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出版者:中国电力

作者:尚大伟

出品人:

页数:944

译者:

出版时间:2007-1

价格:110.00元

装帧:

isbn号码:9787508343891

丛书系列:

图书标签:

• 高压输电
• 架空线路
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• 技术指南
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• 电力技术

现代工业自动化与智能制造：技术前沿与应用实践 图书简介 本书深入探讨了当前工业界最具革命性的两大支柱：工业自动化和智能制造。它旨在为工程师、技术人员、管理者以及相关专业学生提供一个全面、深入且具有高度实践指导意义的知识体系，涵盖从基础理论到尖端技术集成，再到实际生产线部署的全过程。本书的独特之处在于，它不仅梳理了经典自动化理论，更将笔触聚焦于工业4.0时代的核心驱动力——数字化、网络化和智能化，力求构建一个面向未来的工业技术蓝图。 第一部分：工业自动化基础与控制系统架构 本部分系统性地回顾了现代工业自动化的基石，为理解更复杂的智能系统打下坚实基础。 第一章：工业控制系统的演进与核心组件 详细阐述了从早期继电器控制到现代分布式控制系统（DCS）和可编程逻辑控制器（PLC）的发展历程。重点分析了不同类型控制系统的架构、优缺点及适用场景。深入解析了PLC的硬件结构（CPU、I/O模块、通信接口）和编程语言标准（遵循IEC 61131-3）。讨论了工业电源、传感器和执行器在现代控制环路中的关键作用和选型原则。 第二章：传感器与执行器的精度、可靠性与互操作性 本章侧重于数据采集与物理干预的接口层。内容包括各类先进传感器（如激光位移传感器、高精度压力变送器、视觉传感器）的工作原理、信号调理技术及抗干扰措施。详细论述了执行器（伺服电机、变频器、比例阀）的动态特性、功率匹配和故障诊断方法。强调了传感器和执行器在恶劣工业环境中保持长期稳定性和数据精度的工程实现策略。 第三章：先进过程控制（APC）与算法实现 超越传统的PID控制，本章深入讲解了先进控制策略，如模型预测控制（MPC）、鲁棒控制和自适应控制在复杂、多变量耦合过程中的应用。详细剖析了MPC的基本框架——系统辨识、约束处理和优化求解，并结合实际化工、冶金过程案例，展示其在提高收率、降低能耗方面的巨大潜力。 第二部分：智能制造的核心技术栈 本部分聚焦于推动制造业迈向“智能”的关键技术，探讨如何实现数据驱动的决策和柔性化生产。 第四章：工业物联网（IIoT）与边缘计算 全面解析工业物联网的架构，从现场设备层、网络传输层到云端平台层。重点剖析了低延迟、高可靠性的工业通信协议，如OPC UA、MQTT在工业环境下的安全部署与优化。深入探讨了边缘计算在实时数据预处理、本地控制和安全隔离中的关键价值，并对比了不同边缘计算平台的功能集和部署模型。 第五章：大数据分析与工业机器学习 本章指导读者如何有效地从海量工业数据中提取价值。内容涵盖了工业时间序列数据的清洗、特征工程和可视化。系统介绍了应用于预测性维护（PdM）、设备健康管理（PHM）和质量预测的常用机器学习模型（如LSTM、随机森林、深度学习在图像识别中的应用）。强调了模型可解释性（Explainable AI, XAI）在关键工业决策中的重要性。 第六章：数字孪生（Digital Twin）的构建与应用 数字孪生不再是简单的仿真模型，而是与物理实体实时同步的虚拟映射。本章详细介绍了构建高保真数字孪生的建模方法论，包括基于物理模型（First Principle）、数据驱动模型以及混合模型的集成。应用案例涵盖了产品生命周期管理（PLM）、虚拟调试（Virtual Commissioning）以及生产线优化中的迭代验证流程。 第三部分：机器人技术与柔性制造系统 本部分深入探讨了实现高效率、高柔性生产线的核心——先进机器人技术与集成。 第七章：工业机器人学与系统集成 详尽介绍了六轴以上工业机器人的运动学、动力学原理及路径规划算法。重点讨论了协作机器人（Cobots）的安全标准、人机交互界面设计和应用限制。详细阐述了机器人离线编程（Offline Programming, OLP）的流程和工具，以及机器人与PLC、视觉系统的集成调试方法。 第八章：机器视觉在质量检测与引导中的应用 从2D到3D视觉系统，本章介绍了工业机器视觉在高速、非接触式检测中的核心技术。内容包括：图像采集、图像处理基础算法、光源设计与选择。重点分析了深度学习在复杂缺陷识别（如表面划痕、微小裂纹）中的优势和准确率提升策略。还包括视觉引导下的精准装配和抓取技术。 第九章：柔性制造系统（FMS）与先进物流 探讨了如何通过集成机器人、CNC设备和AGV/AMR（自主移动机器人）构建高度柔性的生产单元。详细分析了先进物流系统在车间内部的调度算法、路径优化和防碰撞策略。讨论了如何利用MES（制造执行系统）和WMS（仓库管理系统）的数据集成，实现物料的实时配送与追溯。 第四部分：系统安全、可靠性与运维管理 在高度互联的智能工厂中，安全和可靠性成为首要关切。本部分提供了保障系统稳健运行的工程指南。 第十章：工业网络安全与信息保障 系统梳理了工业控制系统（ICS）的安全威胁模型，包括传统IT安全威胁向OT环境的渗透路径。深入讲解了ISA/IEC 62443系列标准框架，并提供了网络分段、深度包检测（DPI）、安全信息和事件管理（SIEM）在工业网络中的具体部署方案。强调了零信任架构在现代化工厂中的实践路线。 第十一章：系统可靠性工程与故障诊断 本章聚焦于提升设备和系统的平均无故障时间（MTBF）。内容涵盖了可靠性、可维护性和可用性（RAM）分析方法。详细介绍了基于状态监测（Condition Monitoring）的故障特征提取、故障分类和寿命预测技术，并对比了基于事件的诊断（基于规则）和基于模型的诊断（基于偏差）的优劣。 第十二章：数字化转型与运维管理（O&M） 讨论了如何将自动化数据转化为可操作的运维洞察。重点介绍制造运营管理（MOM）的层次结构，以及如何通过集成ERP、MES和高级分析工具，实现生产计划、调度、质量控制和设备维护的闭环管理。探讨了持续改进（Continuous Improvement）的数字化工具和方法论。 总结 本书以严谨的工程视角和前瞻性的技术视野，构建了一套完整的现代工业技术参考体系。它不仅是技术人员的实操手册，更是企业决策者应对第四次工业革命挑战的战略指南。通过理论阐述、算法剖析和丰富的工业案例分析，读者将能掌握设计、部署和优化下一代智能制造系统的核心能力。

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从工程管理和风险控制的角度来看，这本书提供的价值是无可替代的。它不仅仅是一本“怎么干活”的指南，更是一本“如何管好活”的教科书。我特别关注了其中关于应急预案和安全监理的章节，里面详细列举了历史上的典型事故案例，并以此为反思点，提出了极为详尽的预防和处理措施。这种以终为始的风险倒推机制，对我们提升项目管理水平至关重要。书中对合同执行过程中可能出现的工程变更和技术协调问题也给出了建设性的意见，这对于项目经理和技术负责人来说，是保障项目顺利推进的“定心丸”。这本书的格局很高，真正做到了技术、管理、安全三位一体的全面覆盖。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面采用了哑光质感，触感细腻，拿在手里分量十足，一看就知道是经过精心打磨的专业读物。特别是那醒目的标题字体，设计得既现代又不失稳重，让人一看就知道这是一本实打实的技术手册。内页的纸张质量也非常出色，印刷清晰，字号大小适中，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。我尤其欣赏它在排版上的用心之处，那些关键的技术图示和流程图，布局得井井有条，逻辑清晰，即便是初次接触这个领域的读者，也能迅速抓住重点。这本书的整体感觉非常扎实、可靠，看得出来作者和出版团队在细节上投入了巨大的心血。这不仅仅是一本工具书，更像是一件精美的工艺品，让人爱不释手，非常适合放在办公室的书架上，随时可以取阅参考。

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坦白说，我本来对这类技术手册的阅读体验不太抱有太大期望，通常这类书都比较枯燥乏味，充满了生硬的术语和公式。但是，这本书却成功地打破了我的固有印象。作者在保持专业性的前提下，运用了一种非常清晰且富有条理的叙事风格。虽然内容本身非常专业，但其语言表达却异常精准和流畅，很多复杂的概念都被分解成了易于理解的小模块。书中大量的图例和表格设计，为理解那些抽象的力学计算和安装顺序提供了极大的便利。它不像某些教材那样堆砌概念，而是更像一位经验丰富的前辈，耐心地手把手指导你完成每一个步骤。这种阅读的舒适感，在技术类书籍中是相当难得的。

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我最近接触了不少关于电力基础设施建设的资料，但说实话，很多书籍在内容的深度和广度上都只能算差强人意。然而，这本书在技术细节的阐述上展现出了极高的专业水准。它似乎不仅仅停留在理论层面，而是深入到实际施工现场的每一个关键环节，那种对工艺流程的把握，对潜在风险点的预判，都写得入木三分。我特别留意了其中关于复杂地形下跨越施工的章节，作者的描述非常生动，仿佛把我带到了现场，详细讲解了每一步操作的注意事项和质量控制标准。这种将理论知识与丰富的实践经验完美融合的写作方式，对于我们这些需要在实际工作中提升技能的工程师来说，简直是如获至宝。它提供的不仅仅是“怎么做”，更是“为什么这样做”的深刻理解。

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阅读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一次对行业标准的重新梳理和校准。它的章节结构设计得极为巧妙，从基础的安全规范到高难度的技术攻关，层层递进，逻辑链条异常完整。我发现，很多过去模糊不清的操作规范，在这本书里得到了非常权威和系统的解释。尤其是关于材料选择和质量检验的部分，标准极其严格，对于提升工程质量有着直接的指导意义。我惊喜地发现，书中对不同气候带、不同地质条件的施工策略都有所区分和详述，这体现了作者深厚的行业积累和极强的系统思维。这本书无疑是为追求卓越工程质量的专业人士量身定制的，它不仅仅是教你完成任务，更是引领你达到行业内的最高标准。

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