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出版者:机械工业出版社

作者:崔凤奎

出品人:

页数:164

译者:

出版时间:2004-8

价格:18.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111135722

丛书系列:

图书标签:

• 1
• 机械设计
• UG
• CAD/CAM
• 工程制图
• 机械工程
• 计算机辅助设计
• 数控编程
• 模具设计
• 产品设计
• 工业设计

《工业自动化系统集成与应用》 图书简介 本书系统阐述了现代工业自动化领域的前沿技术、核心理论与工程实践，旨在为读者提供一套全面、深入且具备高度实操性的知识体系。我们聚焦于当前智能制造背景下，自动化系统设计、集成、调试与维护的关键环节，尤其侧重于如何将离散控制系统、过程控制系统与上层信息管理系统（MES/ERP）进行有效协同，构建柔性化、高效能的智能工厂。 第一部分：自动化系统基础架构与核心组件 本部分为理解复杂自动化系统奠定坚实的理论基础。首先，我们将从系统论的角度解析自动化系统的基本构成要素——传感器、执行器、控制器和人机界面（HMI）。详细剖析各类传感器（包括但不限于光学、电磁、压力、温度及视觉传感器）的工作原理、选型标准和抗干扰技术。 随后，重点深入PLC（可编程逻辑控制器）技术。我们不仅涵盖主流品牌（如西门子 S7 系列、罗克韦尔 Allen-Bradley）的硬件结构、编程语言（Ladder Diagram, Structured Text, Function Block Diagram）及其在顺序控制、运动控制中的应用，还详细介绍了如何利用先进的故障诊断和冗余系统设计来提高控制系统的可靠性。针对高速、高精度控制需求，本书专门开辟章节讲解基于实时操作系统的运动控制器（Motion Controller）的原理，包括插补算法、电子凸轮配置以及多轴同步控制策略。 HMI与SCADA系统的集成是人机交互的关键。书中详尽阐述了现代HMI的设计哲学，强调用户体验（UX）在降低操作失误中的作用。在SCADA（数据采集与监视控制系统）层面，我们不仅讨论了数据结构、历史数据库的构建与优化，更侧重于如何通过SCADA平台实现对跨地域、跨产线设备的集中监控和远程诊断能力。 第二部分：工业网络通信与数据交互 在现代自动化架构中，高效、可靠的通信网络是实现信息高速流动的血液。本书对工业通信协议进行了全面的梳析和对比。从传统的串行通信（如RS-485, Modbus RTU）到现场总线技术（如Profibus DP/PA, Foundation Fieldbus），再到面向工业物联网（IIoT）的以太网标准（如Profinet IO, EtherNet/IP, EtherCAT），我们深入剖析了各自的时效性、实时性特点和适用场景。 特别关注EtherCAT技术，它因其卓越的同步性能和高带宽，已成为高速运动控制和分布式I/O的首选。书中提供了详细的配置步骤和网络拓扑设计指南，并探讨了时间敏感网络（TSN）技术在未来工业融合网络中的潜力。 此外，网络安全是当前工业控制系统（ICS）面临的重大挑战。本书专门设立章节，讲解了网络分段、防火墙部署、入侵检测系统（IDS）在OT（操作技术）环境中的应用，旨在帮助工程师构建纵深防御体系，保护生产数据和控制指令的安全。 第三部分：高级控制理论与算法应用 本部分超越了基础的PID控制，迈向更复杂的系统优化。我们首先复习了经典PID的局限性，继而重点介绍先进控制策略。 模型预测控制（MPC）： 详细介绍MPC的基本框架——系统辨识、约束处理和滚动优化。通过具体的化工过程和复杂机械臂案例，演示MPC如何有效处理多变量耦合和系统时滞问题。 模糊逻辑与神经网络控制： 探讨如何利用模糊逻辑处理“规则化”知识，实现对非线性、不确定系统的鲁棒控制。同时，介绍浅层神经网络在系统辨识和自适应控制中的初步应用。 伺服驱动与机器人学基础： 针对精密制造，本书深入讲解了伺服电机（包括永磁同步电机PMSM）的矢量控制（FOC）原理，并介绍了机器人运动学（正运动学、逆运动学）的基础计算，为后续的工业机器人路径规划打下基础。 第四部分：系统集成、调试与全生命周期管理 自动化工程的成功在于集成与调试。本书提供了结构化的工程实施流程，涵盖项目启动、需求分析（SOP/P&ID解读）、硬件选型与布局、软件开发与集成测试。 调试部分是本书的一大特色。我们提供了详尽的故障排除（Troubleshooting）流程图和技巧，从电气回路检查到软件逻辑调试，再到系统联调。重点讲解了“硬件在环”（HIL）和“软件在环”（SIL）仿真测试的重要性，以最小化现场调试风险。 最后，本书关注自动化系统的全生命周期管理。包括：系统文档规范化（FAT/SAT报告标准）、系统变更管理（Version Control for Automation Software）以及预测性维护（PdM）策略的引入。我们探讨了如何利用采集到的运行数据，结合数据分析工具，从“故障后维修”转向“预测性维护”，从而最大化设备综合效率（OEE）。 读者对象 本书适用于自动化、机电一体化、过程控制、电气工程等专业的本科生、研究生，以及在制造业从事自动化系统设计、编程、集成、维护和项目管理的一线工程师、技术主管和研发人员。通过学习本书，读者将能够独立承担中大型工业自动化项目的规划、实施与优化工作。

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这本书的装帧设计真是没得说，硬壳的质感拿在手里沉甸甸的，一看就是那种能经受住时间考验的经典。封面设计简约大气，黑白灰的主色调透露着一种严谨的工业美感，虽然内容我还没来得及深究，光是看到这个封面，我就已经能感受到作者对机械设计这门学科的敬畏和专业态度了。内页的纸张质量也相当不错，不是那种一摸就皱巴巴的廉价纸张，印刷的油墨均匀细腻，即便是那些复杂的工程图和示意图，线条也清晰锐利，阅读体验感直接拉满了。我尤其欣赏它在细节处理上的用心，比如书脊的锁线装订，应该能保证它在长期翻阅后也不会轻易散页，对于我们这些需要经常查阅工具书的人来说，耐用性绝对是硬指标。光是这份对实物质量的坚持，就已经让它在众多同类书籍中脱颖而出了，让人忍不住想立刻翻开，去探索这背后蕴含的知识宝藏。

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这本书的排版布局简直是一场视觉的盛宴，每一个章节的过渡都处理得极为流畅自然，完全没有那种教科书常见的那种生硬割裂感。我特别留意了章节标题和正文之间的留白处理，那恰到好处的空间感，让眼睛在长时间阅读复杂理论时，得到了充分的休息，极大地减轻了阅读疲劳。而且，不同知识模块之间的逻辑关联性，通过不同的字体字号和层次分明的标题层级，被清晰地勾勒出来，仿佛有一条无形的线牵引着读者的思维，从基础概念到高级应用，层层递进，毫无阻滞。这种精心雕琢的阅读节奏感，比起那些内容堆砌、结构混乱的书籍，简直是天壤之别，让人感觉作者不仅是知识的传授者，更是一位高明的阅读体验设计师。这种对“如何呈现”的极致追求，本身就体现了一种高级的专业素养。

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我特别关注了这本书中对于“案例分析”部分的篇幅和深度。我期望看到的是那种能够真正反映工业界实际挑战和解决方案的真实案例，而不是教科书式的理想化模型。如果这本书能够通过对具体工程项目的剖析，展示理论是如何在充满限制和妥协的现实世界中落地生根的，那么它的价值将不可估量。我期待看到那些关于设计优化、容错处理以及成本控制等‘软性’工程智慧的体现，因为这些往往是书本上最难教，但实战中最需要的经验结晶。如果案例的选取和剖析能够做到兼具典型性和启发性，那么这本书就不只是一本参考资料，而是一本实实在在的“实战指南”。

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初翻这本书，我最大的感受是它在知识广度上的野心勃勃。我看到目录中涵盖的领域似乎相当广泛，从最基础的材料力学原理，到涉及到一些前沿的制造工艺流程介绍，那种试图构建一个全面知识体系的意图非常明显。它不像某些专业书那样只钻进一个非常细分的角落里，而是努力想提供一个宏观的鸟瞰视角，让读者对整个机械设计领域有一个系统性的认知框架。这种包罗万象的结构，对于初入行或者需要跨领域参考的工程师来说，无疑是一个极大的便利，它提供了一个坚实的起点，而不是让人一上来就被无数深奥的公式淹没。这种对知识全景图的描绘，需要作者具备极强的驾驭全局的能力，让人由衷佩服。

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这本书的语言风格给我留下了非常深刻的印象，它没有采用那种高高在上、晦涩难懂的学院派术语堆砌，而是带着一种近乎对话的亲切感。即便是涉及到一些关键性的理论推导，作者也似乎在努力用最直白、最贴近实际工程场景的语言来加以阐述，仿佛一位经验丰富的前辈在你身边，耐心地为你拆解难题的每一步。这种‘去专业化’的表达尝试，极大地拉低了技术学习的门槛，让那些原本可能令人生畏的概念变得可亲近起来。它让你觉得，学习机械设计，不是一件高不可攀的事情，而是可以通过清晰的逻辑和恰当的引导，人人都可以掌握的实用技能。这种对读者的体贴，是很多技术书籍所欠缺的。

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