工業電子學實習 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• 傳感器
• PLC
• 自動化
• 控製係統
• 嵌入式係統

　　本書針對各常用之工業電子元件及理論分析編撰而成。其目的在使學生可由淺入深地瞭解工業電子元件之基本特性與原理，乃至對整體電路之組成有所助益。　　

　　本書實習一至十五為基本元件之特性與應用，實習十六至三十三為組成應用電路之練習操作，最後還加入瞭音響工程方麵之喇叭單體元理及測試。

現代工業控製係統架構與實踐 本書聚焦於當代工業生産綫中日益復雜和智能化的控製係統。它旨在為讀者提供一個全麵、深入的視角，理解從底層傳感器采集到頂層製造執行係統（MES）的完整數據流和控製邏輯。本書不涉及特定的基礎電子學原理或實驗室操作指導，而是著重於係統集成、網絡通信、高級算法應用以及安全防護策略。 第一部分：工業控製係統（ICS）的現代演進與體係結構 本部分首先追溯瞭工業控製技術的發展曆程，從早期的繼電器邏輯和分散式控製係統（DCS）過渡到當前主流的基於以太網的、高度集成的架構。我們將詳細剖析現代工業環境中的核心組成部分，但重點在於它們如何協同工作，而非單個組件的內部構造。 1.1 工業網絡拓撲與通信協議的革新 本章深入探討瞭當前工業現場總綫技術（Fieldbus）的局限性及其嚮基於以太網的工業網絡（如EtherNet/IP, PROFINET, EtherCAT）遷移的驅動力。重點分析瞭時間敏感網絡（TSN）技術在實現確定性實時通信方麵的關鍵作用，以及它如何支撐更高效的運動控製和數據同步。我們討論瞭網絡分層模型（如Purdue模型的新解釋），強調瞭操作技術（OT）網絡與信息技術（IT）網絡融閤帶來的架構挑戰和機遇。讀者將瞭解如何在不同控製層級（現場層、控製層、監督層）選擇和部署最閤適的通信技術，以確保數據吞吐量、延遲和可靠性滿足苛刻的工業要求。 1.2 分布式控製與邊緣計算的融閤 本章著眼於控製邏輯的地理分散化和計算能力的下沉趨勢。我們詳細分析瞭分布式控製係統（DCS）在大型流程工業中的應用優勢，以及現代可編程邏輯控製器（PLC）如何通過模塊化設計和冗餘配置實現高可用性。更重要的是，本章引入瞭邊緣計算在工業場景中的角色：它如何處理海量的傳感器數據，執行預處理和初步決策，從而減輕雲端負載並實現超低延遲響應。我們將探討將先進算法（如預測性維護模型）部署到邊緣設備上的技術挑戰，包括資源受限環境下的模型優化和固件更新機製。 1.3 數據采集與操作員接口的演變 本節關注人機交互（HMI）和監控與數據采集（SCADA）係統的設計哲學。討論不再圍繞簡單的開關量和模擬量顯示，而是聚焦於基於用戶體驗（UX）的設計原則如何應用於復雜操作界麵，以減少操作員認知負荷並提高錯誤檢測效率。我們將深入研究現代SCADA係統如何集成曆史數據庫（Historian），以及如何通過數據可視化技術（如熱力圖、三維模型疊加）來提供情境感知能力。數據采集的準確性和時間戳的精確同步是本章的重點，這直接關係到後續的故障分析和閤規性審計。 第二部分：高級控製策略與係統優化 本部分將理論控製方法轉化為實際生産環境中的優化工具，重點關注如何利用更復雜的數學模型來提升係統性能和資源效率。 2.1 模型預測控製（MPC）的工業化部署 模型預測控製（MPC）作為一種先進的閉環控製技術，被廣泛應用於具有多變量耦閤和長滯後特性的復雜流程（如化工、冶金）。本章詳盡闡述瞭MPC的核心原理，包括係統辨識、約束處理和滾動時域優化。我們提供瞭一係列工業案例分析，展示如何構建準確的係統模型（無需深入討論模型構建的底層電子學細節），並將其嵌入到實時控製循環中。討論的重點在於MPC的計算復雜度、求解器的選擇以及如何在存在模型失配的情況下保持係統的魯棒性。 2.2 優化算法在批次生産中的應用 針對製藥、食品飲料等行業的批次（Batch）生産模式，本章探討瞭如何使用優化算法（如遺傳算法、模擬退火）來確定最佳的批次配方和操作軌跡。我們關注如何定義有效的成本函數和性能指標，以最小化能源消耗、縮短周期時間或最大化産品收率。本章區分瞭過程控製層（PID、反饋控製）與上層優化層（Recipe Management）之間的協作機製，特彆是如何處理批次間的“軟切換”和平滑過渡。 2.3 過程安全與冗餘機製設計 係統的可靠性和安全性是工業控製的生命綫。本章側重於功能安全標準（如IEC 61508/61511）在係統設計中的應用。我們分析瞭不同級彆的安全儀錶係統（SIS）的設計要求，重點關注邏輯求解器、最終元件的可靠性等級（SIL）評估方法，以及如何通過三取二（2oo3）等冗餘架構來確保在關鍵故障發生時的安全狀態。安全聯鎖錶的邏輯校驗和定期驗證流程是本章的重要實踐內容。 第三部分：工業信息物理係統（CPS）與數字化轉型 本部分將視角提升至製造企業整體，探討控製係統如何融入更廣泛的數字化生態，以實現工業4.0的目標。 3.1 工業物聯網（IIoT）的數據集成架構 本章詳細解析瞭IIoT在製造環境中實現數據互聯互通的關鍵技術棧。我們探討瞭MQTT、OPC UA等輕量級或麵嚮服務（SOA）的通信協議如何在異構設備之間建立統一的數據橋梁。重點討論瞭數據治理的挑戰，包括數據語義的標準化、時間同步的精度要求，以及如何安全、高效地將操作數據流（Operational Data）傳輸到企業信息係統（如ERP）。 3.2 預測性維護與資産績效管理（APM） 從基於時間的維護轉嚮基於狀態的維護是提升設備綜閤效率（OEE）的關鍵。本章闡述瞭如何利用采集到的振動、溫度、電流特徵數據，結閤機器學習模型，來預測設備故障的發生概率和剩餘使用壽命（RUL）。我們重點關注APM係統的實施流程，包括特徵工程、模型訓練的周期性重校準，以及如何將維護建議無縫集成迴車間調度和工作流管理係統中。 3.3 工業網絡安全防禦縱深策略 隨著控製係統與外部網絡的連接日益緊密，網絡安全已成為核心議題。本章采用“縱深防禦”的理念，係統梳理瞭從物理隔離、網絡分段（使用DMZ和防火牆）、到端點安全（主機加固、白名單技術）的全麵安全策略。我們詳細分析瞭工業控製係統特有的安全漏洞（如老舊固件、未打補丁的操作係統），並介紹瞭安全信息和事件管理（SIEM）係統在OT環境中的部署和定製化規則集。入侵檢測係統（IDS）在識彆異常控製指令和協議濫用方麵的應用是本章的實踐難點。 本書的特點在於其高度的係統集成視角和麵嚮實際應用的深度分析，它假設讀者已經掌握瞭基本的電子和電路知識，從而能將重點完全置於現代工業控製係統的架構設計、高級算法應用、數據流管理和信息安全防護等更高層次的工程實踐上。

實習1　功率電晶體輸入特性量測

實習2　功率電晶體輸齣特性量測

實習3　UJT伏安特性麯綫測量

實習4　UJT弛張振盪器

實習5　PUT特性量測

實習6　PUT弛張振盪電路

實習7　SCR特性測量

實習8　SCR交流相位控製電路

實習9　DIAC特性麯綫量測與TRIAC調光電路

實習10　熱敏電阻應用

實習11　光遮斷器應用

實習12　光敏電阻應用

實習13　溫度感測IC應用

實習14　四種基本OP應用電路

實習15　三種産生方波的方法

實習16　L-C振盪電路

實習17　POWER MOSFET特性與應用電路

實習18　IGBT特性應用電路

實習19　GTO特性與應用電路

實習20　SBS及SCS特性與SBS應用電路

實習21　SCS應用電路

實習22　蕭剋萊二極體特性及應用

實習23　觸控應用電路

實習24　光耦閤應用電路

實習25　光遮斷應電路

實習26　光電晶體及光二極體應用電路

實習27　過電壓低電壓過電流電源保護係統

實習28　熱敏電阻溫度計

實習29　熱電耦溫度計

實習30　ADC590溫度計

實習31　利用RTD作溫度控製

實習32　液麵控製

實習33　揚聲器（喇叭）與唱片

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第二段： 拿到《工業電子學實習》這本書，我第一時間就想找找裏麵有沒有關於電力電子元器件應用的內容。因為在工業現場，像是變頻器、伺服驅動器這些設備，裏麵的功率器件（比如IGBT、MOSFET）扮演著至關重要的角色。它們直接影響到設備的效率、穩定性和壽命。我特彆希望能在這本書裏看到一些關於這些元器件選型、工作原理以及實際應用電路的分析。比如，如何根據負載需求選擇閤適的功率模塊？在設計驅動電路時需要注意哪些問題？書中會不會有相關的實驗指導，讓我們親手搭建一些簡單的驅動電路，然後用示波器去觀察波形？這對我來說會是很有價值的學習體驗。另外，對於工業現場常見的電氣乾擾問題，書中會不會提供一些解決方案的思路，比如濾波、屏蔽等技術？這些都是在實際工作中經常會遇到的挑戰。期待這本書能夠提供一些接地氣的知識，幫助我們解決實際問題。

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第一段： 哇，這本《工業電子學實習》真的太夯瞭！我剛拿到手，就迫不及待地翻開瞭。封麵設計就很有科技感，一看就知道是講實際操作的。書本的厚度適中，拿在手裏很有分量，感覺內容會很充實。我一直對工業自動化領域很感興趣，尤其是在工廠裏看到那些精密的機器手臂和控製係統，總覺得背後一定隱藏著很多厲害的電子技術。雖然我不是電子科班齣身，但是書本的排版很清晰，圖文並茂，看起來不會像教科書那麼枯燥。我特彆期待書中關於PLC（可編程邏輯控製器）的部分，因為在很多工業場閤都離不開它。還有，我很好奇書中會不會講解一些常見的工業傳感器，比如光電傳感器、接近傳感器等等，這些在生産綫上簡直是無處不在。如果能結閤一些實際的案例，比如如何調試一個簡單的生産綫控製係統，那就更棒瞭！總的來說，這本書給我一種“學以緻用”的感覺，希望通過它能對工業電子學有一個更深入、更直觀的認識。

评分☆☆☆☆☆

第三段： 說實話，《工業電子學實習》這本書的內容，我最關注的還是它有沒有提供一些關於工業通信協議的講解。在現代工業自動化係統中，各種設備之間需要高效、可靠地進行信息交換，而通信協議就是實現這一切的“語言”。像Modbus、Profibus、EtherNet/IP這些，都是我經常聽到的工業通信協議。我希望這本書能夠詳細介紹這些協議的工作原理、報文結構，以及如何在實際係統中進行配置和應用。如果書中能提供一些實際的通信案例，比如如何用PLC和HMI（人機界麵）之間進行數據交換，或者如何通過某個通信協議連接多個傳感器和執行器，那簡直是太實用瞭！我之前在項目裏遇到過通信中斷的問題，如果能在這本書裏找到一些排查思路和解決方案，那真是解決瞭我的大麻煩。感覺這本書的目標讀者應該就是和我一樣，想要從理論走嚮實踐的工程師。

评分☆☆☆☆☆

第四段： 對於《工業電子學實習》這本書，我特彆好奇它在“故障診斷與排除”這方麵的內容會做得怎麼樣。工業現場經常會齣現各種各樣的問題，有時候一個小小的電子元件損壞，就可能導緻整條生産綫停工，造成巨大的損失。所以，具備快速準確地診斷和排除故障的能力，對於工業電子技術人員來說是至關重要的。我希望這本書能提供一些係統性的故障診斷方法，比如從現象入手，逐步縮小故障範圍；或者提供一些常用的檢測工具和技巧，比如萬用錶、示波器在故障診斷中的具體應用。書中會不會分析一些工業電子係統中常見的故障模式，比如電源故障、信號乾擾、元器件老化等等，並且給齣相應的處理建議？如果能有圖文並茂的故障分析案例，那就更好瞭。我一直覺得，從實際故障中學習，是最深刻的學習方式之一。

评分☆☆☆☆☆

第五段： 拿到《工業電子學實習》這本書，我的第一印象是它很有“實操性”。封麵設計和內頁的排版都給人一種紮實、專業的感覺。我一直覺得，學習工業電子學，不能光停留在理論層麵，一定要動手去實踐。所以我特彆關注書中會不會提供一些詳細的實驗指導，比如如何搭建一個簡單的電子控製電路，如何調試一個小型自動化生産綫。書中的實驗步驟是否清晰明瞭？所需的實驗器材是否容易獲得？如果書中能提供一些源代碼或者電路圖例，讓我們能夠直接參考和修改，那就更棒瞭。我希望通過這些實驗，能夠更直觀地理解各種電子元件的工作原理，以及它們在工業係統中的應用。比如，通過實際操作，去感受不同傳感器的工作特性，或者去體會PID控製算法的實際效果。這本書給我的感覺，就像是為我量身定製的工業電子學實踐指南。