通信与控制系统集成与维护技术/技能大赛实战丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘英霞 编

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• 集成技术
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店铺： 博库网旗舰店

出版社： 电子工业

ISBN：9787121336669

商品编码：29782322174

开本：16

出版时间：2018-05-01

基本信息

• 商品名称：通信与控制系统集成与维护技术/技能大赛实战丛书
• 作者：编者:刘英霞
• 定价：49.8
• 出版社：电子工业
• ISBN号：9787121336669

其他参考信息（以实物为准）

• 出版时间：2018-05-01
• 印刷时间：2018-05-01
• 版次：1
• 印次：1
• 开本：16开
• 包装：平装
• 页数：246
• 字数：410千字

内容提要

《通信与控制系统集成与维护技术》是一门集技术性、创新性、应用性于一体的特色课程。紧紧围绕数据通信与智能控制技术，以高速铁路为行业背景，以通信与控制系统（高铁）集成与维护技能大赛操作平台为载体，旨在培养职业院校学生的设备安装与调试、系统运行与故障检测、综合应用能力及实际解决问题的能力，以不断适应高铁行业的人才需求。根据胜任职业岗位和完成典型工作任务需要的素质、知识、能力要求，结合职业资格标准，教材设计了轨道继电器安装与检测、通信网络配置与调试、高铁进出站控制设计与实现、高铁室内温度显示与控制实现、区间行驶模式下的通信与控制实现、高铁列车运行通信与控制实现6个学习项目。学习项目基于工作过程导向编制内容，任务设计体现做中学、学中做，调动学生学习的主动性和积极性，能够自主完成各环节的工作和学习任务，同时注重培养学生的职业素养，促进德技并修、全面发展。

目录

目录
项目1 轨道继电器安装与检测1
任务1.1 认识轨道继电器2
任务1.2 轨道继电器安装与检测9
任务1.3 轨道继电器故障定位与排除20
项目小结28
项目2 通信网配置与测试30
任务2.1 有线网络配置与测试30
任务2.2 RS-485串口通信网络配置与测试40
任务2.3 Wi-Fi通信网络配置与测试53
任务2.4 GPRS通信网络配置与测试61
任务2.5 平台局域网搭建与测试72
项目小结82
项目3 高铁进出站控制设计与实现84
任务3.1 控制信号灯设计与实现85
任务3.2 控制进出站轨道变轨设计与实现108
任务3.3 PLC控制高铁开关门设计与实现118
项目小结134
项目4 高铁室内温度显示与控制实现136
任务4.1 人机交互界面设计与通信实现137
任务4.2 温度显示与风机手动控制实现147
任务4.3 温度自动控制设计与实现165
项目小结178
项目5 区间行驶模式下的通信与控制实现180
任务5.1 高铁列车区段检测与信息采集180
任务5.2 轨道电路信号机控制191
任务5.3 控制中心传感器数据采集与显示199
任务5.4 列车执行机构的控制207
项目小结213
项目6 高铁列车运行通信与控制实现217
任务6.1 正常状况下高铁列车运行通信与控制实现217
任务6.2 故障状况下高铁列车运行通信与控制实现223
任务6.3 雨雪状况下高铁列车运行通信与控制实现229
项目小结235
附录一：通信与控制系统（高铁）集成与维护实训平台介绍237
附录二：通信与控制系统（高铁）集成与维护实训室建设标准与要求244
附录三：工作任务报告书247
附录四：拓展训练报告书248
参考文献249

数字世界的脉络守护者：通信与控制系统集成与维护技术精要 在这个信息爆炸、万物互联的时代，支撑起我们现代生活方方面面的，是那一套套错综复杂却又高效运转的通信与控制系统。从我们手中滑动着的智能手机，到工厂车间里精准执行指令的自动化生产线，再到城市交通的智能调度，乃至国家关键基础设施的稳定运行，都离不开通信网络和控制技术的无缝对接与可靠保障。而将这些庞大而精密的系统从概念转化为现实，并确保其在长久的运行中保持最佳状态的，正是掌握了“通信与控制系统集成与维护技术”的专业人才。 本书，并非一本单纯的理论堆砌，更不是一本枯燥的教科书。它是一本实战导向的指南，旨在为你揭示数字世界幕后默默奉献的“脉络守护者”所需要具备的核心知识与技能。本书将深入浅出地剖练析通信与控制系统从设计、构建、集成到日常运行、故障排除、优化升级的全生命周期管理。它将带你走进一个充满挑战与机遇的领域，让你理解如何将看似独立的通信技术和控制技术巧妙地融合，构建出稳定、高效、安全的智能化系统。 第一篇：通信系统的基石——连接的艺术 通信，是信息传递的动脉。在本篇中，我们将首先为你勾勒出现代通信系统的宏观图景。你将了解到从基础的物理层传输介质（如光纤、铜缆、无线电波）到抽象的网络协议栈（TCP/IP、OSI模型等）的演进历程和核心原理。我们将深入探讨不同通信技术的特点与应用场景，例如： 有线通信技术： 以太网的原理与配置，光纤通信的优势与关键技术（如DWDM），以及电话通信网络的基础架构。 无线通信技术： 从早期的GSM、CDMA到如今的4G、5G，以及Wi-Fi、蓝牙等短距离无线技术，我们将解析其频谱利用、编码调制、多址接入等关键技术，并讨论其在物联网、移动通信等领域的广泛应用。 网络架构与拓扑： 理解客户端-服务器模型、点对点网络、星型、总线型、环型等网络拓扑结构的优缺点，以及它们如何影响网络的性能和可靠性。 网络协议与标准： 深入剖析TCP/IP协议族的工作机制，理解IP地址、子网掩码、网关、DNS等关键概念，掌握HTTP、FTP、SMTP等应用层协议的功能，并了解不同行业通信标准（如工业以太网、Modbus等）的重要性。 网络安全基础： 探讨常见的网络攻击手段（如DDoS、SQL注入、XSS等），以及防火墙、VPN、加密技术、访问控制等基本的网络安全防护措施。 在理解了通信系统的基本原理之后，我们将进一步关注其“集成”的关键环节。这意味着将不同的通信设备、协议和网络连接起来，形成一个协同工作的整体。你将学习到： 网络设备配置与管理： 如何配置路由器、交换机、防火墙等网络设备，掌握CLI（命令行接口）和GUI（图形用户界面）两种配置方式。 IP地址规划与管理： 理解IPv4和IPv6的地址分配方式，学习子网划分技术，以及如何进行IP地址的有效管理和避免冲突。 VLAN（虚拟局域网）技术： 掌握VLAN的划分原理和配置方法，理解其在网络隔离、安全性和管理方面的优势。 路由协议： 了解静态路由和动态路由（如RIP、OSPF、BGP）的基本原理，以及它们如何实现不同网络之间的通信。 网络监控与诊断： 学习使用Ping、Traceroute、Netstat等工具进行网络连通性测试和路径分析。掌握SNMP（简单网络管理协议）在网络设备监控中的应用。 第二篇：控制系统的智慧——指令的执行者 控制系统，则是赋予设备“智慧”并使其按照预定意图执行任务的神经中枢。本篇将聚焦于控制系统的核心概念、组成部分以及其在各个领域的广泛应用。你将深入了解： 控制系统的基本构成： 理解传感器（感知环境）、控制器（决策分析）和执行器（执行动作）这三大核心要素，以及它们之间的反馈与前馈机制。 反馈控制理论基础： 学习PID（比例-积分-微分）控制算法的原理，理解其在稳定系统、消除误差方面的作用，并了解不同参数的调整对系统性能的影响。 数字控制与模拟控制： 比较数字控制和模拟控制的优劣，理解采样定理、量化误差等数字控制特有的概念。 PLC（可编程逻辑控制器）： 这是工业自动化领域的核心设备。你将学习PLC的硬件结构、指令系统（梯形图、指令表、语句表、结构化文本等），以及如何编写程序实现复杂的逻辑控制。 DCS（分布式控制系统）： 了解DCS的架构特点，它如何实现对大型、复杂过程的集中监控和分散控制，以及其在电力、化工等行业的应用。 SCADA（数据采集与监控系统）： 学习SCADA系统如何实现对生产过程数据的实时采集、显示、报警和远程控制，以及其在能源、水务等基础设施领域的关键作用。 机器人与自动化设备控制： 探讨工业机器人、AGV（自动导引车）等自动化设备的运动控制、路径规划和人机交互技术。 传感器与执行器的选型与应用： 学习如何根据具体的控制需求，选择合适的传感器（温度、压力、流量、位置等）和执行器（电机、阀门、继电器等）。 在本篇的“集成”部分，我们将探讨如何将复杂的控制逻辑有效地部署到硬件平台，并与通信系统实现数据交互： PLC与上位机通信： 学习如何通过各种通信接口（如RS-232、RS-485、以太网）将PLC与HMI（人机界面）、SCADA系统连接，实现数据交换和远程监控。 工业现场总线技术： 深入了解Profibus、Profinet、EtherNet/IP等工业现场总线协议，它们如何实现现场设备之间的实时、可靠通信。 数据采集与处理： 学习如何从传感器读取数据，并进行滤波、校准、量化等预处理，为控制算法提供准确的输入。 执行器控制指令生成： 理解控制算法输出的控制信号如何转化为驱动执行器的具体指令。 第三篇：集成之巅——系统协同的力量 通信与控制系统的集成，是将前两篇所学的知识融会贯通，实现二者无缝协作的关键。一个成功的集成项目，能够显著提升系统的整体性能、可靠性和智能化水平。本篇将聚焦于集成过程中的挑战与解决方案： 系统需求分析与设计： 强调在项目初期，如何准确理解客户需求，进行系统架构设计，明确通信协议、数据接口、控制逻辑等关键参数。 硬件选型与匹配： 如何根据系统功能需求、性能指标、成本预算等因素，选择合适的通信设备、控制器、传感器和执行器，并确保它们之间的兼容性。 软件开发与集成： 学习不同应用软件（如组态软件、PLC编程软件、数据库软件）之间的接口开发和数据交互，以及如何构建统一的用户界面。 网络协议的互联互通： 解决不同通信协议之间的转换问题，例如如何让Modbus设备与TCP/IP网络通信。 工业物联网（IIoT）架构： 了解IIoT的概念，它如何将工业设备连接到互联网，实现远程监控、预测性维护和智能决策。 云平台与边缘计算： 探讨如何利用云平台进行数据存储、分析和应用部署，以及边缘计算如何在本地实现实时处理和快速响应。 系统集成中的标准化： 强调遵循行业标准和规范的重要性，以确保系统的可扩展性、互操作性和长期维护性。 集成项目的风险管理： 识别在集成过程中可能遇到的风险（如兼容性问题、性能瓶颈、安全漏洞），并制定相应的规避和应对策略。 第四篇：维护与优化——系统的生命周期保障 任何系统都需要持续的维护和优化才能保持最佳运行状态。本篇将为你提供一套完整的系统维护与故障排除的实用方法论： 预防性维护： 学习如何制定维护计划，进行设备定期检查、清洁、润滑和参数校准，以预防潜在故障的发生。 故障诊断与排除： 掌握系统性故障分析方法，从现象入手，逐步缩小故障范围，定位故障点。学习使用专业的诊断工具和软件。 常见故障分析： 深入分析通信故障（如信号丢失、数据错误、通信中断）和控制故障（如执行器失灵、控制精度下降、逻辑错误）的典型原因和解决方法。 备件管理与更换： 了解备件的种类、库存管理和紧急更换流程，以最大程度地缩短系统停机时间。 系统性能监控与调优： 学习如何通过各种指标（如网络延迟、响应时间、资源利用率）监控系统性能，并根据监控结果进行参数调整和优化，以提高系统效率和稳定性。 系统升级与改造： 掌握在不影响当前系统运行的前提下，进行硬件或软件升级的策略和方法。 文档记录与知识传承： 强调维护过程中详细记录故障信息、处理过程和解决方案的重要性，建立知识库，方便日后查询和学习。 安全维护： 关注系统的安全漏洞，及时更新补丁，并定期进行安全审计，确保系统免受网络攻击。 远程维护与支持： 学习如何利用远程工具实现对设备的诊断、配置和故障排除，提高维护效率，降低差旅成本。 本书的特色与价值： 本书的编写，力求将深厚的理论知识与丰富的实际案例相结合。我们不回避技术细节，但更注重原理的阐释和实际操作的指导。书中将穿插大量的实际操作指南、故障排除场景分析、项目实施经验分享，帮助读者快速掌握解决实际问题的能力。 如果你是一名在校学生，渴望了解通信与控制系统集成与维护的广阔天地，本书将为你铺就坚实的学习之路。 如果你是一名初入职场的工程师，希望快速提升自己在该领域的专业技能，本书将是你不可多得的实践助手。 如果你是一名经验丰富的技术人员，想要拓宽视野，掌握更先进的集成与维护技术，本书也将为你提供宝贵的参考。 掌握通信与控制系统集成与维护技术，意味着你将成为数字时代不可或缺的关键力量，你将是连接世界、驱动未来的重要推手。让我们一起翻开这本书，踏上这场精彩的探索之旅，成为一名卓越的数字世界脉络守护者！

评分☆☆☆☆☆

这本《通信与控制系统集成与维护技术/技能大赛实战丛书》简直是为我们这些在实际工程中摸爬滚打的工程师量身定做的指南。我最近参与了一个大型工业自动化项目的调试工作，涉及到复杂的网络架构和实时控制算法的协同。在项目初期，我们遇到的最大的障碍就是如何将不同厂商的设备进行无缝集成，并且保证系统在高速数据交换下的稳定性。市面上很多教材都停留在理论层面，而这本书的优势在于它非常贴近实战。它没有过多地纠缠于晦涩的数学公式，而是直接切入到实际的故障排查流程和系统优化策略。尤其是关于Profibus和EtherCAT协议在复杂环境下的兼容性处理章节，作者详尽地分析了常见的冲突点以及对应的硬件和软件层面的解决方案，这对于我们解决那些“玄学”问题提供了极大的帮助。每次遇到棘手的集成难题，翻开这本书，总能找到一些启发性的思路，让我能够跳出固有的思维定式，从更宏观的角度去看待问题。它不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的老前辈在身边指导，那种亲切感和实操性是我在其他同类书籍中从未体会到的。

评分☆☆☆☆☆

从一个初入行技术人员的角度来看，这本书的语言风格非常平易近人，但绝不流于肤浅。很多技术细节的处理得极为到位，特别是关于不同通信协议间数据帧格式差异的对比分析部分，做得非常细致。我过去总是混淆Modbus TCP和UDP在数据校验上的区别，以及它们在实际网络负载下的性能差异。这本书通过大量的图示和对比表格，将这些容易混淆的概念掰开了揉碎了讲清楚。更棒的是，它似乎预见到了学习者在实际操作中会遇到的所有“坑”。比如在进行PLC程序在线调试时，如何安全地修改关键参数而不影响正在运行的生产线，书里专门提供了一套详细的“安全变更清单”和操作规范。这对于培养严谨的工作习惯至关重要，它不仅仅是教你“做什么”，更是教你“如何以正确的方式去做”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远超出了它的定价。我注意到书中的许多案例都取材于国内顶级的工业控制和通信竞赛。这些竞赛本身就是对当前最前沿技术和最严峻工程挑战的集中体现。因此，书中涉及的技术点，比如时间敏感网络（TSN）在实时控制中的应用、基于虚拟仪表的远程监控架构搭建，都具有很强的超前性和实用性。对于我们这些肩负着技术升级和系统迭代任务的团队来说，它就像是一份技术路线图。我们部门最近正在进行老旧DCS系统的现代化改造，书中关于异构系统数据透明化传输的章节，提供了一个非常实用的中间件选型和接口设计参考。我们采纳了其中关于数据冗余和容错机制的建议，成功地在新旧系统切换过程中，实现了零停机时间的目标。这直接为公司节省了可观的生产损失，这本“丛书”带来的经济效益是立竿见影的。

评分☆☆☆☆☆

我必须强调这本书在“系统集成”维度上的深度。现在的控制系统早已不是孤立的PLC或RTU，它是一个高度互联的复杂生态。这本书最让我印象深刻的是对“集成思维”的培养。它不是简单地介绍各个子系统的技术规格，而是着重讲解了如何将这些子系统——从传感器层到SCADA层——编织成一个高效、可维护的网络。尤其是关于网络拓扑设计在抗电磁干扰方面的考虑，书中的分析非常到位，结合了实际工程中的电磁兼容性（EMC）标准。它提供了一套从物理层布线规范到逻辑层安全隔离的完整策略。对于那些负责设计全新自动化产线的人员来说，这本书提供的架构设计思路，能有效避免未来维护时遇到的系统耦合性高、难以升级的弊病。它引导我们构建的是一个具有生命力和可扩展性的智能系统，而非一个僵硬的、一次性的解决方案。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对技术书籍通常抱有一种审慎的态度，因为很多所谓的“实战”丛书，内容往往是拼凑的、缺乏系统性的。但这次阅读《通信与控制系统集成与维护技术/技能大赛实战丛书》的体验完全颠覆了我的认知。这本书的编排逻辑非常清晰，从基础概念的梳理到复杂的系统级联，每一步都设计得如同在参加一场精心策划的技能大赛。我特别欣赏其中关于“快速诊断与恢复”的模块。在真实的维护场景中，时间就是一切，你没有太多时间去查阅厚厚的标准文档。这本书提供了一套高效的“If-Then”决策树，比如当控制回路出现周期性抖动时，按照书中的步骤，可以迅速锁定是传感器漂移、I/O卡响应延迟，还是PLC程序逻辑冲突。这种结构化的思维训练，对于提升我们现场工程师的应急响应能力有着质的飞跃。它教会的不是具体的某一个参数设置，而是如何去“思考”故障本身，这才是真正的核心竞争力所在。