具体描述
近年来，我国相继发布了几十个关于电气图的新标准，并规定从1990
年开始在全国各电工行业全面执行。本书系统地介绍了电气图新标准的主
要内容，阐述了电气图的一般特点、表示方法和规则，并结合实例分析了
系统图、框图、电路图、接线图、功能表图、逻辑图、建筑电气安装平面
图、印制板图、说明书用图、二次电路图等的绘制、阅读及使用方法。书
中还以新旧对照等方式 摘引了电气图标准中最具实用性的内容，如常用
电气图形符号、文字符号、项目代号、导线和接线端子的标记符号、电气
图名词术语等。
本书可供从事电力、电子、通信、计算机、数字技术等类电专业的设
计、制造、安装、运行、维修等工作的工程技术人员和管理人员阅读，也
可作为宣传与贯彻电气制图新标准的培训教材及大专院校电类专业师生参
考用书。
《工业自动化系统设计与实现》 图书简介 导言：面向未来的智能制造基石 随着信息技术与先进制造技术的深度融合，工业4.0和智能制造浪潮正以前所未有的速度席卷全球。传统的生产模式正被高度柔性化、网络化和数字化的智能工厂所取代。在这一转型过程中，工业自动化系统作为实现生产过程精确控制、数据采集与分析、以及优化决策的核心支撑，其设计、配置与实施能力成为衡量现代制造业竞争力的关键指标。《工业自动化系统设计与实现》一书，正是应时代之需，为电气工程、自动化技术、机械电子工程等领域的工程师、技术人员以及高等院校师生提供的一部全面、深入、实用的技术参考与学习指南。 本书旨在超越单一设备的介绍，聚焦于构建一个完整、可靠、高效的自动化系统所需的系统化思维、设计规范和工程实践。它详细阐述了从需求分析到系统调试的全生命周期管理，强调了在复杂工业环境下，如何有效地集成不同层次的硬件与软件组件，实现生产过程的智能化升级。 --- 第一部分：自动化系统基础理论与架构（System Fundamentals and Architecture） 本部分为构建坚实理论基础奠定基石。首先，系统地回顾了工业控制系统的发展历程，重点分析了当前主流的自动化金字塔模型——从现场总线层、控制层到信息管理层（MES/ERP）的结构划分与功能定位。 1.1 传感器与执行器技术前沿： 深入探讨了新一代智能传感器的原理、选型原则与数据预处理技术。内容涵盖了高精度位置传感器、环境监测传感器、以及基于工业物联网（IIoT）的无线传感网络在工业现场的应用挑战与解决方案。同时，对伺服驱动系统、变频器（VFDs）的最新控制算法（如矢量控制、直接转矩控制）及其在能效优化中的作用进行了详尽的剖析。 1.2 通信网络与现场总线： 这是实现系统互联互通的核心。本书详细对比和解析了当前工业通信领域的两大主流阵营：基于以太网的控制技术（如Profinet、EtherNet/IP、EtherCAT）与传统现场总线（如Profibus DP/PA、DeviceNet）。重点讲解了时间敏感网络（TSN）技术在实时性保障方面的突破，并指导读者如何根据具体应用场景（如高带宽数据传输、高实时性运动控制）进行网络协议的选择与拓扑设计。 1.3 控制器选型与编程规范： 对可编程逻辑控制器（PLC）、分布式控制系统（DCS）和工业计算机（IPC）的架构、性能指标及适用范围进行了深入比较。在编程规范方面，遵循IEC 61131-3标准，详细介绍了五种主流编程语言（LD、FBD、SFC、ST、IL）的特点和在不同控制逻辑中的最佳实践，强调了代码的模块化、可读性与可维护性设计。 --- 第二部分：运动控制与高级逻辑设计（Motion Control and Advanced Logic Implementation） 本部分聚焦于实现精确、高效的物理运动控制，这是现代高端制造的核心能力。 2.1 运动控制系统集成： 详细介绍了单轴、多轴同步控制（如笛卡尔、SCARA、龙门坐标系）的数学模型、解算方法和实现技术。内容涵盖了电子凸轮（E-Cam）的应用、高速插补算法的原理，以及如何通过总线技术实现多伺服系统的刚性同步。 2.2 故障诊断与安全控制系统（Functional Safety）： 工业安全是不可逾越的红线。本书系统阐述了功能安全标准IEC 61508/61511的概念，讲解了安全等级（SIL）的确定过程。重点介绍了安全PLC（Safety PLC）的硬件冗余架构、安全I/O模块的选型，以及如何设计和验证符合ASIL等级的紧急停车（ESD）和安全联锁系统。 2.3 过程控制与优化算法： 针对连续性生产过程（如化工、冶金），本书深入讲解了经典PID控制器的参数整定方法（如Ziegler-Nichols、Smith预估等）。在此基础上，引入了先进的过程控制技术，如倍差控制、串级控制、前馈控制的应用场景，并介绍了基于模型预测控制（MPC）在处理多变量耦合系统中的优势与实施步骤。 --- 第三部分：人机交互与数据可视化（HMI and Data Visualization） 系统的有效运行依赖于操作人员的直观理解和高效交互。 3.1 工业可视化界面设计（HMI/SCADA）： 阐述了优秀人机界面设计的原则（如认知负荷最小化、信息密度合理化）。详细介绍了主流HMI/SCADA软件的组态技术，包括报警管理策略、历史数据趋势曲线的构建，以及多级权限的安全访问机制。 3.2 制造执行系统（MES）接口与数据集成： 讨论了如何将控制层数据有效地上传至MES层，实现车间生产数据的实时采集与追溯。内容涵盖了 OPC UA 协议在数据互操作性中的关键作用，以及如何构建可靠的数据采集（DAQ）方案，确保数据在不同信息系统间的无缝流动。 --- 第四部分：系统生命周期管理与工程实践（Lifecycle Management and Engineering Practice） 本部分强调了系统工程方法论在实际项目中的应用。 4.1 自动化项目实施流程： 从项目启动（需求规格书SRS/URS的编制）、详细设计（硬件选型、布线规范、控制柜布局）、软件开发、工厂验收测试（FAT）到现场调试（SAT）及最终移交，提供了一套标准化的项目管理框架。特别强调了电气柜内元器件的合理布局、电磁兼容性（EMC）设计的重要性。 4.2 维护、诊断与远程运维： 讲解了如何利用系统内置的诊断功能（如硬件状态监测、通信错误代码分析）进行故障的快速定位。重点介绍了基于云平台或VPN技术的远程诊断与维护策略，这对于降低非计划停机时间、提高设备综合效率（OEE）至关重要。书中提供了大量的实际案例分析，展示了如何通过系统日志和诊断工具有效解决复杂的间歇性故障。 --- 结语： 《工业自动化系统设计与实现》不仅是一本技术手册，更是一套系统化的工程思维训练工具。它要求读者跳出单一组件的视角，从整体系统的角度去理解、设计和优化复杂的工业流程，为读者迈向高级自动化工程师和系统架构师的职业发展铺平道路。本书内容深度覆盖了从底层电气元件到上层信息集成，是构建现代智能工厂不可或缺的参考宝典。
作者简介
目录信息
目 录
前 言
第一篇 基础知识
第一章 概述
第一节 电气图的分类
第二节 电气图的一般特点
第三节 电气图标准
第二章 电气图形符号的应用
第一节 电气图用图形符号
第二节 电气设备用图形符号
第三章 电气技术中的文字符号
和项目代号
第一节 电气技术中的文字符号
第二节 电气技术中的项目代号
第三节 新旧标准比较
第四章 电气图的一般规则
第一节 图纸的幅面和分区
第二节 图线、字体及其他
第三节 简图的布局方法
第五章 电气图的基本表示方法
第一节 电路的多线表示法和单
线表示法
第二节 电气元件的集中表示法和分开
表示法
第三节 电气元件触点位置、工作状态
和技术数据的表示方法
第四节 元件接线端子的表示方法
第六章 连接线的表示方法
第一节 连接线的一般表示方法
第二节 连接线的连续表示法和
中断表示法
第三节 导线的识别标记及其标注方
法
第二篇 基本电气图
第七章 电气系统图和框图
第一节 系统图和框图的基本特
征与用途
第二节 系统图和框图绘制的基本
原则和方法
第三节 图例分析与阅读
第八章 电路图
第一节 电路图的基本特征和主
要用途
第二节 绘制电路图的原则和方法
第三节 电路图的简化画法
第四节 图例分析与阅读
第九章 接线图和接线表
第一节 接线图和接线表的一般
表示方法
第二节 单元接线图和单元接线表
第三节 互连接线图和互连接线表
第四节 端子接线图和端子接线表
第五节 电缆配置图和电缆配置表
第十章 功能表图
第一节 什么是功能表图
第二节 功能表图的规定和表示方法
第三节 详细命令或动作和详细转换
条件
第四节 图例分析与阅读
第十一章 逻辑图
第一节 什么是逻辑图
第二节 关于逻辑图的几个基本概念
第三节 二进制逻辑单元图形符号
第四节 逻辑图的一般表示方法
第五节 逻辑图举例
第三篇 专业电气图
第十二章 建筑电气安装平面图
第一节 建筑电气安装平面图的特点和表
示方法
第二节 电力和照明平面图
第三节 线路平面图
第四节 防雷与接地平面图
第十三章 印制板电气图
第一节 什么是印制板电气图
第二节 印制板零件图
第三节 印制板装配图
第十四章 说明书用电气图
第一节 电气系统说明书用图
第二节 电气产品使用说明书用图
第十五章 二次电路图和接线图
第一节 概述
第二节 二次电路图中的回路标号
第三节 多位开关触点状态的表示方法
第四节 绘制与阅读方法提示
附录
附录A 电气图常用名词术语
附录B 一图多义或易混淆的电气图形符号
参考文献
· · · · · · (收起)
前 言
第一篇 基础知识
第一章 概述
第一节 电气图的分类
第二节 电气图的一般特点
第三节 电气图标准
第二章 电气图形符号的应用
第一节 电气图用图形符号
第二节 电气设备用图形符号
第三章 电气技术中的文字符号
和项目代号
第一节 电气技术中的文字符号
第二节 电气技术中的项目代号
第三节 新旧标准比较
第四章 电气图的一般规则
第一节 图纸的幅面和分区
第二节 图线、字体及其他
第三节 简图的布局方法
第五章 电气图的基本表示方法
第一节 电路的多线表示法和单
线表示法
第二节 电气元件的集中表示法和分开
表示法
第三节 电气元件触点位置、工作状态
和技术数据的表示方法
第四节 元件接线端子的表示方法
第六章 连接线的表示方法
第一节 连接线的一般表示方法
第二节 连接线的连续表示法和
中断表示法
第三节 导线的识别标记及其标注方
法
第二篇 基本电气图
第七章 电气系统图和框图
第一节 系统图和框图的基本特
征与用途
第二节 系统图和框图绘制的基本
原则和方法
第三节 图例分析与阅读
第八章 电路图
第一节 电路图的基本特征和主
要用途
第二节 绘制电路图的原则和方法
第三节 电路图的简化画法
第四节 图例分析与阅读
第九章 接线图和接线表
第一节 接线图和接线表的一般
表示方法
第二节 单元接线图和单元接线表
第三节 互连接线图和互连接线表
第四节 端子接线图和端子接线表
第五节 电缆配置图和电缆配置表
第十章 功能表图
第一节 什么是功能表图
第二节 功能表图的规定和表示方法
第三节 详细命令或动作和详细转换
条件
第四节 图例分析与阅读
第十一章 逻辑图
第一节 什么是逻辑图
第二节 关于逻辑图的几个基本概念
第三节 二进制逻辑单元图形符号
第四节 逻辑图的一般表示方法
第五节 逻辑图举例
第三篇 专业电气图
第十二章 建筑电气安装平面图
第一节 建筑电气安装平面图的特点和表
示方法
第二节 电力和照明平面图
第三节 线路平面图
第四节 防雷与接地平面图
第十三章 印制板电气图
第一节 什么是印制板电气图
第二节 印制板零件图
第三节 印制板装配图
第十四章 说明书用电气图
第一节 电气系统说明书用图
第二节 电气产品使用说明书用图
第十五章 二次电路图和接线图
第一节 概述
第二节 二次电路图中的回路标号
第三节 多位开关触点状态的表示方法
第四节 绘制与阅读方法提示
附录
附录A 电气图常用名词术语
附录B 一图多义或易混淆的电气图形符号
参考文献
· · · · · · (收起)
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