具体描述
《热力过程自动化(第2版)》介绍了热工测量的基本知识及温度、压力、流量、水位、氧量等常用参数的概念、测量原理和测量仪表。在此理论基础上，介绍了自动调节的基本知识以及调节规律，同时结合电厂实际介绍了集散控制系统、单元机组协调控制系统、炉膛安全监控系统、顺序控制系统、汽轮机数字电液控制系统、汽轮机组的旁路控制系统。《热力过程自动化(第2版)》在编写中理论联系实际，通过现场图片和录像、运行人员实际使用的操作软件、3D动画、幻灯片等来解释相关知识，力争将繁杂深奥的理论知识，演绎成通俗易懂，易于读者接受的概念。
《热力过程自动化(第2版)》可作为高职高专电力技术类电厂热能动力装置和火电厂集控运行专业的教材，也可作为电力职工大学、高等院校成人教育、函授相关专业的教材，并可供有关专业技术人员参考。
《智慧涌动：现代工业控制系统集成与优化》 内容概述： 在当今飞速发展的工业领域，效率、精准度和安全性已成为企业生存与发展的基石。传统的工业控制方法正逐渐显露出其局限性，难以应对日益复杂的生产流程和不断变化的市场需求。本书《智慧涌动：现代工业控制系统集成与优化》正是应时代而生，它并非聚焦于某个单一的热力过程，而是将目光投向了更广阔的工业控制系统集成与优化的前沿领域。本书深入探讨了如何将分散的自动化单元整合成一个高效、协同的整体，并在此基础上实现生产过程的深度优化，最终驱动工业生产力的飞跃。 本书共分为十章，每一章都围绕着工业控制系统的现代化建设展开，旨在为读者构建一个全面、系统的认知框架。 第一章：工业4.0与智能制造的基石——泛在互联的控制网络 本章将首先为读者描绘智能制造的宏伟蓝图，阐述工业4.0的核心理念。随后，重点将聚焦于构建智能制造“神经系统”的关键——泛在互联的控制网络。我们将深入剖析当前主流的工业通信协议，如Ethernet/IP、Profinet、Modbus TCP/IP等，分析它们的特点、优势与适用场景。同时，也会探讨物联网（IoT）技术在工业控制领域的应用，包括传感器、执行器、边缘计算设备如何实现数据的采集、传输与初步处理。我们将详细介绍工业以太网技术的发展趋势，包括实时性、带宽、安全性等方面的提升，以及如何通过网络架构设计来确保系统的可靠性和可扩展性。此外，本章还将涉及无线通信技术（如Wi-Fi、LoRa、5G）在工业场景中的部署与挑战，以及如何构建安全可靠的工业无线网络。 第二章：数据驱动的决策——工业大数据采集、存储与分析 数据是现代工业的血液。本章将重点讲解如何高效地采集海量的工业生产数据。我们将讨论不同类型传感器（温度、压力、流量、液位、振动等）的选型、安装与维护，以及数据采集频率、采样方式等关键参数的确定。在数据存储方面，本书将详细介绍关系型数据库、时序数据库、NoSQL数据库在工业大数据场景下的应用，并分析它们的优劣势。重点将放在如何构建一套能够应对海量高并发数据写入的存储系统。数据分析是实现价值转化的核心环节。本章将介绍数据预处理技术，如数据清洗、去重、异常值检测。随后，我们将深入讲解常用的工业大数据分析方法，包括统计分析、机器学习算法（如回归分析、分类算法、聚类算法）、深度学习模型（如卷积神经网络CNN、循环神经网络RNN）在故障预测、性能优化、过程监控等方面的应用。我们将通过实际案例，展示如何从复杂的数据中挖掘有价值的洞察，指导生产决策。 第三章：从感知到认知——智能传感技术与嵌入式系统应用 本章将把焦点放在“感知”层面的智能化。我们将深入探讨先进的智能传感技术，例如视觉传感器（图像识别、目标检测）、声学传感器（噪声监测、异常诊断）、化学传感器（气体浓度监测、成分分析）等。我们将分析这些传感器的基本原理、技术特点以及在不同工业过程中的典型应用。同时，本章将重点介绍嵌入式系统在工业控制中的核心作用。我们将分析嵌入式硬件平台（如ARM、x86架构的处理器、FPGA）的选择依据，以及RTOS（实时操作系统）在工业实时性要求下的重要性。我们将详细介绍嵌入式软件开发的关键技术，包括驱动程序开发、中间件应用、以及如何在嵌入式平台上实现数据采集、信号处理和基础控制逻辑。此外，本章还将探讨边缘计算在智能传感领域的应用，如何将部分数据处理能力部署在传感器端，降低网络负载，提升响应速度。 第四章：精准执行的艺术——先进执行器与运动控制技术 如果说智能传感是工业的“眼睛”和“耳朵”，那么执行器就是工业的“手”和“脚”。本章将聚焦于各类先进执行器的技术原理、选型与应用。我们将详细介绍伺服电机、步进电机、液压系统、气动系统等不同类型执行器的技术特点、控制方式（如PID控制、模糊控制、模型预测控制）以及在精密定位、速度控制、力矩控制等方面的性能表现。运动控制是实现精确动作的关键。本章将深入讲解多轴联动控制、轨迹规划、插补算法等核心技术，以及如何通过协同控制来完成复杂的机械运动。我们将探讨机器人控制系统在工业自动化中的应用，包括工业机器人、协作机器人等，以及它们在装配、焊接、搬运等场景下的集成与编程。此外，本章还将涉及先进的执行器驱动技术，如PWM（脉冲宽度调制）、电流控制等，以及如何优化执行器的动态性能。 第五章：全局视角的掌控——分布式控制系统（DCS）与可编程逻辑控制器（PLC）的演进 本章将深入探讨现代工业控制系统中两大核心平台——DCS与PLC的演进与融合。我们将详细介绍DCS在大型复杂过程控制中的优势，包括其集中管理、分散控制的架构特点，以及在化工、电力、制药等行业的广泛应用。我们将分析DCS的硬件构成（控制器、I/O模块、操作员站、工程师站）和软件功能（组态、监控、报警、历史数据）。随后，我们将聚焦于PLC在离散制造、中小型自动化系统中的应用。我们将解析PLC的梯形图、指令表、功能块图等编程语言，以及如何通过PLC实现逻辑控制、顺序控制、定时计数等功能。重点将放在PLC向更高级别功能（如运动控制、过程控制）的演进，以及与MES（制造执行系统）等上层系统的集成。本章还将探讨DCS与PLC在技术上的融合趋势，以及如何构建更加灵活、高效的混合控制系统。 第六章：跨越界限的协同——制造执行系统（MES）与企业资源计划（ERP）的集成 本章旨在打破自动化控制系统与企业管理系统的壁垒，实现信息流的顺畅贯通。我们将详细阐述MES在连接车间层与企业管理层之间的关键作用。我们将分析MES的核心功能，包括生产计划调度、物料跟踪、质量管理、设备管理、绩效分析等，以及如何通过MES实现生产过程的可视化和精细化管理。随后，我们将探讨ERP系统在企业资源规划与整合方面的作用，包括财务、人力资源、供应链、销售等模块。本章的重点将放在MES与ERP之间的集成策略与实现方式，例如通过API接口、数据共享平台等方式，实现生产订单的下发、物料需求的反馈、生产数据的上传等。我们将通过实际案例，展示如何通过这种集成，实现生产计划的快速响应，优化资源配置，提升企业整体运营效率。 第七章：面向未来的安全——工业网络安全与风险管理 随着工业自动化程度的提高，网络安全问题日益凸显。本章将以前所未有的重视程度，探讨工业控制系统（ICS）的网络安全。我们将分析工业网络面临的典型威胁，如恶意软件攻击、DDoS攻击、数据篡ting、物理入侵等，以及这些威胁对生产过程可能造成的严重后果。本章将详细介绍工业网络安全的基本原则，包括纵深防御、最小权限原则、安全审计等。我们将探讨工业防火墙、入侵检测/防御系统（IDS/IPS）、VPN（虚拟专用网络）在保护工业网络方面的作用。同时，本章还将涉及安全协议（如TLS/SSL）的应用，以及如何对工业控制设备进行安全加固。除了技术防护，风险管理也至关重要。我们将介绍风险评估方法，如威胁建模、漏洞扫描，以及如何制定应急响应计划，最大限度地降低安全事件的影响。 第八章：智慧决策的引擎——高级过程控制（APC）与模型预测控制（MPC） 在复杂且动态变化的工业过程中，传统的PID控制已难以满足优化生产效率和节能降耗的需求。本章将深入探讨高级过程控制（APC）技术。我们将重点讲解模型预测控制（MPC），分析其核心思想——利用过程模型预测未来一段时间的系统行为，并通过优化算法来计算最优的控制策略。我们将深入剖析MPC的建模技术，包括机理建模、数据驱动建模等，以及如何构建准确的预测模型。本章将详细介绍MPC在多变量耦合控制、约束优化等方面的优势，以及其在炼油、化工、电力等行业的成功应用案例。此外，我们还将介绍其他APC技术，如内部模型控制（IMC）、自适应控制等，并分析它们的特点与适用场景。通过APC技术，企业能够实现对生产过程的更深层次的理解和更精密的控制，从而提高产品质量、降低能耗、减少排放。 第九章：自动化系统的生命周期管理——设计、实施、维护与升级 一个成功的自动化系统并非一蹴而就，其背后是贯穿整个生命周期的精细化管理。本章将从自动化系统的全生命周期视角出发，为读者提供全面的指导。在设计阶段，我们将探讨需求分析、系统架构设计、软硬件选型、风险评估等关键环节。在实施阶段，我们将聚焦于项目管理、现场调试、集成测试、用户培训等内容。在运行维护阶段，我们将强调设备的预防性维护、故障诊断与排除、系统性能监控、数据备份与恢复等。而对于系统的升级换代，本章将讨论如何进行技术评估、制定升级方案、最小化停机时间、以及如何处理遗留系统与新技术的兼容性问题。我们将强调“文档管理”在整个生命周期中的重要性，并提供一套完整的文档管理体系的构建思路。 第十章：面向未来的趋势——人工智能、数字孪生与可持续发展 本章将展望工业自动化控制系统的未来发展方向。我们将深入探讨人工智能（AI）在工业控制领域的应用，包括AI在预测性维护、智能故障诊断、自主优化、异常检测等方面的潜力。我们将讨论机器学习、深度学习、强化学习等AI技术如何赋能工业自动化。随后，我们将详细介绍数字孪生（Digital Twin）的概念及其在工业自动化中的应用。我们将分析如何构建高保真的数字模型，实现对物理实体的实时监控、模拟仿真、性能预测和优化。数字孪生将成为实现“虚拟调试”、“远程运维”和“智能决策”的关键技术。最后，本章将强调工业自动化与可持续发展的融合。我们将探讨如何利用自动化技术实现能源效率的提升、环境污染的减排、以及资源利用的最大化。本书将通过前瞻性的视角，引导读者关注工业自动化在构建绿色、智能、可持续的未来工业体系中的重要作用。 《智慧涌动：现代工业控制系统集成与优化》是一本面向工业界专业人士、工程技术人员、自动化领域研究者以及对工业自动化感兴趣的读者的专业书籍。它以系统化的理论知识、详实的案例分析和前瞻性的技术展望，为读者提供了一份宝贵的参考指南，帮助他们理解和驾驭现代工业控制系统的复杂性，实现生产过程的智能化、高效化和可持续化发展。
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