，以及如何将维护建议无缝集成回车间调度和工作流管理系统中。 3.3 工业网络安全防御纵深策略 随着控制系统与外部网络的连接日益紧密，网络安全已成为核心议题。本章采用“纵深防御”的理念，系统梳理了从物理隔离、网络分段（使用DMZ和防火墙）、到端点安全（主机加固、白名单技术）的全面安全策略。我们详细分析了工业控制系统特有的安全漏洞（如老旧固件、未打补丁的操作系统），并介绍了安全信息和事件管理（SIEM）系统在OT环境中的部署和定制化规则集。入侵检测系统（IDS）在识别异常控制指令和协议滥用方面的应用是本章的实践难点。 本书的特点在于其高度的系统集成视角和面向实际应用的深度分析，它假设读者已经掌握了基本的电子和电路知识，从而能将重点完全置于现代工业控制系统的架构设计、高级算法应用、数据流管理和信息安全防护等更高层次的工程实践上。

实习1　功率电晶体输入特性量测

实习2　功率电晶体输出特性量测

实习3　UJT伏安特性曲线测量

实习4　UJT弛张振盪器

实习5　PUT特性量测

实习6　PUT弛张振盪电路

实习7　SCR特性测量

实习8　SCR交流相位控制电路

实习9　DIAC特性曲线量测与TRIAC调光电路

实习10　热敏电阻应用

实习11　光遮断器应用

实习12　光敏电阻应用

实习13　温度感测IC应用

实习14　四种基本OP应用电路

实习15　三种产生方波的方法

实习16　L-C振盪电路

实习17　POWER MOSFET特性与应用电路

实习18　IGBT特性应用电路

实习19　GTO特性与应用电路

实习20　SBS及SCS特性与SBS应用电路

实习21　SCS应用电路

实习22　萧克莱二极体特性及应用

实习23　触控应用电路

实习24　光耦合应用电路

实习25　光遮断应电路

实习26　光电晶体及光二极体应用电路

实习27　过电压低电压过电流电源保护系统

实习28　热敏电阻温度计

实习29　热电耦温度计

实习30　ADC590温度计

实习31　利用RTD作温度控制

实习32　液面控制

实习33　扬声器（喇叭）与唱片

评分☆☆☆☆☆

第一段： 哇，这本《工业电子学实习》真的太夯了！我刚拿到手，就迫不及待地翻开了。封面设计就很有科技感，一看就知道是讲实际操作的。书本的厚度适中，拿在手里很有分量，感觉内容会很充实。我一直对工业自动化领域很感兴趣，尤其是在工厂里看到那些精密的机器手臂和控制系统，总觉得背后一定隐藏着很多厉害的电子技术。虽然我不是电子科班出身，但是书本的排版很清晰，图文并茂，看起来不会像教科书那么枯燥。我特别期待书中关于PLC（可编程逻辑控制器）的部分，因为在很多工业场合都离不开它。还有，我很好奇书中会不会讲解一些常见的工业传感器，比如光电传感器、接近传感器等等，这些在生产线上简直是无处不在。如果能结合一些实际的案例，比如如何调试一个简单的生产线控制系统，那就更棒了！总的来说，这本书给我一种“学以致用”的感觉，希望通过它能对工业电子学有一个更深入、更直观的认识。

评分☆☆☆☆☆

第二段： 拿到《工业电子学实习》这本书，我第一时间就想找找里面有没有关于电力电子元器件应用的内容。因为在工业现场，像是变频器、伺服驱动器这些设备，里面的功率器件（比如IGBT、MOSFET）扮演着至关重要的角色。它们直接影响到设备的效率、稳定性和寿命。我特别希望能在这本书里看到一些关于这些元器件选型、工作原理以及实际应用电路的分析。比如，如何根据负载需求选择合适的功率模块？在设计驱动电路时需要注意哪些问题？书中会不会有相关的实验指导，让我们亲手搭建一些简单的驱动电路，然后用示波器去观察波形？这对我来说会是很有价值的学习体验。另外，对于工业现场常见的电气干扰问题，书中会不会提供一些解决方案的思路，比如滤波、屏蔽等技术？这些都是在实际工作中经常会遇到的挑战。期待这本书能够提供一些接地气的知识，帮助我们解决实际问题。

评分☆☆☆☆☆

第四段： 对于《工业电子学实习》这本书，我特别好奇它在“故障诊断与排除”这方面的内容会做得怎么样。工业现场经常会出现各种各样的问题，有时候一个小小的电子元件损坏，就可能导致整条生产线停工，造成巨大的损失。所以，具备快速准确地诊断和排除故障的能力，对于工业电子技术人员来说是至关重要的。我希望这本书能提供一些系统性的故障诊断方法，比如从现象入手，逐步缩小故障范围；或者提供一些常用的检测工具和技巧，比如万用表、示波器在故障诊断中的具体应用。书中会不会分析一些工业电子系统中常见的故障模式，比如电源故障、信号干扰、元器件老化等等，并且给出相应的处理建议？如果能有图文并茂的故障分析案例，那就更好了。我一直觉得，从实际故障中学习，是最深刻的学习方式之一。

评分☆☆☆☆☆

第五段： 拿到《工业电子学实习》这本书，我的第一印象是它很有“实操性”。封面设计和内页的排版都给人一种扎实、专业的感觉。我一直觉得，学习工业电子学，不能光停留在理论层面，一定要动手去实践。所以我特别关注书中会不会提供一些详细的实验指导，比如如何搭建一个简单的电子控制电路，如何调试一个小型自动化生产线。书中的实验步骤是否清晰明了？所需的实验器材是否容易获得？如果书中能提供一些源代码或者电路图例，让我们能够直接参考和修改，那就更棒了。我希望通过这些实验，能够更直观地理解各种电子元件的工作原理，以及它们在工业系统中的应用。比如，通过实际操作，去感受不同传感器的工作特性，或者去体会PID控制算法的实际效果。这本书给我的感觉，就像是为我量身定制的工业电子学实践指南。

评分☆☆☆☆☆

第三段： 说实话，《工业电子学实习》这本书的内容，我最关注的还是它有没有提供一些关于工业通信协议的讲解。在现代工业自动化系统中，各种设备之间需要高效、可靠地进行信息交换，而通信协议就是实现这一切的“语言”。像Modbus、Profibus、EtherNet/IP这些，都是我经常听到的工业通信协议。我希望这本书能够详细介绍这些协议的工作原理、报文结构，以及如何在实际系统中进行配置和应用。如果书中能提供一些实际的通信案例，比如如何用PLC和HMI（人机界面）之间进行数据交换，或者如何通过某个通信协议连接多个传感器和执行器，那简直是太实用了！我之前在项目里遇到过通信中断的问题，如果能在这本书里找到一些排查思路和解决方案，那真是解决了我的大麻烦。感觉这本书的目标读者应该就是和我一样，想要从理论走向实践的工程师。