控制工程中的电磁兼容 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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编辑推荐

　　世界上的许多事件，其深层次的基本单元和基本规律并不复杂，实际遇到的大多数的电磁干扰往往源自那些常见的噪声源和基本的耦合途径，任何的电磁干扰现象都可以用一些基础的物理概念来解释，这就是所谓的“天道崇简”。然而，就一个“简”字，却需要多少人、多少年的探索和提炼。本书试图做到精而合宜，让读者在翻阅时，既不用花许多时间，又能知其然并知其所以然。

内容简介

　　本书重点介绍控制工程中电磁兼容的基础知识和工程实践。

作者简介

　　徐义亨，1940年生，1962年毕业于浙江大学化工自动化专业。先后于原化学工业部沈阳化工研究院、原冶金工业部鞍山焦化耐火材料设计研究院、浙江中控集团等单位从事过程控制系统的工程设计和研究开发工作。现为中国仪表和自动化发展60年史料《飞鸿踏雪泥》编委会学术编委。
　　近十多年来的工作重点是控制系统的电磁兼容，特别是在控制系统雷电防护方面所做的调查与研究，以及国家、行业等标准的编制和评审。
　　作者曾发表论文或技术类文章约80余篇，内容包括精馏过程控制的模型、模糊控制、推断控制、可编程控制器（PLC）以及控制系统的电磁兼容（EMC）等，曾出版专著两本。

目录

绪论 / 001
1.1控制工程中的电磁兼容 / 001
1.2电磁噪声和干扰 / 002
1.3电磁噪声的分类 / 003
1.4构成电磁干扰问题的三要素 / 004
1.5电磁干扰的耦合途径 / 007
1.6电缆的屏蔽 / 008
1.7接地系统 / 008
1.8解决抗干扰问题的基本理论和必要的工具 / 010
1.9区分工艺参数发生异常的两种可能性 / 010
2干扰的电容性耦合和电缆的静电屏蔽 / 013
2.1电容性耦合的模型 / 013
2.2工程上估算感应噪声电压Un大小的方法 / 015
2.3雷击中的电容性耦合 / 016
2.4抑制电容性耦合的措施 / 018
2.5电缆的静电屏蔽 / 019
2.6主动屏蔽与被动屏蔽 / 020
2.7静电屏蔽和拉开电缆间距效果的比较 / 021
2.8不同屏蔽材料的屏蔽效能 / 022
2.9某核电站反应堆停堆事故的分析与解决方案 / 022
2.9.1事故的描述 / 022
2.9.2事故原因的理论分析 / 023
2.9.3现场试验 / 024
2.9.4解决方案 / 025
3干扰的电感性耦合和电缆的电磁屏蔽 / 027
3.1电感性耦合的模型 / 027
3.2同轴电缆的主动电磁屏蔽 / 029
3.3同轴电缆的被动电磁屏蔽 / 031
3.4双绞线的电磁屏蔽原理及其应用 / 032
3.4.1主动电磁屏蔽 / 032
3.4.2被动电磁屏蔽 / 033
3.5同轴电缆和屏蔽双绞线的应用 / 034
3.6电容性耦合与电感性耦合的区分 / 035
3.7金属管线对雷电磁场的屏蔽作用 / 035
3.7.1概述 / 035
3.7.2理论分析 / 037
3.7.3金属屏蔽管两端接地的地电位差带来的影响 / 038
4干扰的辐射耦合和电缆的辐射屏蔽 / 040
4.1近场和远场（感应场和辐射场） / 041
4.2波阻抗 / 042
4.3电磁场耦合的感应噪声 / 043
4.4抑制辐射耦合的主要方法——辐射屏蔽 / 044
4.5电缆屏蔽的综述 / 047
5控制室的网格屏蔽 / 051
5.1从一个引例看控制室的屏蔽 / 051
5.2计算步骤 / 053
5.3脉冲磁场抗扰度Ha的取值 / 056
5.4计算实例 / 058
5.4.1例1 / 058
5.4.2例2 / 059
5.5关于屏蔽导体截面积的影响 / 060
5.6屏蔽网格尺寸的工程用查表 / 0616接地系统的接地体 / 064
6.1接地系统的基本概念 / 064
6.1.1概述 / 064
6.1.2接地体的结构 / 066
6.1.3控制系统设置保护地的原则 / 067
6.1.4接地系统产生的电磁干扰 / 068
6.2接地电阻 / 069
6.2.1接地电阻的定义 / 069
6.2.2接地电阻的计算值 / 071
6.2.3不同接地体的接地电阻的理论计算式 / 073
6.2.4降阻剂 / 077
6.2.5离子接地体 / 079
6.3独立接地和共用接地网的比较 / 080
6.3.1接地方式的形态 / 081
6.3.2独立接地 / 081
6.3.3共用接地网 / 084
6.4工频接地电阻和冲击接地电阻 / 087
6.5共用接地网接地电阻的测量 / 090
6.6土壤电阻率的测量 / 0907接地系统的连接 / 092
7.1接地连接的总体要求 / 092
7.2接地连接的耦合 / 093
7.2.1串联接地 / 093
7.2.2并联接地 / 094
7.3机柜内接地汇流排的设置和分类汇总 / 096
7.4低压交流供电系统的接地制式 / 097
7.5控制系统接地连接的相关问题 / 100
7.5.1现场仪表的接地连接 / 100
7.5.2接地的搭接 / 101
7.5.3关于控制系统机柜的对地浮空 / 103
7.5.4接地干线的屏蔽 / 104
7.5.5浮地 / 105
7.6运动系统的接地技术 / 105
7.6.1船舶接地系统 / 105
7.6.2悬浮接地系统 / 107
7.7控制系统对接地电阻值要求的讨论 / 107
7.7.1我国涉及电气装置接地电阻值要求的相关标准 / 108
7.7.2控制机柜的接触电位差和对保护地接地电阻值的要求 / 109
7.7.3控制系统对工作地接地电阻值的要求 / 110
7.7.4控制系统对接地电阻值要求的结论 / 1118隔离与滤波 / 113
8.1交流低压电源的隔离 / 113
8.1.1控制系统对交流低压电源的一般要求 / 114
8.1.2交流电源中产生干扰的主要原因 / 114
8.1.3隔离变压器 / 115
8.1.4交流低压系统的零地电压对控制系统的影响 / 117
8.2信号的隔离 / 119
8.2.1信号的传输隔离 / 120
8.2.2信号的转换隔离 / 120
8.2.3信号的分配隔离 / 121
8.2.4信号的安全隔离 / 121
8.2.5电源隔离 / 122
8.2.6隔离精度 / 122
8.2.7无源隔离器和信号的驱动能力 / 123
8.2.8隔离器的响应时间 / 124
8.2.9开关量的隔离 / 124
8.3I／O信号的数字滤波 / 127
8.3.1模拟信号的数字滤波 / 127
8.3.2开关量信号的采样滤波 / 130
8.4铁氧体磁环滤波器 / 132
8.5长线传输干扰的抑制 / 135
8.5.1数字信号传输过程中的波反射 / 136
8.5.2终端开路时的波反射 / 136
8.5.3终端短路时的波反射 / 137
8.5.4终端电阻的匹配 / 138
8.5.5抑制波反射的几种匹配措施 / 1389控制系统的静电防护 / 140
9.1静电放电的特点 / 141
9.2人体的静电模型（HBM） / 144
9.3静电防护的软接地 / 147
9.4防静电工作区的理念 / 150
9.4.1概述 / 150
9.4.2EPA等级的划分 / 151
9.4.3EPA要素 / 151
9.4.4EPA静电泄漏电阻的取值 / 153
9.5控制室静电防护的基本措施 / 153
9.6防静电地面和其接地 / 156
附1物体带电顺序表和人体、器件带电电压值 / 157
附2防静电工作区的环境条件要求 / 15810控制系统的雷电防护 / 160
10.1雷电概述 / 160
10.1.1雷云结构和放电原理 / 160
10.1.2直击雷（云对地）的选择性 / 162
10.1.3雷电流威胁控制系统的危险半径 / 163
10.2外部防雷装置的基本原理 / 165
10.3雷电对控制系统的侵害途径 / 167
10.3.1静电感应（电容性耦合） / 168
10.3.2电磁感应（电感性耦合） / 168
10.3.3反击（电阻性耦合） / 169
10.3.4电磁场辐射（电磁耦合） / 170
10.4控制系统雷电防护的基本措施 / 171
10.4.1接地／等电位连接 / 171
10.4.2电缆的屏蔽 / 173
10.4.3合理布线 / 175
10.4.4使用浪涌保护器（SPD） / 177
10.5交流低压电源系统SPD的应用 / 181
10.5.1控制系统用电设备的浪涌抗扰度 / 181
10.5.2TNS制配电系统中的SPD的配置方式 / 182
10.5.3控制室供电箱内SPD的参数选择 / 183
10.5.4多级SPD之间的能量配合和动作配合 / 185
10.6信号、通信线路的SPD / 187
10.6.1SPD配置的参考原则 / 187
10.6.2I／O信号SPD的参数值 / 188
10.6.3通信端口上的SPD的主要参数 / 188
10.7SPD安装中的一个问题 / 188
10.8几个案例分析所带来的思考 / 191
10.8.1控制系统的雷电防护是否一定要使用SPD / 191
10.8.2因反击造成的雷击事故 / 194
10.8.3安全栅能否替代SPD / 195
10.8.4某燃气公司混配站的雷击案例分析 / 196
10.8.5某石化公司加氢裂化装置DCS的雷害隐患 / 198
10.9浪涌保护器（SPD）的隔爆论证和本安论证 / 199
10.9.1概述 / 199
10.9.2关于爆炸危险场所的划分 / 202
10.9.3适用于SPD的防爆机制 / 203
10.9.4本安型系统的认证 / 20411控制系统的抗扰度与发射 / 209
11.1抑制串模干扰和共模干扰的能力 / 209
11.1.1共模干扰抑制比CMRR和串模干扰抑制比SMRR / 211
11.1.2关于CMRR指标值和SMRR指标值的计算方法 / 214
11.1.3建议 / 215
11.2仪表、控制系统的抗扰度 / 216
11.2.1电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度 / 218
11.2.2电快速瞬变脉冲群抗扰度 / 220
11.2.3浪涌（冲击）抗扰度 / 221
11.2.4静电抗扰度 / 223
11.2.5工频磁场抗扰度 / 223
11.2.6脉冲磁场抗扰度 / 224
11.2.7射频电磁场辐射抗扰度 / 224
11.2.8射频场感应的传导骚扰抗扰度 / 226
11.2.9评定抗扰度试验结果的通用原则（性能判据） / 227
11.3仪表、控制系统的发射 / 227
11.3.1电磁辐射发射（RE） / 228
11.3.2传导发射（CE） / 229
11.4电磁兼容设计 / 230参考文献 / 232
跋——真实的感悟 / 237

前言/序言

　　本书介绍控制工程中电磁兼容的基础知识，同时更偏重于工程实践。
　　电子式控制系统的电磁兼容（EMC）系指在可能的电磁环境中，电子系统仍然具有正常的工作能力且不会成为环境中的一个电磁污染源。一般用“抗扰度（immunity）”来衡量电子式控制系统在电磁环境下的抗干扰能力；用“发射（emission）”来表明其对环境的电磁污染。
　　一个应用于工业过程中的控制系统面临着各种各样的电磁干扰（EMI），我们不可能也不应该将抗干扰的功能完全由控制系统本体去承担，这就必须在控制工程的实施过程中采取诸如屏蔽、接地、等电位连接以及隔离滤波等抗干扰技术来保证控制系统在工业电磁环境中的正常运行。本书可供从事自动化工程领域内的技术人员参考使用。
　　所谓编书乃至著书，绝非是刻板地做“加法”，仅将相关的文献资料和个人曾从事过的工作实践堆砌在一起。要撰写一本短小精悍、实用的、能被读者认可的技术读物，犹如江南园林的造景，“巧于因借，精在体宜”，方能将厅堂、走廊、粉墙、洞门等建筑与假山、水池、花木等组合成一个精美玲珑的园林。笔者不敢妄自尊大，但在编写本书时试图要做到精而合宜，让读者在翻阅本书时，既不用花许多时间，又能知其然并知其所以然。
　　笔者系2002年开始从事工业控制工程中的抗（电磁）干扰技术的调查和研究。之后，撰写并出版了《工业控制工程中的抗干扰技术》一书，曾数十次应邀去宝钢、包钢、中石化、中石油、广核电等许多企业以及各类培训班讲授，听课者多半是具有丰富工程经验的技术人员。授课期间，他们曾提出过许多工程中所遇到的有关电磁兼容，特别是抗干扰方面的技术疑难，其中有些是我无法当场就给予肯定回答的工程问题，这就迫使我再度思考并去现场进行调查研究。多年来，在参与许多抗干扰项目的同时，我不断地更改和充实用于讲课的PPT膜片。时至今日，觉得有必要对此书重新编写，对许多内容进行更新，既应客观的需要，同时对一个已过古稀之年的“工匠”来说，算是封笔吧。
　　笔者在《工业控制工程中的抗干扰技术》的前言中曾说过，世界上的许多事件，其深层次的基本单元和基本规律并不复杂，实际遇到的大多数的电磁干扰往往源自那些常见的噪声源和基本的耦合途径，任何的电磁干扰现象都可以用一些基础的物理概念来解释，这就是所谓的“天道崇简”。然而，就一个“简”字，却需要多少人、多少年的探索和提炼。譬如，本书在讨论带屏蔽层电缆的各种屏蔽功能时，于工程实施上的差异也无非就是屏蔽层接不接地，如何接地。前不久，笔者在读兼有科学家和文人双重身份的陈之藩先生的《一星如月?散步》一书中有关黄金分割的文章时，方知著名而古老的黄金分割其数学表示法从费氏序列： 1，1，2，3，5，8，13，21，34……（第三数是前两数之和，以此类推）的创始时算起，直至由X2+X-1=0导出的0 618，由繁到简，前后竟然经过七八百年，而就这个0 618的黄金分割点，无论在科学技术上，乃至日常生活中总难免涉及。
　　为了在概念上与闭环或开环控制系统以抑制工艺参数波动的抗干扰过程相区分，笔者将原书名《工业控制工程中的抗干扰技术》更改为《控制工程中的电磁兼容》。“抗干扰”和“电磁兼容”在词义上相近，但后者涵盖的内容更宽一些。和许多有关电磁兼容的书刊相比，本书讨论的是电子式控制系统在工程应用中的电磁兼容技术，不涉及电子产品本体设计过程中的电磁兼容。
　　相对于《工业控制工程中的抗干扰技术》，本书无论在内容上，或是章节的编排乃至文字的阐述上均有较大的改变和充实。尽管笔者竭尽余力，也难免有考虑欠妥之处，如有意愿和笔者进行交流者，可通过笔者的电子邮箱，多谢。

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