污水系统的仪表、控制和自动化 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国建筑工业出版社

作者:[美] 奥尔森

出品人:

页数:247

译者:

出版时间:2007-3

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787112095995

丛书系列:

图书标签:

• 环境工程
• 污水处理
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• 控制系统
• 自动化
• 工业控制
• 环境工程
• 给排水工程
• 传感器
• PLC
• SCADA

《工业流程优化与智能制造：新一代生产线控制技术与实践》 图书简介 本书深入剖析了现代工业流程管理、优化控制理论及其在智能制造环境中的前沿应用。全书聚焦于如何通过先进的自动化技术和数据驱动的策略，实现复杂工业系统的效率最大化、能耗最小化和产品质量的稳定提升。这不是一本关于特定设备或基础设施的书籍，而是着眼于驱动整个生产系统高效运行的底层逻辑、算法框架和集成方法论。 第一部分：现代工业流程的底层逻辑与架构 本部分首先建立了理解现代工业流程的宏观视角。它不再将工厂视为孤立的单元，而是视为一个由信息流、物流和能源流构成的复杂动态系统。 1. 流程建模与系统识别： 详细阐述了如何利用数学工具（如偏微分方程、状态空间模型、系统辨识理论）精确描述物理过程的动态特性。重点讨论了非线性、时滞系统和不确定性对建模带来的挑战，以及如何采用基于第一性原理和数据驱动相结合的混合建模方法。讨论了如何从海量生产数据中提取关键工艺参数，构建高保真度的数字孪生基础模型。 2. 过程控制理论的演进： 回顾了经典 PID 控制的局限性，重点介绍当代先进控制策略在应对高维、强耦合系统中的应用。详细讲解了模型预测控制（MPC）的原理、约束处理机制及其在跨部门资源调度中的应用潜力。此外，还探讨了鲁棒控制、自适应控制等技术，以确保系统在环境扰动和参数漂移下的稳定性与性能。 3. 分布式控制架构与信息集成： 探讨了从集中式到完全分布式控制架构的转变。阐述了工业物联网（IIoT）在数据采集和实时通信中的关键作用，以及如何构建分层的、具有高冗余和容错能力的控制网络。重点分析了操作技术（OT）与信息技术（IT）深度融合的必要性，确保控制系统能有效利用企业资源规划（ERP）和制造执行系统（MES）提供的高层级决策信息。 第二部分：智能优化与决策支持系统 本部分的核心在于如何利用数据智能提升流程的决策能力，实现从被动响应到主动预测和优化的飞跃。 1. 工业大数据分析与特征工程： 强调了工业大数据的独特性——高频、高噪声和高维度。讲解了如何进行有效的时序数据预处理、降维技术（如主成分分析、自编码器）的应用，以及如何从原始传感器读数中提取出对工艺状态具有实际指导意义的特征量。 2. 机器学习在流程优化中的应用： 深入探讨了深度学习模型（如循环神经网络 RNN、长短期记忆网络 LSTM、图神经网络 GNN）在预测设备健康状况（预测性维护）、异常工况识别和质量预测方面的具体实现。重点介绍了如何使用强化学习（RL）来训练控制代理，使其能够在复杂多目标优化场景下自主学习最优控制策略，尤其是在反应堆操作、混合配比优化等领域。 3. 实时优化（RTO）与高级调度： 阐述了如何将流程模型与实时经济目标相结合，构建实时的经济优化框架。详细介绍了先进调度算法（如混合整数线性规划 MILP、启发式算法）在生产计划、原材料分配和能耗管理中的应用，目标是确保生产过程始终沿着经济效益最高的路径运行，同时严格遵守安全与环境约束。 第三部分：安全、韧性与人机协作 现代工业系统不仅要求高效，更要求极端可靠性和安全性。本部分关注于系统的韧性设计和人机交互的未来形态。 1. 功能安全与网络安全： 强调了在高度互联的环境下，控制系统的功能安全（SIL/PL等级的实现）与网络安全（OT安全防护）同等重要。讨论了如何实施纵深防御策略，包括实时入侵检测系统、安全隔离机制，以及在控制回路中嵌入安全校验算法，防止恶意或偶然的外部干扰破坏生产连续性。 2. 系统韧性与故障恢复： 探讨了如何设计具有内在韧性的控制系统，使其能够在部分组件失效时，仍能维持关键功能运行。内容涵盖了冗余架构设计、模糊逻辑在故障诊断中的应用，以及快速状态重构和自愈合控制策略，确保系统能迅速从意外事件中恢复正常运行。 3. 人机交互界面（HMI）与增强现实： 关注操作员的认知负荷管理。介绍了新一代 HMI 设计原则，强调信息的可视化、情境感知和预警的有效性。探讨了如何利用增强现实（AR）技术，将实时数据、诊断信息和操作指导叠加到物理设备上，为现场维护和复杂操作提供直观支持，实现专家知识的有效传递。 总结 本书旨在为流程工业的技术人员、控制工程师和系统架构师提供一个全面且前瞻性的知识框架，指导他们理解并实施下一代工业流程的智能化升级。通过掌握这些前沿的控制理论、优化算法和数据科学工具，读者将能够设计、部署和维护更加高效、智能和可靠的工业生产系统。全书的重点在于理论与实践的紧密结合，强调跨学科知识的融合应用，以应对日益复杂的现代制造业挑战。

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从技术广度的角度来看，这本书显然存在明显的偏科现象。它在讲述传统仪表（如压力表、液位计）的安装原理时，展现了无可挑剔的深度和准确性。但一旦涉及到近些年来迅速发展的技术领域，比如先进过程控制（APC）、基于模型的预测控制（MPC）或者实时数据清洗算法，内容便戛然而止，或者只是用一两句话带过，仿佛这些技术与污水处理的“核心业务”毫不相关。这让这本书的适用范围被大大限制在了对老旧设施的改造或新建基础自动化系统的搭建。对于致力于优化能耗、提升出水水质稳定性，并希望引入AI辅助决策的专业人士而言，这本书提供的价值极其有限。它就像是为一辆经典老爷车精心绘制的维修手册，详尽且精确，但对于想要升级到电动动力系统的驾驶员来说，这份手册就显得有些过时了。期待中那种跨学科的融合与创新，在这本书里是找不到的。

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这本书的排版和图示设计简直是一场视觉灾难。如果说内容是骨架，那么图表就是血肉，而这本书的血肉看起来像是用最基础的绘图软件随便堆砌出来的。大量的示意图模糊不清，标注混乱，很多关键连接点和信号流向需要读者反复揣摩才能理解。更令人抓狂的是，很多流程图（P&ID）的符号使用与行业内普遍接受的ISO标准存在微妙的偏差，这在专业阅读中是致命的错误，因为它直接影响到现场人员的理解一致性。每次我试图对照书中的图纸来想象一个控制室的布局时，都需要花费额外的精力去“翻译”这些不标准的视觉语言。这极大地降低了阅读效率，也让这本书的专业权威性大打折扣。一本讲解“精确控制”的专业书籍，其自身的呈现方式竟然如此缺乏精确和规范，这无疑是一种讽刺。

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这本书，拿到手的时候，我的第一反应是——这封面设计得可真够朴实无华的，简直像一本老式教科书的翻版。翻开目录，一眼扫过去，什么“PLC编程基础”、“SCADA系统架构”、“传感器选型与校准”这些字眼就扑面而来。老实说，我本来是想找点关于“智慧水务”或者“物联网在环境监测中的应用”这类更贴近前沿科技的东西。结果呢，内容深度似乎还停留在上个世纪九十年代的自动化水平。大量的篇幅都在讲解如何用继电器逻辑搭建一个简单的联锁控制回路，或者如何手工绘制PFD图纸。对于一个已经习惯了云端部署和大数据分析的工程师来说，这种详尽到令人发指的底层硬件描述，简直就像是让我去学习如何用算盘记账。我理解基础知识的重要性，但这本书的“基础”未免也太基础了，少了一些能让人眼前一亮的创新视角，更多的是对既有标准的重复阐述。如果期待能从中窥见未来污水处理厂的智能化蓝图，恐怕要失望了。它更像是一本为初入职场的技工准备的，用来应付现场维护的工具手册，而非启发思维的学术专著。

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关于成本效益的考量，这本书的定价显得极其不合理。鉴于其内容深度主要集中在基础知识的罗列和对通用标准的复述上，市场上完全可以找到许多免费或价格低廉的在线教程和厂商白皮书来替代。这本书的价值点似乎仅在于它提供了一个“集合体”——将不同领域的零散知识点汇编成一本实体书。然而，这种集合的价值，在信息爆炸的时代已经被极大地稀释了。如果作者能将笔墨集中在某一两个复杂环节（比如高粘度污泥输送系统的防堵塞控制策略），并提供深入的实战案例和参数优化技巧，那么它的高价值或许可以被认可。但现在的内容，更像是对所有基础知识点进行了一次蜻蜓点水式的扫描，缺乏能够让读者产生“非读不可”感觉的独家干货，因此，从投资回报率的角度来看，它更像是一本昂贵的“知识汇总备忘录”，而非能带来职业突破的“专业指南”。

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这本书的叙事风格极其严谨，甚至可以说有些刻板到让人昏昏欲睡。作者似乎完全没有意识到，阅读体验也是学习过程中至关重要的一环。每一个章节都像是一份经过冗长审批流程的官方文件，充满了冗余的定义和引用的标准编号。例如，在讨论到流量计的安装精度时，作者用了整整三页的篇幅来引用不同国家和地区的不同规范，而对于实际操作中如何应对管道震动或流体脉冲的“野路子”经验却只字未提。这种过度依赖规范的写作方式，使得这本书在处理复杂、非标准工况下的实际问题时显得力不从心。我更希望看到的是一些鲜活的案例分析，哪怕是失败的案例也好，至少能让人明白在现实世界中理论是如何被打破或修正的。然而，书中所有的系统似乎都运行在一个完美无瑕、理论模型支撑的理想环境中，缺乏了真实工业现场那种混乱而充满挑战的“烟火气”。读完一章，我能记住很多术语，但却很难在脑海中勾勒出一个可运行的、有生命力的自动化流程。

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