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出版者:化学工业

作者:[美] 道格拉斯

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2003-3-1

价格:7.7

装帧:

isbn号码:9787502513351

丛书系列:

图书标签:

• 过程控制
• 系统工程
• 自动化
• 化工过程
• 控制系统设计
• 工业自动化
• 仪表控制
• PID控制
• MATLAB仿真
• 过程工业

《现代化工过程自动化仪表与控制》 内容简介： 本书深入探讨了现代化工生产过程中所涉及的自动化仪表和控制系统。在化工行业日益追求高效、安全、环保和经济效益的今天，先进的自动化技术已成为不可或缺的核心驱动力。本书旨在为读者构建一个全面而深入的认知框架，理解并掌握化工过程自动化的基本原理、关键技术以及实际应用。 第一部分：化工过程的自动化基础 本部分将首先介绍化工过程自动化的发展历程、重要性及其在现代化工生产中的核心地位。我们将分析化工过程的基本特性，如动态性、非线性、时滞等，并阐述这些特性对自动化控制提出的挑战。随后，我们将详细介绍自动控制的基本概念，包括反馈控制、前馈控制、串级控制、比值控制等，并解析不同控制策略在化工过程中的适用场景和优缺点。同时，本书还将引入系统辨识的概念，介绍如何通过实验数据建立化工过程的数学模型，为后续的控制系统设计奠定基础。 第二部分：自动化仪表与传感技术 在本部分，我们将聚焦于化工过程中各种关键参数的测量仪表。详细介绍温度、压力、流量、液位、浓度、pH值等物理量和化学量的传感器原理、结构、选型原则以及在不同工况下的应用特点。本书将涵盖传统的仪表技术，如热电偶、电阻温度计、差压变送器、涡轮流量计等，并深入介绍先进的智能传感器技术，如红外、激光、超声波、色谱等，以及它们如何提升测量精度和可靠性。此外，还将讨论仪表信号的转换、传输以及在恶劣化工环境下的防护措施。 第三部分：控制系统硬件与软件平台 本部分将重点介绍实现自动化控制所需的硬件设备和软件平台。详细阐述可编程逻辑控制器（PLC）、分布式控制系统（DCS）以及可编程自动化控制器（PAC）的核心功能、体系结构、编程方法和在化工生产中的部署应用。我们将分析不同控制系统平台的优劣势，以及如何根据生产规模、控制复杂度、投资预算等因素进行合理选型。此外，还将介绍人机界面（HMI）的设计理念和应用，以及如何通过SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统实现生产过程的集中监控和数据管理。 第四部分：先进控制策略与应用 在掌握了基础理论和硬件平台后，本部分将深入探讨更为先进的控制策略。我们将详细介绍模型预测控制（MPC）的原理、算法和在复杂化工过程优化中的应用，例如炼油、乙烯裂解等。同时，还将讲解自适应控制、模糊控制、神经网络控制等智能控制方法，以及它们在解决非线性、时变系统控制难题时的优势。本书还将涉及过程优化、故障诊断与容偏（FDD）等高级主题，探讨如何利用先进控制技术提升过程的经济效益和运行稳定性。 第五部分：系统集成、安全与维护 自动化控制系统的成功实施离不开系统的集成、安全性和可靠的维护。本部分将介绍如何将仪表、控制设备、上位机系统等进行有效的集成，构建稳定可靠的自动化运行体系。我们将深入探讨化工自动化系统的网络安全问题，包括信息安全威胁、防护策略以及相关的行业标准。此外，还将详细阐述自动化控制系统的日常维护、故障排除、定期校验和升级换代的重要性，以及如何建立有效的维护流程，确保系统的长期稳定运行。 第六部分：案例分析与未来发展 本书最后将通过多个实际的化工生产过程案例，直观展示自动化仪表与控制技术的应用效果。例如，将深入分析精馏塔的控制策略、反应器的温度与压力控制、污水处理厂的自动化管理等。通过这些案例，读者可以更清晰地理解理论知识在实践中的应用，并从中学习到解决实际问题的经验。最后，本书还将展望化工过程自动化仪表与控制技术的未来发展趋势，如工业物联网（IIoT）、大数据分析、人工智能在过程控制中的应用、数字化转型等，为读者描绘自动化技术在未来化工生产中的广阔前景。 本书适合于化工、化学工程、自动化、机械工程等相关专业的学生、研究人员以及在化工行业从事生产、设计、运行、维护工作的工程师。通过阅读本书，读者将能够全面掌握现代化工过程自动化仪表与控制的核心知识，提升解决实际工程问题的能力，为推动化工行业的智能化、绿色化发展贡献力量。

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这本书给我最大的感受是“务实”和“前瞻性”的完美平衡。它扎根于当前成熟的工业标准和应用技术，确保读者学到的知识是立即可用的，能够立即应用到现有的生产线上。然而，它并没有止步于此，在接近尾声的章节中，作者开始展望未来，对工业4.0、云计算在过程优化中的应用、以及基于机器学习的自适应控制的潜力进行了审慎的探讨。这些前瞻性的内容并非空泛的科幻描述，而是建立在对现有技术瓶颈清晰认识的基础之上，提出了切实可行的研究方向和挑战。我特别欣赏作者对待新兴技术的态度——既不盲目追捧，也不一味排斥，而是用批判性的眼光去评估其在过程控制这一高可靠性领域的适用性。这本书的出版，无疑为新一代控制工程师提供了一份既能应对当前挑战，又能指引未来方向的权威指南。它不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的老工程师在为你规划职业发展路径。

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这本书的封面设计得十分简洁大气，灰蓝色的主调让人感觉沉稳可靠，正中央的抽象线条设计，仿佛是复杂控制回路的缩影，充满了工业美感。我一拿到手，就被这种低调的专业感吸引了。内页的纸张质量上乘，触感温润，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。装帧工艺也十分扎实，书脊的处理使得翻页过程非常顺畅，这一点对于需要频繁查阅的工程技术书籍来说，简直是福音。排版布局是这本书的一大亮点，图文混排的恰到好处，关键公式和重要的概念都有清晰的边框或不同的字体进行突出显示，让人在快速浏览时也能迅速抓住重点。章节之间的逻辑衔接做得非常自然流畅，即便是跨越了多个专业领域的内容，作者也总能找到巧妙的过渡句，引导读者平稳地进入下一个知识模块。尤其是那些复杂的流程图和系统架构图，线条清晰，标注详细，即便是初次接触这些概念的读者，也能通过图示建立起宏观的认知框架。这种对细节的极致追求，体现了出版方对专业读者的尊重，也极大地提升了阅读体验。

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这本书的内容深度和广度令人印象深刻，它绝不是那种浮于表面的概览式手册，而是真正深入到了过程控制系统的核心原理和实践层面。开篇对自动控制理论的复习，没有浪费笔墨做无谓的重复，而是直奔工业应用场景中的痛点，比如如何处理非线性和时滞问题，这一点让我耳目一新。随后进入到传感器与执行器的选型和集成部分，作者对各种新型智能传感器的介绍，尤其是对数字孪生在现场设备层面的初步应用探讨，显示出作者紧跟行业前沿的视野。最让我受益匪浅的是关于控制策略的论述，从经典的PID调优到现代的先进控制（如MPC），作者不仅详细讲解了数学模型，更结合了实际化工、电力等不同行业案例，拆解了每种策略在不同工况下的优缺点和实施难点。书中对于系统安全性和可靠性设计的章节，更是极具价值，涵盖了故障诊断、冗余设计和网络安全防护的最新标准，这对于保障大型生产设施的稳定运行至关重要。

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阅读过程中，我深刻体会到作者在文字表达上的严谨与克制，用词精准，绝不拖泥带水，这对于理工科书籍来说是至高无上的优点。例如，在讨论模糊控制和神经网络控制的融合应用时，作者并没有陷入过多的哲学思辨，而是直接给出了一个清晰的数学框架和可验证的性能指标对比。书中的例题设计得非常巧妙，它们往往不是孤立的数学练习，而是源于真实工业控制场景的简化模型，比如一个高精度温控炉或者一个复杂反应釜的套D控制系统。完成这些例题后，读者不仅掌握了计算方法，更重要的是理解了如何将理论转化为实际可操作的工程方案。此外，书中对软件工具的引用也非常客观，没有偏袒任何一家商业软件，而是侧重于介绍背后的算法实现逻辑，这使得我们能够触类旁通，无论未来使用何种平台，其底层思想都是相通的。这种‘授人以渔’的教学理念，让这本书的价值超越了时效性，成为了一本可以长期参考的工具书。

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这本书的结构安排极具匠心，它仿佛是为一位有志于成为资深控制工程师的读者量身定制的路线图。它没有将理论和实践割裂开来，而是采用了一种螺旋上升的讲解模式。第一遍接触某个概念时，给出一个直观的、宏观的解释；当后续章节深入到更复杂的集成或优化问题时，再回过头来对初级概念进行更深层次的数学剖析和工程验证。这种设计极大地降低了初学者的入门门槛，同时又保证了资深人士能够从中挖掘出新的思考角度。特别是关于项目实施和调试维护的部分，它详细列出了从现场调试到系统升级的全生命周期管理流程，这在很多同类书籍中往往是被一笔带过的部分。作者用详实的篇幅描述了“调试现场”会遇到的各种突发状况和排故思路，这其中的经验总结，是金钱和时间都难以买到的宝贵财富，对于刚步入职场的工程师来说，简直是及时雨。

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