A Real-Time Approach to Process Control pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Wiley

作者:William Y. Svrcek

出品人:

页数:344

译者:

出版时间:2006-09-25

价格:USD 190.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780470025338

丛书系列:

图书标签:

• Process Control
• Real-Time Systems
• Control Theory
• Chemical Engineering
• Automation
• Feedback Control
• Industrial Automation
• Modeling
• Simulation
• Optimization

《工业自动化与系统集成：面向未来制造的实践指南》 作者： [此处留空，或填写虚构的资深工程师/教授姓名] 出版信息： [此处留空，或填写虚构的出版社及年份] --- 内容简介 在数字化转型浪潮席卷全球的今天，工业制造正经历着前所未有的深刻变革。传统的自动化解决方案正逐步被更具前瞻性、集成性和柔性的新一代工业系统所取代。《工业自动化与系统集成：面向未来制造的实践指南》正是为应对这一时代挑战而精心撰写的一部综合性技术专著。本书深度聚焦于现代工厂对高效、智能、互联系统的迫切需求，为工程师、系统架构师、项目经理乃至高层决策者提供了一套全面、实用的方法论与技术蓝图。 本书摒弃了对单一控制理论的深入剖析（例如实时性、特定算法的优化），转而将视角提升至系统层面和集成层面，探讨如何构建一个能够支持工业4.0愿景的复杂制造生态系统。全书结构严谨，内容紧密围绕“集成化思维”与“全生命周期管理”展开。 --- 第一部分：现代工业系统架构的演进与基础重构 本部分首先回顾了工业控制系统（ICS）从PLC/DCS时代向网络化、柔性化架构演进的历史脉络，并着重阐述了面向未来制造的分层解耦思想。 1.1 工业系统的新范式：从垂直集成到水平集成 本章详细分析了传统“泰勒式金字塔”模型的局限性，并系统介绍了基于ISA-95/Purdue模型的现代分层架构（Level 0至Level 4）如何在云边端协同的背景下进行功能重构。重点讨论了如何通过功能虚拟化（Function Virtualization）来解耦硬件依赖，实现控制功能的灵活部署。 1.2 工业通信的泛在化：TSN、5G与OPC UA的融合应用 可靠、低延迟且高带宽的通信是系统集成的基石。本章深入探讨了面向确定性实时需求的时间敏感网络（TSN）技术栈，分析其在现场总线替代中的潜力。同时，本书详细比较了基于传统以太网、TSN以及工业5G在不同应用场景下的适用性，并详述了OPC UA作为跨域数据模型和通信中间件的关键作用，强调其在构建统一信息模型（Information Model）中的核心地位，而非简单地作为数据传输协议。 1.3 嵌入式平台与边缘计算的部署策略 随着控制逻辑向更强大的计算单元迁移，边缘侧的计算能力变得至关重要。本章涵盖了工业PC（IPC）、嵌入式系统（如基于ARM/x86的SoM）在自动化系统中的选型标准。重点介绍了工业边缘计算（Industrial Edge Computing）的架构模式，包括数据预处理、本地AI推理和安全隔离机制的实现，旨在将高级分析能力推至靠近物理过程的边界。 --- 第二部分：系统集成与跨域数据建模 系统集成绝非简单的设备连接，而是涉及语义理解、数据治理和标准化的复杂工程。本部分是本书的核心，提供了实现异构系统互操作性的具体方法。 2.1 异构设备的互操作性挑战与数据语义化 不同制造商、不同代际的设备使用着不同的协议和数据格式。本章提供了系统性地解决这一“巴别塔”困境的方案，侧重于数据建模（Data Modeling）而非单纯的协议转换。详细介绍了如何使用Asset Administration Shell (AAS) 概念，为物理资产创建数字孪生描述符，从而实现跨平台、跨系统的语义级互操作性。 2.2 MES/ERP与运营技术（OT）层的深度集成 信息流动的畅通是实现柔性制造的前提。本书提供了MES（制造执行系统）与上层ERP（企业资源规划）系统集成的最佳实践，强调双向、事件驱动的数据交换机制。重点分析了如何通过标准化接口（如基于Web Services或微服务架构）来管理生产调度、物料跟踪和质量数据的实时同步，避免传统接口的脆弱性。 2.3 构建信息物理系统（CPS）的集成框架 信息物理系统是实现智能制造的载体。本章从系统工程的角度，阐述了CPS的组件构成、交互模式和集成验证流程。着重讲解了如何使用系统集成方法论（System Integration Methodology）来管理复杂的软硬件接口，确保反馈回路的稳定性和可预测性。 --- 第三部分：面向智能制造的集成实践与生命周期管理 本书的后半部分将理论转化为可操作的工程实践，关注如何通过集成实现制造系统的智能化升级和长期维护。 3.1 数字化孪生（Digital Twin）在系统集成中的角色 本书将数字化孪生视为一个动态、集成的模型，它不仅用于仿真，更重要的是作为集成和验证的平台。详细介绍了如何将实时OT数据、设计模型（CAD/CAE）以及历史绩效数据融合成一个统一的数字视图。重点讨论了如何利用此孪生体进行离线调试、预测性维护策略的验证以及生产流程的优化迭代，极大地缩短了系统上线周期。 3.2 工业安全集成与系统韧性 随着系统互联的加深，网络安全风险急剧上升。本章不再将安全视为附加模块，而是将其内建于系统集成设计之初。深入探讨了安全纵深防御（Defense-in-Depth）在OT环境中的具体实施，包括网络分段（Zero Trust原则在OT中的应用）、身份与访问管理（IAM）在控制网络中的部署，以及安全事件的集成监控与响应机制。 3.3 维护、升级与可持续性：系统集成生命周期管理 一个成功的系统集成项目必须具备长久的生命力。本章强调了系统文档化、版本控制和兼容性管理的重要性。讨论了如何利用集成平台提供的集中化管理工具，有效地进行远程诊断、软件补丁管理和跨代设备平滑过渡（Migration Path Planning），从而确保制造资产的长期投资回报率和可持续运行能力。 --- 目标读者 本书面向具备一定自动化或计算机基础的工程技术人员、系统集成商、工厂IT/OT部门负责人，以及致力于工业互联网平台构建的研究人员和学生。它提供的不是某一特定控制算法的“菜谱”，而是一套构建、集成和管理下一代智能制造系统的工程化工具箱与思维框架。 ---

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