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出版者:科学出版社

作者:土屋喜一

出品人:

页数:649

译者:赵文珍

出版时间:2002-7

价格:48.80元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030103260

丛书系列:OHM Handbook

图书标签:

• 机械
• 机械设计
• 机械工程
• 实用工具
• 维修指南
• 机械原理
• 工业设备
• 技术手册
• 工程技术
• 机械制造
• 设备维护

好的，这是一份关于一本名为《工业自动化系统集成与优化》的图书的详细简介： --- 图书名称：《工业自动化系统集成与优化》 【图书简介】 在当代制造业向“智能制造”转型的浪潮中，工业自动化系统已成为提升生产效率、确保产品质量和实现柔性制造的核心驱动力。《工业自动化系统集成与优化》一书，正是针对当前工业领域对复杂自动化系统设计、实施、集成、调试及性能优化的迫切需求而编写的专业参考著作。本书旨在为自动化工程师、系统集成商、设备制造商以及相关领域的科研人员和高级技术学生，提供一套全面、深入且具有高度实践指导价值的技术框架和方法论。 本书并非停留在对单一控制元件或软件功能的介绍，而是聚焦于如何将分散的自动化单元（如PLC、SCADA、工业机器人、传感器网络和机器视觉系统）有机地整合为一个高效、稳定、可扩展的整体解决方案。我们深知，在实际工业场景中，系统集成的挑战远大于部件选型本身，因此本书的核心价值在于阐述“集成”的哲学与实践。 第一部分：自动化系统架构与基础理论的再审视 本部分首先对现代工业控制系统的层级结构进行了一次彻底的梳理。从传统的金字塔模型（L0至L4）到更适应工业物联网（IIoT）时代的扁平化、网络化架构，我们详细分析了不同架构的优劣，并重点探讨了面向未来工厂所需的“边缘计算-云端协同”的控制范式。 控制层级的深度解析： 详细阐述了现场层（传感器、执行器）、控制层（PLC/PAC）、监控层（HMI/SCADA）的功能边界与数据交互协议。我们不仅回顾了Modbus、Profibus等传统协议，更深入剖析了EtherCAT、PROFINET等实时以太网技术在高速同步控制中的应用机制和配置要点。 可靠性工程与冗余设计： 针对关键任务系统的需求，本书系统地介绍了硬件冗余（如双核CPU、冗余电源）和软件冗余（如热备、冷备、故障切换逻辑）的设计原理。内容涵盖故障树分析（FTA）和事件树分析（ETA）在自动化系统中的应用，确保读者能构建出具有高可用性的系统。 第二部分：复杂异构系统的集成策略与实施 集成是本书的重中之重。现代生产线往往涉及来自不同供应商的设备，它们采用不同的通信标准和编程语言。如何打破这些“信息孤岛”，是衡量系统集成能力的关键。 跨平台数据交换与中间件： 本章重点探讨了使用OPC UA、MQTT等面向服务的架构（SOA）技术，实现不同控制平台（如西门子TIA Portal、罗克韦尔 Studio 5000、CODESYS生态）之间的数据无缝交换。详细介绍了数据模型的映射、安全认证机制和数据质量（Quality of Data）的维护。 机器人与运动控制的协同集成： 针对高精度装配和高速分拣应用，本书提供了多轴联动、示教重现以及机器视觉引导的运动轨迹优化算法的实际案例。特别强调了在PLC/PAC中进行机器人运动学和动力学模型的集成与校正方法。 机器视觉系统的嵌入式集成： 探讨了如何将高分辨率图像采集、特征提取、缺陷检测等视觉处理流程，高效地嵌入到实时控制周期中，而非简单地作为上位监控模块存在。内容包括高速相机触发机制、数据压缩与传输优化，以及视觉反馈对执行机构的实时修正。 第三部分：高级优化技术与系统性能调优 自动化系统的价值不仅在于“能运行”，更在于“高效运行”。本部分专注于如何通过数据分析和先进控制理论，对现有系统进行性能的迭代优化。 过程控制回路的深度调谐： 突破传统PID控制的局限，本书详细介绍了先进过程控制（APC）的基本原理，如模型预测控制（MPC）在具有长延迟、强耦合过程中的应用。提供了基于系统辨识工具包（如MATLAB System Identification Toolbox或专业过程辨识软件）进行系统模型获取的实用步骤。 能耗管理与绿色制造集成： 探讨了如何将能耗监测点集成至SCADA系统，并利用优化算法（如基于实时电价的负荷调度）来调整非关键生产任务的执行时间，实现能源消耗的动态优化，降低运营成本。 基于数据驱动的预测性维护（PdM）： 阐述了如何利用历史运行数据和实时振动、温度、电流等特征数据，结合机器学习算法（如时间序列分析、异常检测），构建设备健康指标（HoM）。本书提供了从数据采集、特征工程到模型部署的完整 PdM 实施流程。 第四部分：信息安全与系统生命周期管理 在工业网络化趋势下，系统安全和长期维护是集成项目成功的隐性关键。 工业控制系统（ICS）安全框架： 详细解读了ISA/IEC 62443系列标准在系统设计初期的应用，包括风险评估、区域划分（Zoning）和管道设计（Conduiting）。重点介绍了网络隔离技术（如工业防火墙、DMZ设计）和身份验证机制在OT环境中的具体部署。 系统文档化与变更管理： 强调了“工程文档”作为系统资产的重要性。提供了构建结构化、可搜索的自动化项目文档（包括逻辑图、I/O清单、通信矩阵、调谐参数表）的规范，以及在系统投入运行后的版本控制和变更审批流程。 《工业自动化系统集成与优化》是一本面向工程实践的深度技术手册，它要求读者具备一定的自动化基础知识。本书通过大量的流程图、时序图、代码片段（示例）和实际工程案例分析，确保理论知识能够迅速转化为解决复杂集成难题的实际能力。它将帮助工程师们跨越单一厂商和单一技术的藩篱，构建出真正面向未来的、高可靠、高性能的智能制造基础设施。 ---

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作为一名资深从业者，我更看重的是手册的“实用性”和“可操作性”，而非纯粹的理论探讨。在这本《机械实用手册》中，我特别欣赏它对“故障排除与维护”这一板块的倾注。这部分内容绝非敷衍了事，而是像一本高级维修指南。书中收录了大量的常见机械系统在运行中可能出现的异常现象，并配有结构图示，直观地指出问题可能出生的部位，进而给出详细的诊断步骤和纠正措施。比如，针对某类型泵的空化现象，它不仅描述了现象，还分析了从系统压力、流速到安装角度等多个可能诱因，并提供了优先级排序的检查清单。这种流程化的诊断思路，对于一线技术人员来说，是避免“盲目试错”的指南针。它将复杂的问题分解成了一系列可执行的小步骤，让人在面对突发故障时，能够保持冷静，有条不紊地进行排查和修复，极大地提高了抢修效率。

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坦白说，这本书的目录结构简直是为效率而生的典范。我之前用过几本类似的参考书，查找特定参数时总要花费大量时间在不同章节间跳转，但《机械实用手册》在这方面做得极其出色。它采用了模块化分类，从基础的材料特性到复杂的传动机构设计规范，逻辑链条清晰可见。我记得有一次深夜加班，急需核对一个特殊合金的疲劳强度数据，当时我已经很疲惫了，但仅凭目录上的关键词索引，我几乎是秒速定位到了对应的小节，数据清晰地列在一个简洁的表格里，连单位换算都考虑进去了。这种对用户使用场景的深刻理解，体现在每一个章节的编排上。它不是简单地堆砌知识点，而是真正从一个工程师或技术工人的实际操作流程出发，组织内容的先后顺序。这种精心设计的导航系统，极大地缩短了我的查找时间，让原本可能耗费半小时的核对工作，压缩到了几分钟之内，这在快节奏的工作环境中是无价的宝贵资产。

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这本书的价值，远超其标价，它更像是一个持续进化的知识库，而不是一本静态的印刷品。我在使用过程中，发现它对一些新兴的制造工艺和材料标准也有所涉及，虽然篇幅不长，但作为参考手册，它展现出一种与时俱进的姿态。比如，在复合材料应用的那一章，它提到了最新的层压结构设计原则，这在很多老旧的手册中是找不到的。同时，书中引用的参考文献和标准版本的标注非常严谨，这使得我在引用其中的数据时，能够对来源的可靠性有十足的把握，这对撰写正式的技术报告至关重要。这本书的优点在于，它平衡了基础知识的巩固和前沿技术的介绍，使得它既能服务于刚入行的年轻工程师，也能为经验丰富的老兵提供最新的校验依据。总而言之，这是一本放在工具箱里，能让你面对任何技术挑战都胸有成竹的必备宝典。

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这本书的封面设计非常吸引人，那种深沉的工业蓝配上醒目的橙色字体，一看就知道是本“硬核”工具书。我当初买这本书，主要是因为工作需要，每天都要和各种机械设备打交道，急需一本能快速查阅、解决实际问题的参考资料。拿到手沉甸甸的，光是重量就给人一种“内容充实”的信心。内页纸张的质感也不错，虽然是工具书，但印刷非常清晰，图表和文字的排版也处理得当，长时间翻阅也不会让人感到眼睛疲劳。尤其是一些关键的尺寸标注和原理图，线条干净利落，这对需要精确参考的技术人员来说至关重要。这本书的整体装帧给人一种专业、可靠的感觉，让人觉得它不仅仅是一本书，更像是一个值得信赖的工作伙伴，随时准备在你遇到棘手问题时提供支持。我尤其欣赏它在细节上的处理，比如书脊的加固，保证了它能经受住频繁查阅的磨损，这对于一本高频使用的手册来说，是非常人性化的考量。

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初次浏览全书时，我最大的感受是其内容的广度令人惊讶，但更让我印象深刻的是其深度和权威性。很多工具书的通病是内容浮于表面，仅仅是概念的罗列，但这本书显然投入了巨大的心血进行专业背书。我关注的重点是关于公差配合和形位公差的标准应用部分。市面上很多资料对于这些晦涩难懂的国际标准解释得含糊不清，但这本书的解读，结合了大量的实际案例图示，将抽象的几何要求具象化了。我发现，它不仅给出了标准的数值，还详细解释了为什么在特定工况下应该选择哪一档精度，这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，极大地提升了我对设计规范的理解层次。读完相关章节，我立刻信心倍增地回去修改了图纸上的一些关键配合尺寸，效果立竿见影。这说明作者群绝对是行业内的资深专家，他们提供的知识点是经过无数次实践检验的“真金白银”。

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粗略翻了一遍，发现这本书非常神奇而且先进（根据出版时间2002年来看），里面涵盖了相当多的电子通信方面的内容，机械搭上电子，这样不仅实用，还能做出来产品的高附加值。书的后面讲到生产管理技术，条理清晰，实用性强。很佩服日本人在这方面的钻研和总结。

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粗略翻了一遍，发现这本书非常神奇而且先进（根据出版时间2002年来看），里面涵盖了相当多的电子通信方面的内容，机械搭上电子，这样不仅实用，还能做出来产品的高附加值。书的后面讲到生产管理技术，条理清晰，实用性强。很佩服日本人在这方面的钻研和总结。

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粗略翻了一遍，发现这本书非常神奇而且先进（根据出版时间2002年来看），里面涵盖了相当多的电子通信方面的内容，机械搭上电子，这样不仅实用，还能做出来产品的高附加值。书的后面讲到生产管理技术，条理清晰，实用性强。很佩服日本人在这方面的钻研和总结。