绪论 1
第一篇 工业电器设备 4
1 电工技术基础 4
1.1 直流电路特性 4
1.1.1 电路的组成 4
1.1.2 电流、电压和电阻 4
1.1.3 欧姆定律和基尔霍夫定律 6
1.2.1 电流的磁场 8
1.2 电磁特性 8
1.2.2 描写磁场的几个物理量 9
1.2.3 电磁感应 10
1.2.4 自感、互感、涡流 11
1.3 交流电路特性 12
1.3.1 单相交流电路 12
1.3.2 几种简单参数的交流电路 14
1.3.3 三相交流电路 18
本章小结 21
习题1 22
2 电子技术基础 23
2.1 基本电子元件及特性 23
2.1.1 半导体二极管的特性 23
2.1.2 三极管（晶体管）及其特性 24
2.2 整流与滤波电路 28
2.2.1 单相半波和全波整流电路 28
2.2.2 滤波电路 29
2.3 单管交流放大电路 30
2.3.1 晶体管放大电路结构及原理 31
2.3.2 静态工作点的确定 32
2.3.3 倒相放大及放大倍数的计算 32
2.4 多级放大器 33
2.4.1 级间耦合 33
2.4.2 放大电路中的反馈 34
2.5 直流放大器与稳压电路 34
2.5.1 直流放大器的结构组成 34
2.5.3 直流稳压电源 35
2.5.2 直流放大器的零点漂移及其抑制 35
2.6 线性集成电路与运算放大器 37
2.6.1 线性集成电路及其应用 37
2.6.2 运算放大器的应用 37
2.7 脉冲与数字电路 39
2.7.1 脉冲信号与数字的联系 40
2.7.2 基本逻辑门电路 40
2.7.3 计数器与寄存器 42
2.8.2 D/A转换概念 43
2.8.1 A/D转换概念 43
2.8 模/数与数/模转换 43
本章小结 44
习题2 45
3 异步电动机 46
3.1 三相异步电动机的基本结构 46
3.1.1 定子 46
3.1.2 转子 47
3.2.1 旋转磁场 48
3.2 三相异步电动机的工作原理 48
3.2.2 电磁转矩 49
3.3 三相异步电动机的额定值 50
3.4 三相异步电动机的启动、制动及正反转控制 52
3.4.1 直接启动和降压启动 52
3.4.2 异步电动机的正反转控制 53
3.4.3 调速与制动 54
3.5 单相异步电动机 55
3.6 电动机的运行控制和维护 57
3.6.1 电动机的手动控制设备 57
3.6.2 电动机的低压保护电器 60
3.6.3 电动机轴承的维护和润滑 61
3.6.4 异步电动机的简单故障分析 62
本章小结 63
习题3 63
4 变压器 65
4.1.2 变压器的工作原理 66
4.1 变压器的结构及工作原理 66
4.1.1 变压器的基本结构 66
4.2 变压器的分类与铭牌 68
4.2.1 变压器的分类 68
4.2.2 变压器的铭牌数据 69
本章小结 71
习题4 71
5 电工测量及仪表 73
5.1 电流、电压、功率测量及仪表 73
5.1.1 常用电工测量仪表及分类 73
5.1.2 电流、电压测量与仪表 74
5.1.3 电功率及电能测量仪表 76
5.1.4 功率因数表 77
5.2 万用表 78
5.2.1 指针式万用表的测量原理及特点 78
5.2.2 指针式万用表使用 80
5.2.3 数字式万用表 80
本章小结 81
习题5 82
6 安全用电及节约用电 83
6.1 工业企业供电 83
6.1.1 企业供电特点 83
6.1.2 供电系统及装置 83
6.2 电气安全 84
6.2.1 触电危害及触电方式 84
6.2.2 绝缘、屏护、接地及接零 85
6.2.3 静电的危害与防护 86
6.3 节约用电 87
本章小结 88
习题6 88
第二篇 工业控制及仪表 89
7 过程检测仪表概述 89
7.1 检测过程及检测误差 90
7.1.1 检测过程 90
7.1.2 检测误差分析 90
7.1.3 检测仪表的精度与量程 91
7.2 过程检测仪表的分类 92
7.2.1 检测仪表的系统结构 92
7.2.2 检测仪表的分类 93
本章小结 93
习题7 94
8 压力、物位检测仪表 95
8.1 常用测压方法及仪表 95
8.1.1 常用压力检测仪表及分类 95
8.1.2 压力检测仪表的使用 96
8.2 物位检测的概念与物位检测 99
8.2.1 物位检测的概念 99
8.2.2 物位检测仪表及分类 99
8.2.3 物位检测仪表的使用 99
8.3 压力及物位检测仪表的发展动态 101
8.3.1 压力及物位检测仪表的发展动态 101
8.3.2 新型压力、物位检测仪表简介 101
本章小结 102
习题8 103
9 流量检测仪表 104
9.1 常用流量检测方法及仪表 104
9.1.1 速度式流量检测仪表 104
9.1.2 容积式流量计 107
9.1.3 质量式流量检测仪表 108
9.2 流量信号的转换 109
9.2.1 流量信号的转换与输出 109
9.2.2 电动差压变送器 110
9.2.3 电容式差压变送器 111
9.2.4 差压变送器的使用 111
9.3 流量检测仪表新近发展动态 112
9.3.1 涡轮流量计 112
9.3.2 涡街流量计（卡门漩涡流量计） 112
本章小结 112
习题9 113
10.1.2 实用温标 114
10.1.1 温度检测概述 114
10. 温度检测仪表 114
10.1 温度检测的基本概念 114
10.2 常用测温元件及温度变送器 115
10.2.1 热电偶 115
10.2.2 热电阻 118
10.2.3 温度变送器 119
10.3 显示仪表 120
10.3.1 动圈显示仪表 120
10.2.4 测温仪表的使用 120
10.3.2 自动平衡显示仪表 122
10.4 测温仪表新近发展动态 123
10.4.1 ER180显示记录仪 123
10.4.2 数字式显示仪 123
10.4.3 无纸记录仪 123
本章小结 124
习题10 124
11.2.1 成分分析仪表的组成 125
11.2 成分分析仪表的组成与分类 125
11 成分自动检测及仪表 125
11.1 成分分析仪表概述 125
11.2.2 成分分析仪表的分类 126
11.3 常用成分分析仪表 126
11.3.1 热导式气体分析器 126
11.3.2 热磁式氧分析器 128
11.3.3 氧化锆氧分析仪 129
11.3.4 工业电导仪 130
11.3.5 工业酸度计 131
11.3.6 红外线气体分析器 133
11.3.7 工业气相色谱仪 134
本章小结 136
习题11 137
12 过程控制仪表 138
12.1 过程控制仪表概述 138
12.1.1 过程控制仪表的特点与分类 138
12.1.2 过程控制仪表的信号制与传输方式 140
12.2 常规控制规律特性及其作用 141
12.2.1 双位控制 141
12.2.2 比例控制 142
12.2.3 比例积分控制 145
12.2.4 比例微分控制 147
12.2.5 比例积分微分控制 149
12.3 过程控制仪表的使用 150
12.3.1 调节单元仪表 150
12.3.2 其他单元仪表 153
本章小结 154
习题12 154
13 执行器 156
13.1 气动薄膜调节阀的作用及结构组成 156
13.1.1 气动调节阀结构组成及工作原理 156
13.1.2 调节阀的种类 158
13.2 电/气转换器与阀门定位器 158
13.2.1 电/气转换器 158
13.2.2 阀门定位器 159
本章小结 160
习题13 161
14 过程控制系统 162
14.1 控制系统的基本知识 162
14.1.1 自动控制系统的作用 162
14.1.2 自动化系统组成 162
14.1.3 自动控制系统的类型 163
14.1.4 控制系统的控制指标 165
14.1.5 过程控制系统符号与图例 166
14.2 控制对象特性及变量的选择 169
14.2.1 控制对象的特性 169
14.2.2 被控变量与操纵变量的选择 172
14.2.3 广义对象滞后的克服 173
14.3 控制系统中控制器的选择 173
14.3.1 控制器的类型选择 173
14.3.2 控制器的控制规律选择 173
14.3.3 简单控制系统中控制器的正、反作用规律判断 174
14.4.1 控制器参数的工程整定 175
14.4 简单控制系统的投运及参数整定 175
14.4.2 简单控制系统的投运 178
14.5 简单控制系统实例 180
14.5.1 无相变换热器的温度控制 180
14.5.2 载热体冷凝加热器的温度控制 180
14.5.3 精馏塔的控制 181
本章小结 183
习题14 183
15 其他控制系统 184
15.1 复杂控制系统 184
15.1.1 串级控制系统 184
15.1.2 比值控制系统 188
15.1.3 前馈控制系统 190
15.1.4 三冲量控制系统 191
15.1.5 均匀控制系统 192
15.1.6 分程控制系统 192
15.2.1 报警系统 193
15.2 安全保护系统 193
15.2.2 选择性控制系统 194
15.2.3 联锁保护系统 195
本章小结 197
习题15 197
16 集散控制系统简介 198
16.1 计算机控制与计算机控制系统的组成 198
16.1.1 计算机控制简述 198
16.1.2 计算机控制系统的特点与组成 198
16.1.4 计算机控制系统的类型 199
16.1.3 计算机控制系统的组成 199
16.1.5 计算机控制系统的发展 201
16.2 集散控制系统的特点及构成 202
16.2.1 集散控制系统的基本构成 202
16.2.2 集散控制系统的特点 203
16.3 典型集散控制系统的操作 204
16.3.1 日本横河公司的CENTUM-CS 204
16.3.2 TDC-3000集散控制系统 213
16.4.1 现场总线系统的产生和特征 220
16.4 现场总线控制系统 220
16.4.2 主要的现场总线系统简介 221
本章小结 222
习题16 222
17 可编程控制器 223
17.1 可编程控制器概述 223
17.1.1 可编程控制器(PLC)的发展过程 223
17.1.2 可编程控制器的功能与特点 224
17.2 可编程控制器的基本构成及工作原理 225
17.2.1 可编程控制器的基本组成 225
17.2.2 可编程控制器的软件系统介绍 227
17.3 典型PLC的介绍 229
17.3.1 SIMENS的SIMTIC S7系列PLC 230
17.3.2 欧姆龙C系列PLC 233
17.4 应用举例 236
17.4.1 水箱液位控制 236
17.4.2 闪光报警系统 237
习题17 238
本章小结 238
第三篇 应用与实践 239
18 基本实验 239
18.1 直流电路基本特性实验 239
18.2 三相交流电路负载联接演示实验 242
18.3 三相异步电动机的启动及控制实验 246
18.4 电工量检测及万用表使用实验 249
18.5 串级控制系统操作实验 251
18.6 PLC控制器应用实验 253
第19章 综合实验 255
19.1 日光灯电路的安装及功率因数的提高实验 255
19.2 温度检测系统组成实验 259
19.3 控制系统参数整定和投运实验 261
19.4 典型化工单元控制系统（仿真）操作实验 264
附录 280
附录一 常用热电偶分度表 280
附录二 常用热电阻分度表 285
主要参考文献 289