网络控制技术及应用

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出版者:中国电力
作者:周洪
出品人:
页数:176
译者:
出版时间:2007-8
价格:18.60元
装帧:
isbn号码:9787508358536
丛书系列:
图书标签:
  • 网络控制
  • 工业控制
  • 自动化
  • 通信技术
  • 嵌入式系统
  • 单片机
  • PLC
  • SCADA
  • 物联网
  • 控制系统
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具体描述

本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

好的,下面是一份针对“网络控制技术及应用”这本书的简介,该简介旨在详细阐述其他相关领域的图书内容,避免提及或暗示您提到的原书主题: --- 《现代工业自动化系统设计与实践》 图书简介 本书全面深入地探讨了现代工业自动化系统的构建、配置、集成与优化,是一部面向工程技术人员、系统设计师以及高级自动化专业学生的综合性技术参考手册。在当前制造业向“智能工厂”转型的浪潮中,理解和掌握高效、可靠的自动化解决方案至关重要。本书正是为了填补理论与实践之间的鸿沟而编写,内容涵盖了从底层传感器技术到顶层制造执行系统(MES)的完整架构。 第一部分:工业现场层技术解析 本部分重点剖析了实现工业过程自动化的基础工具和技术。首先,我们详细阐述了各类工业传感器的原理、选型与应用场景,包括压力、温度、流量、液位以及视觉传感器的最新发展。讨论了如何根据过程变量的特性选择合适的信号调理电路,并确保数据采集的准确性和实时性。 接着,本书深入讲解了执行机构的设计与控制。伺服电机、步进电机、变频器(VFD)以及气动和液压执行元件的特性、选控方法和故障诊断被系统性地梳理。特别关注了高精度运动控制系统中,如何通过精确的负载匹配和动态补偿技术,实现复杂轨迹的平滑、快速跟踪。 在现场总线通信方面,本书侧重于工业以太网的底层实现与协议栈。我们详细分析了EtherCAT、PROFINET IRT以及Powerlink等实时工业以太网协议的数据帧结构、同步机制和确定性保障技术。此外,对传统现场总线如CANopen和DeviceNet在特定工业环境下的应用局限性与优势进行了对比分析。 第二部分:可编程逻辑控制器(PLC)的高级编程与集成 本部分是构建和管理自动化系统的核心。本书避开了基础的开关量编程介绍,直接进入了高级控制策略的实现。我们详细介绍了主流PLC平台(如西门子S7-1500系列、罗克韦尔ControlLogix系列)在面向对象编程(OOP)和结构化文本(ST)方面的最佳实践。 控制策略方面,本书提供了大量关于先进反馈控制算法的应用实例。内容包括但不限于:自适应PID控制器的参数整定方法、模糊逻辑控制器的设计步骤、模型预测控制(MPC)在多变量过程中的离线辨识与在线优化流程。针对间歇操作和批次过程,本书还引入了S88标准,阐述了如何通过配方管理和模块化单元设计,实现生产过程的柔性化调度。 人机界面(HMI)和SCADA系统的设计被视为操作员与设备交互的关键环节。本书强调了用户体验(UX)在HMI设计中的重要性,并探讨了如何构建支持多层级报警管理、趋势分析和历史数据追溯的现代化监控界面,确保操作安全性和过程透明度。 第三部分:制造执行系统(MES)与企业资源规划(ERP)的协同 随着工业4.0的推进,自动化系统不再是孤立的单元,而是需要与上层信息系统无缝对接。本部分聚焦于MES层的架构设计与数据集成。我们探讨了如何将PLC采集的实时操作数据,通过OPC UA等标准协议安全、可靠地传输至MES服务器。 内容涵盖了MES系统的核心功能模块,如生产调度管理(Scheduling)、质量追溯(Traceability)、设备综合效率(OEE)分析和物料流管理。书中提供了详细的数据库设计指南,用于存储高频次的过程数据和事件日志,并讨论了数据清洗和预处理技术,以保证上传至ERP层数据的准确性和一致性。 此外,本书特别关注了信息安全在工业控制环境中的重要性。我们系统性地介绍了ISA/IEC 62443标准在OT(操作技术)网络中的应用框架,包括网络分段策略、入侵检测系统(IDS)的部署以及对工控设备固件更新的安全管理流程。 第四部分:系统集成、调试与项目管理 成功的工业自动化项目依赖于严谨的工程管理和高效的调试流程。本书的最后一部分提供了从概念设计到最终移交的全生命周期管理方法。 在系统集成阶段,我们详细描述了多平台异构设备间的互操作性解决方案,特别是针对跨供应商系统的接口规范制定与验证。调试章节则侧重于“虚拟调试”的应用,利用仿真软件(如MATLAB/Simulink或特定PLC仿真工具)对控制逻辑进行预先验证,从而显著缩短现场调试时间并降低风险。 项目管理部分,本书结合实际案例,讲解了功能安全(Functional Safety)的生命周期管理,依据IEC 61508/61511标准进行风险评估、安全完整性等级(SIL)的确定和安全联锁系统的设计与验证。 本书旨在为读者提供一套全面、实用的工业自动化知识体系,帮助他们驾驭复杂多变的现代制造环境,实现更高水平的生产效率、质量和安全性。书中配有大量的工程图示、流程图和实际项目案例分析,理论深度与工程实用性兼备。 ---

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的视角非常独特,它成功地将**云计算和边缘计算**这些前沿技术与传统的网络控制论紧密地结合起来。我发现它与其他热门书籍最大的区别在于,它并没有将重点放在具体的云服务商API或者容器编排工具上,而是探讨了在分布式计算环境中,如何设计一套健壮的网络策略来确保跨数据中心或跨区域的负载均衡和容错性。作者对“分布式一致性”在网络控制中的体现有着深刻的洞察,比如如何通过Consensus算法(如Raft或Paxos的简化变体)来确保控制平面状态在多个网络控制器之间保持同步,这在SDN架构中是至关重要的。我尤其欣赏它对**网络虚拟化**的剖析,特别是Overlay网络和Underlay网络的解耦控制,它清晰地解释了VXLAN/NVGRE等技术背后的网络工程考量,而不是仅仅停留在“隧道技术”的层面。总而言之,它提供了一个宏观的视角,让我们理解在资源极大丰富的云时代,网络控制的复杂性并没有降低,而是从物理设备的限制转移到了逻辑抽象和分布式协调的挑战上。

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拿到这本书时,我本来是抱着“姑且看看吧”的心态,毕竟市面上讲“应用”的书往往内容浮于表面。然而,这本书在理论深度和工程实践的结合度上,超出了我所有预期。作为一名在企业网环境中摸爬滚打了多年的老兵,我最看重的是它对**工业控制系统(ICS)网络安全与可靠性**的关注点。很多通用网络书籍对工控环境的特殊性考虑不足,但《网络控制技术及应用》专门开辟了章节来探讨SCADA网络的安全隔离、实时性要求以及对延迟的极端敏感性。书中的案例分析,尤其是一些关于如何通过精确的QoS策略来保障生产线关键设备通信优先级的描述,简直是教科书级别的。我对比了我们部门近期一次关于MES系统数据同步延迟的故障排查记录,发现书中提到的那套基于时间敏感网络(TSN)的优化方案,正是我们当时尝试但未能完全实现的理论基础。它的讲解逻辑非常严谨,从网络层面的时钟同步误差到应用层的协议交互,层层递进,让人不得不佩服作者对底层细节的把握。读完这部分,我感觉自己对如何在“稳定压倒一切”的生产环境中引入更精细化的网络调优策略,有了一个全新的、更具操作性的认知。

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我对这本书的评价可以总结为一个字:**“硬核”**。我之前读过一些偏向于管理和运维的书籍,它们更多是教你如何使用现有的管理工具去“看”网络,但这本书是教你如何“读懂”网络在做什么,甚至是如何“教”网络该怎么做。它的数学基础非常扎实,特别是关于**反馈控制理论**在网络流量调节中的应用那几章,涉及到了拉氏变换和状态空间模型,内容密度非常高,让人不得不放慢速度,反复咀嚼。这绝对不是一本可以让你在通勤路上轻松翻阅的书籍,它更像是一本需要你准备草稿纸和计算器的参考手册。例如,它对经典的TCP Reno和BGP的路径选择算法的推导过程,详细到每一步的数学推导和收敛性分析,这对于那些希望从事网络算法研究或者需要开发新型网络协议的工程师来说,提供了最原始、最纯粹的理论源泉。当然,这也意味着它对读者的先修知识有一定的要求,如果缺乏离散数学和线性代数的基础,可能会在某些章节感到吃力。但正是这份“硬核”,保证了其内容的长期有效性和深度。

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这本书的结构布局和章节过渡处理得极其流畅自然,这在技术书籍中是难能可贵的。它像一条精心铺设的管道,从最基础的信号传输模型开始,逐渐构建起复杂的协议栈,最终导向实际的系统设计。我特别喜欢它在每个关键理论点后穿插的**“实践启示录”**小节。这些小节常常用非常口语化的方式,将前面学到的抽象模型,立刻映射到我们日常会遇到的具体网络问题上,比如“为什么两个相邻的路由器在负载均衡时会产生不均衡的流量?”这类实际困扰。这种设计极大地增强了学习的代入感和知识的即时转化率。与我之前读过的许多理论教材相比,它没有让理论知识成为孤立的知识点,而是将它们编织成了一个有机的整体。例如,在讲完链路层协议的仲裁机制后,它马上就引出了网络层路由选择中的优先级处理,这种层层递进的叙事结构,让读者在不知不觉中就建立起了整个网络控制领域的知识地图。对于一个渴望系统性学习、避免知识碎片化的读者来说,这本书的组织方式本身就是一种技术上的成功。

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这本《网络控制技术及应用》简直是为我这种网络工程初学者量身定做的,完全颠覆了我之前对网络管理的刻板印象。一开始我对“控制”这个词还有点犯怵,总觉得跟硬件或者复杂的算法挂钩,但这本书的讲解方式非常亲民。它没有一上来就堆砌那些晦涩难懂的专业术语,而是从我们日常能接触到的网络现象入手,比如为什么有时候网页加载特别慢,为什么某些时段网络会卡顿。作者很巧妙地将网络拓扑、数据包传输路径这些抽象的概念,通过生动的比喻和图示清晰地展现出来。我印象最深的是关于拥塞控制的那一章,它不再是干巴巴的数学公式,而是像一个经验丰富的工程师在手把手教你如何给“交通要道”安排红绿灯,确保数据流既快速又稳定。特别是它对各种路由协议的深入剖析,无论是静态路由的简单直接,还是动态路由(如OSPF、BGP)的复杂博弈,都被拆解得井井有条,让我这个新手也能迅速掌握核心原理,而不是仅仅停留在配置命令的层面。这本书让我明白了,网络控制并不仅仅是维护现有系统的工具,更是一种预见性思维,学会如何预测瓶颈、提前干预,让整个网络系统保持最优运行状态。对于想要深入理解现代数据中心和SDN(软件定义网络)底层逻辑的人来说,这本书提供的扎实基础绝对是无价之宝。它提供的不仅仅是知识,更是一种解决实际问题的思路框架。

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