粮食工程设计手册

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出版者:河南医科大学出版社
作者:
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1900-01-01
价格:288
装帧:简裝本
isbn号码:9787810486927
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具体描述

《现代化工过程控制与优化》 内容提要 本书全面系统地阐述了现代化工过程中常用的控制理论、先进控制策略以及优化方法在实际工程中的应用。全书共分十章,内容涵盖了从基础的自动控制原理到尖端的智能控制技术,旨在为化工、石油、制药等过程工业的研究人员、工程师及高年级本科生提供一本兼具理论深度与工程实用性的参考手册。 第一章:化工过程控制基础回顾 本章首先回顾了化工过程控制系统的基本组成要素、控制回路的结构和功能。重点分析了常见的动态特性描述方法,如传递函数、状态空间模型以及过程辨识的基本概念。详细讨论了基于一阶加纯延迟模型(FOPDT)的特性分析及其在控制器设计中的重要性。此外,本章还引入了过程安全仪表系统(SIS)的基本概念,强调了安全在过程控制设计中的优先地位。对各种传感器和执行器的精度、响应速度和可靠性进行了比较性分析,为后续的实际应用奠定基础。 第二章:经典PID控制器的深入应用与改进 PID控制器作为工业控制领域应用最为广泛的算法,本章对其进行了深入剖析。从经典的三项控制算法的数学原理出发,详细阐述了比例、积分、微分(P、I、D)参数对系统动态响应(如超调、调节时间和稳态误差)的影响机制。着重探讨了PID控制器的常见局限性,如对过程滞后和非线性的敏感性。本章随后引入了多种改进型PID策略,包括串联PID(Cascade Control)、前馈控制(Feedforward Control)以及梯级控制(Telescoping Control)。特别地,详细介绍了基于模型预测控制(MPC)思想的Smith预估器设计及其在处理大延迟过程中的优越性。针对过程变化性,探讨了增量式PID、非线性PID以及自适应PID控制器的设计思路和工程实现要点。 第三章:先进过程控制(APC)技术导论 先进过程控制是提高大型复杂化工装置经济性和稳定性的关键技术。本章作为本书的理论核心之一,系统介绍了当前主流的APC技术。重点讲解了模型预测控制(MPC)的原理、模型建立方法(如系统辨识在MPC中的应用)以及求解算法(如线性规划、二次规划)。详细分析了MPC在多变量耦合系统(MIMO)控制中的优势,如约束处理能力和前视控制能力。此外,还涵盖了基于奇异值分解(SVD)的解耦控制策略,以及如何利用先进的控制结构图(如Smith预估器结合MPC)来优化控制性能。本章辅以多个化工案例(如精馏塔温度与组成控制、反应器温度控制)说明APC的实际应用流程。 第四章:过程建模与系统辨识 精确的过程模型是实现先进控制和优化的前提。本章聚焦于化工过程的建模技术。首先区分了基于第一性原理的机理建模和基于数据的系统辨识。详细介绍了线性时不变(LTI)系统辨识方法,包括时域方法(如脉冲响应法、阶跃响应法)和频域方法。对经典回归模型(ARX, ARMAX, OE等)的结构选择、参数估计(如最小二乘法)以及模型验证标准进行了深入讨论。特别关注了针对大规模化工过程的非线性建模方法,如Hammerstein-Wiener模型和使用神经网络进行近似建模的技术路线。强调了模型失配对控制性能的影响及在线模型修正策略。 第五章:多变量控制系统设计 化工装置中普遍存在变量间的强耦合现象,本章专门探讨多输入多输出(MIMO)系统的控制设计。除了在第三章中介绍的MPC外,本章着重分析了基于解耦的设计方法。详细介绍了相对增益阵列(RGA)的计算及其在选择控制结构和实施解耦矩阵中的应用。讨论了动态矩阵控制(DMC)与标准MPC之间的异同,并针对具有严重交互的系统,介绍了基于H-无穷范(H$infty$)的鲁棒控制设计思路,以确保系统在模型不确定性下的稳定性。 第六章:过程优化与实时优化(RTO) 过程优化是实现经济效益最大化的核心手段。本章从数学规划的角度审视了化工过程的优化问题。详细介绍了线性规划(LP)、二次规划(QP)以及非线性规划(NLP)在设定点优化中的应用。重点阐述了实时优化(RTO)的架构、模型准备、在线求解及系统集成。讨论了RTO与APC的协同工作机制,即RTO提供经济最优的设定点,APC则负责在运行约束下精确跟踪这些设定点。此外,还探讨了求解大规模稀疏非线性优化问题的数值方法和计算效率问题。 第七章:离散事件系统与批次过程控制 与连续过程不同,批次过程(Batch Processes)具有动态的流程和离散事件的特点。本章专门研究批次过程的控制挑战。介绍了批次过程的建模方法,如“集中参数模型”和“分区模型”。详细阐述了批次过程的先进控制策略,如批次轨迹跟踪控制和终端控制。对于生产流程的调度与控制,引入了基于有限状态自动机(FSM)的离散事件系统理论,并结合面向对象的编程思想,讨论了如何实现灵活的批次配方管理和过程切换。 第八章:智能控制技术在化工中的探索 随着人工智能技术的发展,智能控制在解决复杂非线性问题中展现出巨大潜力。本章介绍了模糊逻辑控制(FLC)的基本结构、模糊化、推理和去模糊化过程,并讨论了如何结合专家经验构建有效的模糊规则库。随后,详细阐述了神经网络在过程控制中的应用,包括如何利用前向传播和反向传播算法训练神经网络模型,并将其应用于自适应控制和故障诊断。引入了强化学习(RL)在连续决策过程中的初步应用案例,例如在复杂混合物分离操作中的策略学习。 第九章:过程故障诊断与容错控制 过程的可靠性对生产安全至关重要。本章聚焦于故障检测、隔离(FDI)和容错控制。首先介绍了基于观测器的故障检测方法,如Luenberger观测器和卡尔曼滤波器的扩展应用,用以估计系统状态和残差分析。随后,讨论了基于模型的残差生成与模式识别技术。针对控制器本身的失效,详细讲解了切换控制(Switching Control)和重构控制(Reconfiguration Control)的设计原理,以确保在传感器或执行器发生故障时,过程仍能保持在安全和准经济运行区间。 第十章:过程控制系统的工程实施与生命周期管理 本章将理论与工程实践紧密结合。详细讨论了分布式控制系统(DCS)和可编程逻辑控制器(PLC)在化工现场的架构选择、网络通信标准(如HART、Profibus、Ethernet/IP)。重点强调了控制系统生命周期的各个阶段:从控制方案设计、软件/硬件选型、集成测试(FAT/SAT)到投运和后期维护。最后,探讨了控制系统网络安全、数据完整性验证以及如何利用历史数据库(Historian)对控制性能进行长期监控和审计的工程实践。 本书配有大量流程图、动态仿真实例和MATLAB/Simulink代码片段,以增强读者的直观理解和动手能力。

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读后感

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对于《粮食工程设计手册》这本书,我抱着非常高的期待。我是一名对农业科技发展颇为关注的科技爱好者,我深知农业的现代化离不开先进的工程技术。粮食作为人类生存的基础,其生产、加工、储存和运输的每一个环节都蕴含着大量的工程学知识。这本书的名字本身就预示着它将是一部系统性的、面向实践的工程设计参考。我尤其好奇书中对于粮食收获后处理环节的设计。收割之后,如何高效地将粮食从田间运送到加工厂,如何进行初级的清理和分类,以及如何根据不同的用途进行初步的加工,这些都是非常重要的工程问题。我希望书中能够详细介绍这些环节所涉及的工程设备的设计原理和应用。例如,关于联合收割机的工作流程和效率提升的设计,关于粮食清选机(如风选、筛分、比重选等)的设计参数和优化方法,以及关于粮食分级和包装技术的工程化实现。我希望能够了解这些设备是如何通过科学的工程设计,来实现高效、低损耗地处理大量粮食的。此外,书中关于粮食质量检测和控制的工程化手段,也引起了我的兴趣。在粮食加工过程中,如何通过工程技术手段来保障食品的安全性,如何检测农药残留、重金属含量,如何控制加工过程中的温度、压力等关键参数,这些都直接关系到最终产品的品质。我期待书中能够提供相关的信息,让我能够更深入地了解工程技术在保障粮食安全中的作用。

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《粮食工程设计手册》这本书,我的第一印象就是它的厚重感,这不仅仅是纸张的厚度,更是其内容涵盖的广度和深度的体现。我一直在思考,现代社会如何能够如此稳定地供应如此大量的粮食,并且保证其品质。这个问题背后,必然有一个庞大而精密的工程体系在支撑。作为一名对社会运行机制有浓厚兴趣的观察者,我希望这本书能够为我揭示这个体系的核心。我特别关注书中可能涉及到的粮食烘干技术。众所周知,潮湿的粮食容易发霉变质,而烘干是储存和加工前的关键步骤。如何设计出既高效又能最大程度保留粮食营养成分的烘干设备,这是一个充满挑战的工程问题。我期待书中能够详细介绍不同烘干方式的原理、优缺点,以及相关的设计参数和操作要领。例如,热风烘干、低温烘干、微波烘干等技术的工程化实现,以及如何根据不同谷物的含水量、粒径、热敏性等因素选择最合适的烘干方法。此外,关于粮食的储存设计,也是我非常感兴趣的部分。无论是大规模的筒仓储存,还是分散的小型粮库,其设计都直接关系到粮食的保鲜度和储存成本。我希望书中能够提供关于通风系统、温湿度监测、防潮防虫等方面的详细工程设计指南,并辅以实际案例,让我能够更直观地理解这些抽象的工程概念。这本书,对我而言,是理解现代粮食供应链运作机制的一扇窗口,更是对保障国家粮食安全这一重大议题的深入探讨。

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在我看来,《粮食工程设计手册》这本书,不仅是一本技术手册,更是一部关于如何通过工程智慧,解决全球粮食供给与安全这一重大挑战的宏大叙事。我作为一名对科技创新和可持续发展理念高度关注的社会观察者,一直对粮食工程领域的发展前景充满兴趣。我希望这本书能够为我提供关于粮食加工过程中,如何通过工程技术实现资源的高效利用和环境的友好排放的深入洞察。我尤其想了解书中关于粮食加工副产物(如麦麸、米糠、玉米芯等)的综合利用和工程化处理。这些副产物在传统加工过程中,常常被视为废弃物,但现代工程技术可以将其转化为有价值的生物质能源、饲料添加剂、甚至高附加值的食品配料。我期待书中能够详细介绍相关的工程工艺和设备设计,例如,如何设计高效的生物质气化炉来产生清洁能源,如何设计提取植物蛋白和纤维的工程流程,以及如何通过发酵技术来生产功能性食品成分。同时,书中关于粮食储藏设施的绿色工程设计,也引起了我的关注。如何通过优化粮仓的结构设计、选择环保的建筑材料、以及利用可再生能源来降低储粮过程中的能耗和碳排放,是未来粮食工程发展的重要方向。我希望能够从中学习到更具前瞻性的工程理念和技术解决方案。这本书,在我眼中,是理解如何通过工程创新,实现粮食产业的可持续发展,并为构建更安全、更健康、更可持续的未来做出贡献的宝贵参考。

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当我翻开《粮食工程设计手册》的扉页,一股沉甸甸的专业感扑面而来。我并非工程师出身,我的专业领域集中在宏观经济分析和国际贸易政策,但作为一名长期关注全球粮食安全和供应链稳定性的研究者,我深知理解粮食从田间到餐桌的全过程是多么关键。这本书的出现,无疑为我提供了一个深入剖析这一复杂体系的绝佳机会。我最感兴趣的是书中关于粮食物流和仓储设计的章节。在当今世界,粮食的损耗率依然居高不下,特别是在发展中国家,先进的仓储技术和高效的物流系统是减少浪费、保障供给的关键。我希望这本书能够详细阐述如何根据不同谷物的特性设计最优的储存环境,包括温度、湿度控制,以及防止虫害和霉变的技术措施。同时,对于国际粮食物流,运输方式的选择、冷链技术的应用、港口码头的装卸效率等等,都是影响粮食价格和可获得性的重要因素。我期待书中能提供关于这些方面的工程化解决方案,比如集装箱化运输的最佳实践,或者能够适应不同地理环境的粮食输送管道设计。此外,书中对粮食加工工程的介绍也吸引了我。从最初的清理、筛选,到烘干、碾磨,再到最终的深加工,每一个环节都凝聚着精巧的工程智慧。我希望能够了解现代化的加工设备是如何工作的,它们如何保证食品的营养价值和安全性,以及如何通过优化工艺流程来提高生产效率并降低能耗。这本书,在我看来,是对“舌尖上的安全”最坚实的工程保障的解读。

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《粮食工程设计手册》这本书,对于我这样的普通读者而言,是一扇通往粮食工程世界的窗户。我一直对“民以食为天”这句话有着深刻的理解,也一直好奇,我们能够如此便捷地获得各种各样、品质优良的粮食产品,其背后究竟有着怎样的工程力量在支撑。这本书的出现,恰好满足了我这份好奇心。我特别想了解书中关于粮食干燥技术的工程设计。在收获后的粮食,往往需要经过干燥处理,以降低水分含量,防止霉变,延长储存期。如何设计出高效、节能、并且能够最大程度保留粮食原有营养价值的干燥设备,是一个非常重要的工程问题。我期待书中能够详细介绍不同类型的粮食干燥机,如烘干塔、滚筒干燥机、流化床干燥机等的工作原理、设计参数以及在不同粮食作物上的应用案例。我希望能够理解这些设备是如何通过精确控制温度、风速、物料停留时间等参数,来实现高效干燥的同时,避免对粮食品质造成损害。此外,书中关于粮食储存设施的工程设计,也引起了我的极大兴趣。如何设计出能够应对各种气候变化、防止虫害侵扰、并且能够最大限度减少粮食损耗的储存库,是保障国家粮食安全的基础。我希望能够从中学习到粮仓的结构设计、通风系统的优化、以及如何利用现代化的监测技术来保障粮食的长期安全储存。这本书,在我看来,是对我们日常生活中最基本的需求——食物——背后所蕴含的巨大工程智慧的一次全面而深入的解读。

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《粮食工程设计手册》这本书,其标题本身就传递出一种严谨、系统、面向实操的信息,让我这样的非专业人士也能感受到它蕴含的巨大价值。我是一名从事市场营销工作的人员,我经常需要了解我所销售的产品背后的技术原理和生产工艺,以便更好地向客户传达产品的优势。对于粮食而言,它不仅仅是一种农产品,更是经过一系列复杂工程处理后才得以进入市场的商品。我希望这本书能够帮助我理解这些工程处理的细节。我尤其想了解书中关于粮食储存和保鲜的工程技术。在贸易环节中,如何最大限度地减少粮食在储存过程中的损失,是如何提高产品附加值的关键。我期待书中能够详细介绍各种储存技术,例如,不同材质粮仓的选型和结构设计,通风系统如何实现最佳的空气流通和温湿度控制,以及如何利用惰性气体保护等先进技术来延长粮食的保质期。我希望能够通过这些工程设计知识,理解不同储存方案对粮食品质的影响。此外,书中关于粮食加工过程中的工程设计,也让我产生浓厚的兴趣。例如,大米如何通过抛光、精加工来达到高品质的要求,小麦如何经过不同程度的研磨来生产出各种类型的面粉,这些背后都蕴含着精巧的工程设计。我希望了解这些加工设备是如何通过精确的参数控制和工艺流程设计,来获得高品质的粮食产品,并满足不同市场需求。这本书,在我看来,是一本能够帮助我从技术层面理解粮食产品价值的“秘密武器”。

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在我看来,《粮食工程设计手册》这本书,就如同为想要深入了解粮食产业背后庞大工程体系的读者提供了一张详尽的路线图。我是一名对农业科技发展史颇有研究的业余历史爱好者,我常常惊叹于人类如何从刀耕火种的时代,发展到如今高度机械化、自动化的粮食生产和加工。而这一切的进步,都离不开工程技术的不断革新。我对书中关于粮食运输工程的设计部分尤为好奇。粮食的流通,是从产地到消费地的关键环节,而高效、经济、安全的运输,是降低成本、保障供给的重中之重。我期待书中能够详细介绍各种粮食运输方式的工程学原理和设计考量。例如,火车运输的载重优化和安全防护设计,船舶运输的粮食物流管理和装卸技术,以及现代化的粮食物流枢纽和配送中心的工程布局。我希望能够了解这些运输系统是如何通过精密的工程计算和设计,来应对大规模、长距离的粮食调运。同时,书中关于粮食储藏技术的工程设计,也吸引着我。如何设计出能够长期、稳定地储存粮食的设施,以应对季节性供需波动和突发性事件,是保障国家粮食安全的重要组成部分。我期待书中能够提供关于粮仓的结构强度计算、防潮防霉技术、通风系统的优化设计,以及如何利用现代化的信息技术来监控和管理仓储过程。这本书,在我看来,是理解人类社会如何通过工程智慧,不断克服自然限制,确保“民以食为天”这一根本需求的生动例证。

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当我第一次看到《粮食工程设计手册》这本书的书名时,一种强烈的学习冲动便油然而生。我是一位对食品科学和工程技术融合的领域充满好奇心的学习者,我相信,现代粮食产业的繁荣发展,离不开背后强大的工程技术支撑。这本书,在我看来,是连接科学理论与实际工程应用的桥梁。我尤其想深入了解书中关于粮食加工过程中,如何通过工程设计来提高食品安全和营养价值的章节。粮食的加工,不仅仅是为了改变其形态,更是为了提升其食用性、易消化性和营养成分。我期待书中能够详细介绍不同加工技术,例如,酶法加工、发酵工程、超临界流体萃取等在粮食加工中的应用,以及如何通过优化工艺参数和设备设计来确保产品的安全性。例如,如何通过精准的温度控制来杀灭有害微生物,如何通过合理的研磨和筛分来保留谷物中的膳食纤维和矿物质。此外,书中关于粮食储存和物流的工程设计,也对我具有极大的吸引力。粮食的储存和运输,是减少损耗、保障供应的重要环节。我希望能够了解到如何设计出能够抵御极端天气、防止虫害鼠咬的储存设施,以及如何构建高效、低碳的粮食运输网络,来降低物流成本,提高供应链的韧性。这本书,在我眼中,是理解现代粮食体系如何实现“从农田到餐桌”高效、安全、可持续运作的关键指南。

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一直以来,我对农作物从播种到收获再到加工的整个流程都充满着好奇。我从事的行业虽然和粮食作物看似关联不大,但在全球经济一体化的大背景下,了解粮食的生产、储存、运输以及加工过程中的工程技术,对于我理解供应链的稳定性、食品安全,乃至宏观经济的波动都有着极其重要的意义。因此,当我偶然看到《粮食工程设计手册》这本书时,内心涌起一股强烈的求知欲。这本书的名称本身就散发着一种严谨、专业的气息,让我相信它能够为我揭示隐藏在日常餐桌背后的复杂而精密的工程世界。我期待着通过这本书,能够深入了解现代粮食生产和加工的各个环节,比如如何设计更高效的烘干设备,如何优化储粮仓的通风系统以最大限度地减少损失,如何构建能够适应不同气候条件的物流网络,以及最关键的,如何将这些看似分散的环节有机地整合起来,形成一个高效、安全、可持续的粮食工程体系。我尤其对书中关于食品工程在粮食加工中的应用部分充满了期待,例如如何利用先进的工程技术改进面粉的研磨精度,如何优化酿造过程中发酵的工艺参数以提升产品风味,甚至如何设计出能够有效去除农药残留的清洁生产线。这本书不仅仅是写给工程师的,它更像是一把钥匙,能够开启我理解现代农业和食品工业背后强大科技支撑的大门。我希望它能提供清晰的图表、详实的案例分析,以及对未来粮食工程发展趋势的展望,让我这个非专业读者也能茅塞顿开,豁然开朗,对这个关乎民生的重要领域有一个全新的认知。

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《粮食工程设计手册》这本书,从书名上看,就给人一种专业、实用、涵盖面广的感觉。我并非直接从事粮食工程领域的工作,但我的职业是一名食品质量安全监督员,日常工作中经常需要接触到食品生产的各个环节。对于粮食,我需要了解它如何从一个原始的农作物,经过一系列精密的工程处理,最终成为我们餐桌上安全、健康的食品。因此,这本书对我来说,提供了一个宝贵的学习平台。我特别希望书中能够详细介绍粮食储存过程中的工程设计。粮食的储存是保障粮食供应、减少损失的关键环节。如何设计出能够有效控制温度、湿度,防止虫害和霉变,并且易于管理的粮仓,这是一个复杂的系统工程。我期待书中能够提供关于不同类型粮仓(如浅圆仓、高大仓)的结构设计、通风系统设计、温度监测与控制系统设计等方面的详细内容,以及在不同气候条件下储存粮食的最佳实践。此外,书中关于粮食加工过程中的工程设计,也引起了我的极大关注。例如,小麦的研磨成面粉,大米的碾磨,玉米的加工成淀粉或油,这些过程都需要精确的工程控制。我希望了解不同加工设备的设计原理,如磨粉机的研磨精度控制、烘干机的排潮与控温技术、以及如何通过工程设计来优化加工流程,以最大限度地提高出粉率、保持营养成分,并确保食品安全。这本书,对我来说,是一本能够帮助我从工程学的角度理解食品生产全过程的宝贵工具书。

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