正版新书--零起点学西门子变频器应用 李方园 机械工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李方园 著

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• 李方园
• 机械工业出版社
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店铺： 麦点文化图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111363637

商品编码：29476863658

包装：平装

出版时间：2012-03-01

基本信息

书名：零起点学西门子变频器应用

定价：43.00元

作者：李方园

出版社：机械工业出版社

出版日期：2012-03-01

ISBN：9787111363637

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书从变频器应用与工程设计人员的实际需要出发，在广泛吸收国外先进设计思想、先进标准的基础上，介绍了通用变频器的理论，并对当前市场上主流的西门子MM4、6SE70、G120和S120系列变频器的规格、控制系统设计、功能、参数、操作等方面的内容进行了全面、系统、深入、具体的介绍。本书通过案例解说的方式，功能说明深入细致，理论联系实际，面向工程应用，求做到让者所读即所用。
　　本书深入浅出、图文并茂，适合广大变频器工程和设计人员和中高级电工阅读，也适合相关院校的电气、自动化、机电一体化、应用电子技术等专业的学生用于自学和参考。

目录

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讲　认识西门子MM4系列变频器
第2讲　MM4系列变频器的快速调试与参数设置
第3讲　MM4系列变频器的PID控制功能
第4讲　MM4系列变频器的高级功能
第5讲　MM4系列变频器与S7-200 PLC进行通信
第6讲　MM4系列变频器与S7-1200 PLC进行通信
第7讲　MM4系列变频器工程设计案例
第8讲　6SE70变频器的操作与应用
第9讲　MM4、6SE70系列变频器与PC进行通信
0讲　MM4、6SE70系列变频器与S7-300 PLC通信
1讲　G120变频器的基本操作与应用
2讲　S120变频器的基本操作与应用
3讲　变频器与HMI的通信

作者介绍

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文摘

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序言

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变频器技术革新与工业自动化升级指南 内容概述： 本书深入探讨了变频器在现代工业自动化领域的核心地位及其技术发展趋势。从变频器的基本原理、核心构成，到不同类型变频器的选型、安装、调试与维护，再到其在电力传动、工艺控制、节能降耗等方面的具体应用，本书力求为读者构建一个全面、系统且实用的变频器技术知识体系。内容涵盖了从理论基础到实践操作的各个层面，旨在帮助读者深刻理解变频器的工作机制，掌握实际应用中的关键技术，并能够灵活应对各种工业场景下的挑战，从而提升工业生产的效率、可靠性与经济性。 第一章：变频器技术的发展历程与重要性 本章将追溯变频器技术从诞生至今的发展脉络，重点介绍其在工业自动化领域扮演的关键角色。我们将分析变频器如何从最初的简单调速装置演变为如今集成了先进控制算法、通信功能和智能诊断能力的复杂系统。通过回顾变频器技术在不同历史时期的革新，例如从模拟控制到数字控制，再到如今的矢量控制和智能化控制，读者将能深刻理解其技术演进的必然性和前瞻性。 同时，本章将深入阐述变频器在现代工业中的重要性。它不仅是实现电机精确调速的基础，更是提升设备运行效率、降低能耗、优化生产过程、实现柔性制造的关键技术之一。我们将通过列举变频器在各个行业，如制造业、能源、交通、建筑等领域的典型应用案例，来直观展示其对工业升级换代的巨大推动作用。此外，本章还将探讨变频器技术与物联网（IoT）、人工智能（AI）等前沿技术的融合趋势，展望其未来的发展方向和潜在的应用场景。 第二章：变频器的工作原理与核心构成 本章将聚焦于变频器的技术内核，详细解析其工作原理和内部构成。我们将从电力电子技术的基础出发，解释变频器如何通过改变输出电源的频率和电压来控制交流电动机的转速。具体而言，将深入剖析变频器内部的几个核心环节： 整流单元（Rectifier Unit）： 介绍AC-DC转换过程，包括二极管整流和可控硅整流等技术，以及它们在不同应用场景下的优劣。 直流环节（DC Link）： 阐述平波电抗器、滤波电容等元件的作用，以及如何保证直流电压的稳定性和平滑性。 逆变单元（Inverter Unit）： 详细介绍IGBT、MOSFET等功率器件在PWM（脉冲宽度调制）技术中的应用，以及它们如何生成不同频率和幅度的交流电压。 控制单元（Control Unit）： 讲解微处理器、DSP等控制核心的功能，包括接收指令、执行控制算法、实现过压/过流保护等。 我们将以图文并茂的方式，展现变频器内部的电路结构和信号流程，力求使读者能够清晰地理解变频器能量转换和控制过程的每一个细节。此外，本章还将介绍几种主流的变频器控制策略，如V/f控制、矢量控制（包括无速度传感器矢量控制和有速度传感器矢量控制）以及伺服控制等，并分析它们各自的特点、适用范围和性能优势。 第三章：变频器的选型原则与参数配置 高效、准确的变频器选型是保障系统稳定运行和实现预期性能的关键。本章将系统性地介绍变频器的选型原则，并指导读者如何根据实际应用需求进行合理的参数配置。 选型原则方面，我们将重点关注以下几个关键要素： 负载特性分析： 详细讲解不同类型的负载，如恒转矩负载（输送带、挤出机）、恒功率负载（卷取机、卷绕机）和风机水泵类负载（二次方转矩负载），以及如何根据负载特性选择合适容量和类型（如通用型、专用型）的变频器。 电机参数匹配： 明确变频器的额定功率、额定电压、额定电流与所驱动电机参数之间的匹配关系，以及如何考虑电机启动特性和过载能力。 工作环境要求： 考虑变频器在安装场所的温度、湿度、海拔、污染程度等环境因素，选择符合防护等级（IP等级）和工作范围的变频器。 电源条件： 分析输入电源的电压波动、频率稳定性等因素，确保变频器能够稳定可靠地工作。 控制精度与响应速度： 根据工艺要求，确定所需的调速精度、动态响应速度和定位精度，进而选择合适的控制方式和型号。 功能扩展性： 考虑未来系统升级或功能扩展的可能性，预留通信接口、扩展模块等，选择具有良好兼容性和可扩展性的变频器。 参数配置方面，本章将深入讲解以下重要参数： 基本参数： 如额定输出频率、额定输出电压、额定输出电流、载波频率等。 电机参数设置： 包括额定电压、额定频率、额定转速、极数、额定功率、功率因数等，这是实现精确控制的基础。 加减速时间设置： 如何根据负载惯量和工艺要求，设置合理的加减速时间，避免机械冲击和过载。 过载保护设置： 详细讲解过载能力（如150% 60秒，120% 120秒）、过载保护电流和时间常数的设定，确保电机和变频器的安全运行。 限速设置： 如何设置最高运行频率和最低运行频率，以保护设备和满足工艺要求。 PID控制参数设置： 对于闭环控制系统，将详细讲解PID（比例-积分-微分）参数的整定方法，以实现精确的闭环控制。 通信参数设置： 如波特率、数据位、停止位、校验位等，用于实现与PLC或其他上位机的通信。 保护与报警参数设置： 如过压、欠压、过流、过温、相序保护等，以及报警延时和复位方式的设置。 通过本章的学习，读者将能够系统性地掌握变频器的选型方法，并能够根据实际应用需求，对变频器进行精细化的参数配置，从而最大化变频器的性能和可靠性。 第四章：变频器的安装、调试与维护 本章将提供一套系统性的变频器安装、调试与维护指南，帮助读者顺利完成变频器的部署和日常管理工作。 安装部分，我们将强调以下关键点： 安装环境要求： 详细说明变频器应安装在通风良好、干燥、无腐蚀性气体、无油污、无过多粉尘的环境中，并达到要求的防护等级。 安装位置与空间： 强调为变频器预留足够的散热空间，避免与其他发热设备过于接近，并考虑操作和维护的便利性。 电源线与电机线的连接： 详细讲解接地要求、线缆选择、端子连接规范，以及如何区分主回路和控制回路的接线，强调屏蔽线的正确使用，以减少电磁干扰。 控制信号与通信接口连接： 规范各种控制信号（如启停、正反转、多段速、模拟量输入等）和通信接口（如RS485、Profibus等）的接线方法，确保信号传输的准确性。 接地措施： 重点强调良好的接地是减少电磁干扰、保障人身安全的重要措施，讲解变频器、电机、控制柜等的接地要求。 调试部分，我们将提供一套标准化的调试流程： 通电前检查： 详细列出通电前需要进行的各项检查，包括接线是否正确、螺丝是否紧固、绝缘是否良好等。 空载调试： 在不连接负载的情况下，进行初步的通电测试，检查变频器显示是否正常，电机能否按照指令启动、停止，以及是否有异常报警。 参数初始化与基本参数设置： 介绍如何将变频器恢复到出厂设置，并根据电机铭牌和负载特性，设置最基本的电机参数、加减速时间等。 空载运行与参数微调： 在空载状态下，通过手动或自动调谐（如果变频器支持），对变频器的控制参数进行初步调整，观察电机的运行状态。 带载调试： 逐步增加负载，观察变频器和电机的运行情况，并根据实际运行数据，进一步优化PID参数、过载保护参数等。 功能测试： 对变频器的各种特殊功能进行测试，如多段速、外部端子控制、通信控制、PID控制等，确保其功能正常。 记录与归档： 强调记录调试过程中所有的关键参数设置和运行数据，为日后的维护提供参考。 维护部分，我们将强调预防性维护的重要性，并介绍日常维护和故障排除的技巧： 日常检查： 包括观察变频器运行指示灯、屏幕显示、听取运行声音，检查是否有异常发热、异味等。 清洁与散热： 定期清洁变频器的散热风扇和散热片，保持通风口的畅通，避免灰尘堆积影响散热。 紧固检查： 定期检查所有接线端子、安装螺丝是否松动。 环境监测： 监控安装环境的温湿度，确保其在变频器允许的范围内。 定期校准： 对于需要精确控制的模拟量输入/输出，可能需要定期进行校准。 故障诊断与排除： 介绍变频器常见的报警代码及其含义，并提供相应的故障排除步骤，如电源问题、过载问题、电机故障、控制信号故障等。 备件管理： 建议根据变频器的使用情况，储备一些易损件，如风扇、电容等。 技术升级与软件更新： 关注变频器厂商发布的新固件和软件更新，适时进行升级，以获得更好的性能和功能。 通过本章的学习，读者将能够建立起一套科学、有效的变频器安装、调试和维护体系，最大限度地延长变频器的使用寿命，确保工业生产的连续性和稳定性。 第五章：变频器在工业自动化中的典型应用 本章将通过一系列详实的案例，展示变频器在各个工业领域的广泛应用及其带来的显著效益。我们将深入剖析变频器如何解决具体工业场景下的技术难题，并实现自动化升级。 机械制造领域： 机床主轴与进给系统： 讲解变频器如何实现机床主轴的无级调速，以适应不同加工工艺的要求，提高加工精度和表面质量。介绍其在数控机床（CNC）中的应用，实现高精度定位和速度控制。 起重与搬运设备： 阐述变频器在起重机、行车、输送带等设备中的应用，实现平稳的启动和停止，精确的起升/下降速度控制，以及重载启动性能的提升，有效降低机械磨损。 注塑机与压铸机： 分析变频器如何优化注塑机的螺杆驱动和合模机构，实现精确的注射速度和保压压力控制，提高产品合格率，降低能耗。 包装机械： 介绍变频器在包装生产线上的应用，如包装速度的自动调整、精确的定位切断、多轴联动控制等，提高生产效率和包装精度。 能源与电力领域： 水泵与风机系统（HVAC）： 重点讲解变频器在水泵和风机系统中的节能潜力。通过根据实际流量或压力需求，动态调整水泵和风机的转速，而非简单地通过阀门节流，可以实现显著的节能效果（例如，风机水泵类负载的转速与功耗呈三次方关系）。 发电厂辅助设备： 介绍变频器在电厂锅炉给水泵、循环水泵、送风机、引风机等设备中的应用，提高运行效率，降低维护成本。 石油与天然气行业： 探讨变频器在钻井平台、油田抽油机、输油管道泵等设备中的应用，实现复杂工况下的稳定运行和精确控制。 化工与冶金领域： 化工搅拌与混合设备： 分析变频器如何根据物料特性和工艺要求，精确控制搅拌器的转速，优化混合效果，提高生产效率。 输送与提升设备： 介绍变频器在矿山、冶金行业中的皮带输送机、斗式提升机等设备中的应用，实现平稳的物料输送，减少物料损耗。 轧机与挤出机： 阐述变频器在冶金行业轧机和化工行业挤出机中的关键作用，实现高精度、宽范围的转速控制，以满足不同产品的生产需求。 楼宇自动化与城市基础设施： 电梯系统： 详细介绍变频器在电梯控制中的应用，实现平稳舒适的起停，精准的楼层定位，以及节能运行。 供水与排水系统： 探讨变频器如何优化城市供水管网和污水处理系统的水泵运行，实现恒压供水，减少水锤效应，降低能耗。 中央空调系统： 结合HVAC应用，再次强调变频器在楼宇中央空调系统中的节能作用，通过按需调节风量和水量，显著降低建筑物的能源消耗。 第六章：变频器的节能技术与环保效益 本章将深入探讨变频器在实现工业节能降耗方面的核心价值，并分析其对环境保护的积极意义。 节能技术方面，我们将聚焦于以下几个核心方面： 变频调速原理与节能机理： 再次强调变频调速与传统调速方式（如阀门节流、滑差调速）在节能上的根本区别。通过改变输出频率来匹配负载需求，避免了能量的无谓消耗。 风机水泵类负载的节能： 详细计算和展示变频器在风机水泵类负载上的节能效果，通过举例说明，让读者理解其“三次方”节能效应。 恒转矩负载的节能： 分析变频器在恒转矩负载上的节能应用，如通过优化启动过程、减少冲击来延长设备寿命，以及在低速运行时节省电能。 动态节能技术： 介绍变频器内部的节能模式（如经济运行模式、休眠模式）和智能节能策略，以及如何通过PID闭环控制，实现更精细化的能耗管理。 再生制动技术： 讲解变频器在需要频繁减速或负载具有再生能量特性的场合，如何利用再生制动技术将制动时产生的能量回馈给电网，进一步提高能源利用效率。 多机联动节能： 探讨在多台电机协同工作的场景下，如何通过变频器实现整体系统的能耗优化。 谐波抑制技术与节能： 分析变频器工作过程中产生的谐波对电网的影响，并介绍如何通过滤波器、多脉冲整流等技术来抑制谐波，减少线路损耗，间接达到节能目的。 环保效益方面，我们将从以下角度进行阐述： 降低碳排放： 通过显著的电能节约，直接转化为减少化石燃料的消耗，从而降低二氧化碳等温室气体的排放，为应对气候变化做出贡献。 减少污染物排放： 间接减少化石燃料燃烧过程中产生的SO2、NOx、PM2.5等污染物，改善空气质量。 降低噪音污染： 变频调速相比传统的机械调速方式，通常运行更平稳，噪音更低，尤其是在风机水泵类应用中，显著降低了运行噪音。 延长设备寿命，减少资源消耗： 变频器平稳的启停和精确的控制，可以显著减少对电机、齿轮箱等机械部件的冲击和磨损，延长设备使用寿命，减少了设备更换频率，从而节约了制造过程中所需的原材料和能源。 提高资源利用效率： 变频器能够更精确地控制生产过程，减少了废品率，提高了原材料的利用效率。 推动绿色制造： 变频器作为提升工业自动化水平和能效管理的关键技术，是实现绿色制造、可持续发展的重要支撑。 本章旨在让读者深刻认识到，选择和应用变频器不仅仅是提升生产效率的技术手段，更是践行节能减排、履行社会责任、推动可持续发展的必由之路。 第七章：变频器与其他工业自动化技术的集成与发展趋势 本章将放眼未来，探讨变频器与其他工业自动化技术的集成现状，以及变频器技术未来的发展趋势。 集成方面，我们将重点关注： 变频器与PLC（可编程逻辑控制器）的集成： 详细介绍变频器如何作为PLC的从站设备，通过现场总线（如Modbus RTU/TCP, Profibus DP/EtherNet/IP, PROFINET等）与PLC进行高效通信，实现复杂的自动化控制系统。分析PLC如何发送控制指令、接收变频器状态信息，以及如何协同工作完成生产任务。 变频器与HMI（人机界面）的集成： 讲解变频器如何通过HMI提供直观的监控界面，方便操作人员进行参数设置、工艺调整、故障诊断和数据记录。介绍HMI在变频器远程监控和管理中的作用。 变频器与SCADA/MES系统的集成： 探讨变频器如何将运行数据上传至SCADA（数据采集与监视控制系统）和MES（制造执行系统），为生产过程的实时监控、数据分析、能耗管理、设备维护和生产优化提供决策支持。 变频器与伺服系统的比较与结合： 分析变频器和伺服系统在控制精度、动态响应、成本等方面的差异，以及它们在不同应用场景下的适用性。介绍在某些高端应用中，变频器与伺服系统协同工作，实现更高要求的运动控制。 变频器与物联网（IoT）的结合： 探讨变频器如何接入工业互联网平台，实现远程监控、预测性维护、故障诊断和智能优化。介绍基于IoT的变频器管理和云端服务。 发展趋势方面，我们将展望变频器技术的未来： 智能化与数字化： 强调变频器将更加智能化，集成更多的AI算法，实现更高级别的自诊断、自适应、自优化功能。数字化将体现在更丰富的数据采集、分析和可视化能力上。 集成化与小型化： 变频器将朝着更高集成度、更小体积、更低功耗的方向发展，以适应日益增长的分布式控制和空间受限的应用需求。 高性能与高精度： 随着控制算法的不断进步和功率器件性能的提升，变频器将提供更高的控制精度、更快的动态响应和更强的负载适应能力，以满足精密制造等领域的需求。 绿色化与可持续性： 持续关注节能技术的研发，例如更高效率的功率器件、更优化的再生制动技术，以及对环境友好材料的应用。 网络化与通信能力： 变频器将支持更广泛、更高速的通信协议，实现更紧密的系统集成和更灵活的远程控制。 功能模块化与定制化： 提供更加模块化的设计，方便用户根据实际需求进行功能选配和定制，降低成本并提高适用性。 安全性的提升： 随着网络化程度的提高，变频器的网络安全防护能力将得到进一步加强。 通过本章的分析，读者将能够对变频器技术的发展方向有一个清晰的认识，并能够为未来的技术选型和应用规划做好准备。 结论： 本书系统地介绍了变频器在工业自动化领域的核心技术、应用实践和发展趋势。通过对变频器原理、选型、安装调试、维护以及在各行业的具体应用进行深入剖析，旨在为读者提供一套全面、实用的知识体系。我们相信，掌握变频器技术，理解其节能环保的价值，并关注其未来的发展方向，对于每一位投身于工业自动化领域的工程师、技术人员以及相关从业者都至关重要。希望本书能够成为您在变频器应用道路上的得力助手，助您在技术革新和产业升级的浪潮中，不断探索，不断前行。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在生产一线工作的技术工人，平时接触的设备很多，其中西门子变频器也算是比较常见的。虽然工作中会用到，但对其内部的工作原理、参数设置以及故障排除，我一直感到有些力不从心。很多时候，遇到问题只能依靠经验或者请教更资深的同事，这不仅效率不高，也限制了我的技术提升。我一直想找一本既能解释原理，又能提供实际应用技巧的书籍。这本书的出现，正好弥补了我这方面的知识空白。我注意到这本书强调“应用”，这意味着它不会仅仅停留在理论层面，而是会结合实际操作，给出具体的指导。这对于我来说至关重要，因为我更关心如何在实际工作中解决问题，如何更高效地使用设备。我希望这本书能够讲解一些常用的变频器型号、参数的含义和调整方法，以及一些典型的应用场景和案例分析。如果能有附带的图示和流程图，那就更好了，这样更容易理解和记忆。总而言之，我期待这本书能帮助我打下坚实的变频器应用基础，提升我的工作技能。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对工业自动化技术充满热情，但非专业背景的爱好者。我一直对驱动和控制领域抱有浓厚的兴趣，尤其是变频器这类能够精确控制电机转速和扭矩的设备。然而，市面上关于变频器的书籍，要么过于晦涩难懂，要么缺乏系统性。这本书的出现，为我提供了一个非常好的学习机会。我被“零起点”和“应用”这两个关键词所吸引，这意味着它不会假设读者有深厚的理论基础，而是会从最基础的概念讲起，并侧重于实际操作和解决问题的方法。我希望这本书能够详细介绍不同系列西门子变频器的特点和适用范围，以及在不同行业和设备中的具体应用案例。如果书中能够包含一些实际操作的指导，比如如何连接外部控制信号，如何设置多段速，如何进行简单的故障诊断，甚至如何通过上位机软件进行监控，那将是非常宝贵的。我希望这本书能让我对西门子变频器有一个全面而深入的认识，并激发我进一步探索自动化技术的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

作为一名电气工程师，我时常需要接触各种类型的变频器，而西门子品牌在其中占据了重要地位。虽然我有一定的基础，但我一直觉得在对西门子变频器的理解上，还存在一些系统性的缺失，特别是在一些更深入的应用和高级功能的调试方面。我一直在寻找一本能够系统梳理西门子变频器知识，并且能够提供详实应用技巧的书籍。这本书的书名《零起点学西门子变频器应用》虽然听起来是面向初学者，但我相信其内容的扎实程度足以让我这个有经验的工程师也能从中受益。我希望书中能够详细讲解西门子变频器的硬件结构、通信协议，以及不同型号变频器的区别和选型指南。更重要的是，我期待书中能有关于变频器在实际工程项目中如何集成、如何进行详细的参数设置和优化、以及如何进行高级功能的实现，比如PID控制、多轴同步等。如果书中能结合一些实际案例，提供详细的调试步骤和注意事项，那将对我的工作大有裨益，帮助我提升在变频器应用领域的专业能力。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，对工业自动化领域充满了好奇，尤其是西门子变频器，这个在机械领域应用广泛的设备，总让我觉得神秘莫测。我不是科班出身，对电气原理和控制理论也只是略知一二，所以一直想找一本能够让我从零开始，系统学习变频器知识的书籍。在书店里翻阅了不少，很多书要么过于理论化，要么篇幅太短，难以深入。直到看到这本书，它的书名就深深吸引了我——“零起点学西门子变频器应用”。这个“零起点”的承诺，对于我这样的初学者来说，无疑是一剂强心针。我尤其看重作者的专业背景和出版社的权威性，李方园老师和机械工业出版社的组合，让我对这本书的专业性和可靠性充满了信心。拿到书后，我迫不及待地翻阅，初步感受到了它的编排逻辑和内容深度，感觉它应该能够满足我学习的需求，把我从对变频器的“一窍不通”变成“略知一二”，甚至未来能够进行一些简单的应用和调试。我对这本书寄予了很高的期望，希望它能成为我学习之路上的引路人。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚毕业的大学生，在自动化专业学习期间，虽然接触过变频器，但感觉课堂上的知识比较零散，而且侧重于理论推导。我一直觉得，想要真正掌握一项技能，还需要更多的实践经验和更贴近实际应用的指导。我了解到西门子变频器在工业界有着举足轻重的地位，所以我想通过阅读一本专业的书籍，来系统地学习它的知识。这本书的书名《零起点学西门子变频器应用》正是我所需要的，它表明了作者的教学目标是面向初学者，并且强调了“应用”的重要性。我特别关注书中是否能够清晰地讲解变频器的基本工作原理，例如V/f控制、矢量控制等，以及如何进行参数的初始化和基本设置。另外，对于一些常见的故障模式和排除方法，我也很希望能有详细的介绍，这对于我将来进入实际工作岗位非常有帮助。我期待这本书能够给我提供一个完整的学习框架，让我能够从理论到实践，逐步深入地了解西门子变频器的奥秘。