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出版者:7-122

作者:曲丽萍

出品人:

页数:181

译者:

出版时间:2007-6

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787122000705

丛书系列:

图书标签:

• 集散控制系统
• DCS
• 过程控制
• 自动化
• 工业控制
• 仪表
• 控制工程
• 应用实例
• 石油化工
• 电力系统
• 智能制造

《现代工业自动化概论》 本书旨在为读者全面而深入地剖析现代工业自动化这一复杂而迷人的领域。我们将从自动化技术的起源和发展脉络出发，逐步揭示其在当今工业生产中的核心地位和不可替代的作用。全书内容紧密结合实际应用，力求为读者构建一个清晰、系统的知识框架，帮助理解和掌握自动化技术的精髓。 第一章 工业自动化的基石：基本概念与发展历程 本章将首先界定工业自动化的核心概念，阐释其技术内涵，包括感知、决策、执行等关键环节。我们将追溯自动化技术的发展简史，从早期的机械化、电气化，到如今的数字化、智能化，梳理不同历史阶段的技术突破和代表性应用。通过回顾历史，读者可以更好地理解当前自动化技术的发展趋势和未来方向。 第二章 工业自动化的“神经系统”：传感器与仪表 传感技术是自动化系统的“眼睛”和“触角”，本章将详细介绍各类工业传感器的工作原理、性能特点以及在不同工业场景下的应用。内容涵盖温度、压力、流量、液位、位置、速度、力等常用物理量的传感器，以及图像传感器、气体传感器等特种传感器。同时，我们将探讨工业仪表在数据采集、信号处理和信息显示方面的作用，为后续章节打下基础。 第三章 工业自动化的“大脑”：控制器技术解析 控制器是自动化系统的核心决策单元。本章将深入剖析不同类型的工业控制器，包括可编程逻辑控制器（PLC）、分布式控制系统（DCS）以及更高级的工业计算机（IPC）。我们将详细讲解PLC的编程语言（如梯形图、指令表）、硬件架构以及在离散制造和过程控制中的应用。DCS的特点、优势及其在大型连续生产过程中的角色也将得到详尽阐述。此外，还将介绍工业PC在复杂控制任务和数据处理方面的能力。 第四章 工业自动化的“肌肉”：执行机构与驱动技术 执行机构是自动化系统将控制指令转化为实际动作的关键。本章将聚焦于各类工业执行机构，如电动机、液压缸、气动执行器、伺服系统等。我们将详细介绍它们的驱动原理、选型原则以及在不同应用场景下的具体配置。通过对执行机构和驱动技术的深入理解，读者将能够把握如何实现精确、高效的运动控制。 第五章 工业通信：连接自动化世界的桥梁 在现代工业自动化中，信息的高效、可靠传输至关重要。本章将系统介绍工业通信网络，包括现场总线技术（如PROFIBUS, PROFINET, CC-Link）和工业以太网。我们将阐述不同通信协议的特点、优势及其在自动化系统中的应用范围。同时，还将探讨工业无线通信技术的发展及其带来的灵活性和便利性。 第六章 过程控制系统：稳定、高效生产的保障 过程控制是工业自动化领域的重要分支，广泛应用于石油化工、电力、冶金、制药等行业。本章将深入讲解过程控制的基本原理，包括反馈控制、前馈控制、串级控制等经典控制策略。我们将详细介绍PID控制器的整定方法、参数优化以及在实际应用中的技巧。此外，还将探讨先进控制技术，如模糊控制、神经网络控制等在优化生产过程中的作用。 第七章 离散制造自动化：智能化生产的实现 离散制造自动化主要面向汽车、电子、机械等行业的装配、加工等环节。本章将重点介绍自动化生产线的设计、规划与优化。我们将探讨机器人技术在焊接、搬运、装配等方面的应用，包括工业机器人的类型、编程与集成。同时，还将介绍视觉检测系统在产品质量控制中的作用，以及自动化仓储与物流系统的构建。 第八章 工业物联网（IIoT）与智能化工厂 随着信息技术的飞速发展，工业物联网（IIoT）正深刻地改变着工业生产的面貌。本章将阐述IIoT的核心概念、关键技术（如边缘计算、大数据分析）及其在工业领域的应用。我们将探讨如何构建智能化工厂，实现设备互联互通、数据实时采集与分析、预测性维护以及更高级别的智能化决策。 第九章 自动化系统的集成与应用 本章将着眼于工业自动化系统的整体集成。我们将讨论如何将各种自动化组件（传感器、控制器、执行机构、通信网络）有机地结合起来，构建一个完整、高效的自动化系统。同时，还将结合不同行业的实际案例，展示自动化技术在提高生产效率、降低成本、提升产品质量、保障安全生产等方面的实际价值。 第十章 自动化技术的发展趋势与挑战 最后，本章将展望工业自动化技术的未来发展方向，包括人工智能在自动化中的深度融合、人机协作的模式创新、绿色自动化与可持续发展等议题。同时，也将探讨当前自动化技术发展所面临的挑战，如网络安全、技术人才培养、标准统一等，并提出应对策略。 通过本书的学习，读者将能够对现代工业自动化形成一个全面、系统的认知，掌握其核心技术原理，并能初步理解其在各个工业领域的广泛应用，为未来在自动化领域的学习、工作打下坚实的基础。

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这本书的深度无疑是毋庸置疑的，它成功地将控制工程、信息安全和高级优化算法熔于一炉。然而，这种“大而全”的学术包罗万象，反而稀释了针对某一具体问题的解决效率。例如，我期待看到如何处理时间序列数据中的异常值检测，或者如何利用机器学习模型进行设备健康管理（PHM）。书中确实提到了“基于高斯过程回归的故障预测”，但其论述停留在理论推导层面，缺乏一个完整的、可供复现的算法实现流程和数据集说明。总而言之，这本书更像是一部供研究人员梳理知识脉络、拓宽理论视野的参考书，对于那些专注于快速解决具体工程问题、需要直接代码片段或标准配置流程的工程师读者而言，可能需要配合其他更具实操性的资料才能达到最佳的学习效果。

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这本书的参考文献列表堪称一部小型的控制科学史。我注意到，作者引用了大量上世纪七八十年代的经典控制理论论文，这表明其理论基础极其扎实，并非只是对现有商业软件的简单复述。这种对基础理论的追溯，使得书中对于“自适应控制”和“最优控制”的讲解，建立在了坚实的数学基石之上。然而，这种深厚的理论底蕴，也带来了一个副作用：它几乎完全忽略了当前工业界主流使用的商业化软硬件平台。例如，我在寻找关于西门子PCS 7或艾默生的DeltaV系统如何进行高级功能块编程的实例时，一无所获。取而代之的是，作者花了大量笔墨构建了一个“假想的、理想化的分布式控制器模型”，并用该模型推导出了几条极具挑战性的性能指标。这使得这本书更像是一部面向未来控制系统架构的“概念蓝图”，而非一本指导当下工程实践的“工具书”。

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这本《集散控制系统及其应用实例》的厚度，初捧在手，着实让人感受到一份沉甸甸的学术分量。我本以为这是一本专注于某个特定领域，比如化工或者电力行业的深度技术手册，毕竟“集散控制系统”这个词汇本身就带着一种工业化的硬朗气息。然而，打开扉页，引入眼帘的却是对现代分布式计算架构的宏观探讨，以及对实时操作系统内核设计的细致剖析。书中用大量的篇幅，深入浅出地阐述了现代信息物理系统（CPS）的底层逻辑，从硬件抽象层如何高效地与上层应用进行数据交互，到如何构建健壮的容错机制以应对突发的环境干扰。特别引人注目的是，作者花费了相当大的篇幅去论述“模糊神经网络”在复杂系统建模中的应用潜力，这与我最初期待的纯粹的PLC/DCS编程指南大相径庭。书中引用的案例，与其说是“应用实例”，不如说是对控制理论在跨学科领域（如智能交通流优化）的前沿探索，这对于期望快速上手实践的工程师来说，可能需要一个知识结构上的适应期，但对于研究人员而言，无疑提供了一个极好的理论参照系。

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从排版和图示来看，这本书的设计风格非常朴素，几乎没有采用任何现代工业设计中常见的色彩渲染图或三维爆炸图来辅助理解。取而代之的是大量的流程图和黑白的信号时序图，线条清晰，但对于非专业背景的读者来说，辨识度不高。我本意是想了解如何利用物联网（IoT）技术将分散在车间的传感器数据实时汇聚到云端进行大数据分析，期待看到一些关于MQTT协议或边缘计算网关的实战部署案例。遗憾的是，本书对网络通信的讨论，主要集中在冗余环网协议（如MRP）的可靠性分析，以及如何在DCS网络中划分安全域（Security Zone）的策略上，侧重点明显偏向于传统过程控制的稳定性和可预测性，对于新兴的云原生、微服务化的控制架构鲜有涉猎，显得有些年代感。

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阅读体验上，这本书的叙事节奏颇为跳跃，仿佛作者在不同领域的知识壁垒间快速穿梭，缺乏一种线性的引导。前几章对于离散事件系统（DES）的数学建模和状态机理论的讲解，严谨得近乎苛刻，充满了大量的集合论和拓扑学的符号，让人不禁怀疑自己是不是错拿了一本高等数学辅导材料。我原本是想找一本关于如何优化SCADA界面的手册，学习如何设计更直观的人机交互（HMI）流程，来提高操作员的响应速度。然而，书中关于HMI的部分，仅仅寥寥数语带过，更多的是聚焦于数据压缩算法在低带宽网络环境下的优化策略，以及如何利用量子加密技术保障控制指令的安全性——这些内容，虽然技术含量极高，但对于我这种急需解决生产线上“按钮颜色是否科学”这类实际问题的读者来说，显得有些高深莫测，实用性打了折扣。

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