自动化与仪表工程师手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:898

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出版时间:2010-1

价格:148.00元

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isbn号码:9787122039507

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• 自动化与工程设计
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• 测量技术
• 自动化测试

《工业自动化与过程控制理论与实践》 本书旨在为读者提供一个全面而深入的工业自动化与过程控制领域知识体系。全书围绕自动化技术的核心理念、关键技术以及在实际工业生产中的应用展开，旨在培养读者具备扎实的理论基础和解决实际工程问题的能力。 第一部分：自动化基础理论 本部分将从最基本的概念入手，逐步引导读者理解自动化系统的构成要素和工作原理。 绪论： 探讨自动化技术的定义、发展历程、重要性及其在现代工业中的广泛应用，阐述工业自动化的目标和基本特征。 自动控制理论基础： 详细介绍自动控制系统的基本组成，包括被控对象、控制器、传感器、执行器等。深入讲解系统的动态特性，如稳定性、响应速度、精度等，以及开环控制和闭环控制的原理及优劣。 数学模型与系统辨识： 阐述建立系统数学模型的方法，包括传递函数、状态空间方程等，并介绍系统辨识的基本概念和常用技术，以便对未知或复杂系统进行建模。 信号与系统： 介绍信号的基本类型（连续、离散、周期、非周期等）以及系统的基本性质（线性、时不变、因果性等）。讲解傅里叶分析、拉普拉斯变换等信号处理和系统分析的重要工具。 反馈控制理论： 深入讲解反馈控制的基本原理，包括负反馈、正反馈及其作用。详细阐述PID（比例-积分-微分）控制器的原理、参数整定方法（如Ziegler-Nichols法、临界比例法等）以及其在工程中的应用。 第二部分：现代自动化技术 本部分将聚焦于当前工业自动化领域的主流技术和关键设备。 可编程逻辑控制器（PLC）系统： 详细介绍PLC的硬件构成、指令系统、编程方法（如梯形图、指令表、功能块图等）以及在离散制造业和过程控制中的应用。讲解PLC的通信方式、网络结构以及与上位机、人机界面的接口技术。 分布式控制系统（DCS）： 阐述DCS的体系结构、功能特点、网络通信以及在大型连续生产过程中的优势。讲解DCS的组态、编程、操作和维护。 现场总线技术： 介绍现场总线（如Profibus、Foundation Fieldbus、Modbus等）的概念、通信协议、网络拓扑结构以及其在提高控制系统集成度、降低布线成本等方面的作用。 人机界面（HMI）与监控控制与数据采集（SCADA）系统： 讲解HMI的设计原则、功能以及在人机交互中的应用。阐述SCADA系统的组成、数据采集、数据处理、设备监控和报警管理功能，以及其在能源、交通、水务等领域的应用。 机器人与自动化生产线： 介绍工业机器人的基本类型、运动学与动力学、控制系统以及在装配、焊接、搬运等方面的应用。阐述自动化生产线的规划、设计与集成。 第三部分：过程控制与仪表 本部分将深入探讨在连续生产过程中广泛应用的控制策略和测量仪表。 过程控制基础： 介绍过程控制的基本概念，如测量、控制、调节等。讲解稳态分析、动态响应以及工艺变量（如温度、压力、流量、液位）的控制方法。 先进过程控制（APC）： 介绍模型预测控制（MPC）、模糊逻辑控制（FLC）、神经网络控制（NNC）等先进控制策略的原理、特点和应用，以及它们如何优化复杂系统的性能。 传感器技术： 详细介绍各种工业传感器的工作原理、技术参数、选型原则和应用。涵盖温度传感器（热电偶、热电阻）、压力传感器、流量传感器（涡轮、电磁、超声波）、液位传感器、物位传感器、位置传感器、力传感器等。 执行器技术： 介绍执行器（如阀门、电机、变频器）的工作原理、选型以及在实现控制信号输出方面的作用。 安全仪表系统（SIS）： 讲解安全仪表系统的设计理念、 SIL（Safety Integrity Level）等级、基本构成以及在保障生产安全中的关键作用。 第四部分：工业应用与案例分析 本部分通过具体的工业场景，将理论知识转化为实际应用。 典型工业过程的自动化解决方案： 选取石化、电力、冶金、食品饮料、制药等典型行业的生产过程，详细分析其自动化控制系统的设计思路、关键设备选型、控制策略应用以及实施效果。 系统集成与项目实施： 探讨工业自动化项目的全生命周期管理，包括需求分析、方案设计、设备采购、系统集成、现场调试、用户培训和售后服务。 工业物联网（IIoT）与工业4.0： 介绍 IIoT 的概念、关键技术（如大数据、云计算、边缘计算、人工智能）及其在提升工业生产智能化、互联化水平方面的潜力。探讨工业4.0的愿景和实现路径。 本书内容丰富，理论联系实际，旨在为从事工业自动化、过程控制、仪器仪表等相关领域的工程师、技术人员、科研人员以及相关专业的学生提供一本不可或缺的参考手册。通过学习本书，读者将能系统地掌握工业自动化的理论精髓，熟悉各种自动化技术与设备，并能够独立分析和解决复杂的工业自动化工程问题。

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这本《自动化与仪表工程师手册》真是为我们这些一线技术人员量身打造的宝典！我刚接手我们厂区老旧的 DCS 系统改造项目，面对一堆看不懂的旧图纸和杂乱的接线，简直一筹莫展。但捧起这本手册，简直像找到了指路明灯。它的内容编排逻辑性极强，从最基础的传感器选型和安装规范讲起，详细到不同介质（比如高粘度液体和腐蚀性气体）下，你应该选用哪种变送器，以及如何进行最小二乘法线性化处理，确保读数精准。我特别欣赏其中关于**模糊控制算法在复杂回路中应用**的那一章节，它没有停留在理论层面，而是提供了数个基于西门子 PCS 7 和 ABB 800xA 平台的实际应用案例，连同 PID 调谐的经验数据表格都整理得清清楚楚。前几天，我们遇到了一个反应釜温度控制的棘手问题，常规的串级控制怎么也无法消除震荡，我赶紧翻到关于**先进过程控制（APC）**的模块，按照书中指导设计了一个基于模型预测控制（MPC）的子系统，不仅快速解决了温控的波动问题，还提高了能耗效率。这本书的实用性远超一般的教科书，它更像是一个经验丰富的老工程师坐在你身边，手把手教你解决现场的疑难杂症。

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说实话，刚开始我对这本厚厚的《自动化与仪表工程师手册》抱有一丝怀疑，毕竟市面上这类工具书汗牛充栋，很多都是故纸堆里的老生常谈。但当我深入阅读后，发现它的深度和广度完全超出了我的预期。它没有仅仅停留在对传统气动和电动仪表的介绍上，而是花了相当大的篇幅去剖析现代工业通信协议的精髓。比如，关于**工业以太网和时间敏感网络（TSN）**的章节，对 OPC UA 和 Profinet IRT 的帧结构、实时性保障机制做了非常细致的对比分析，这对于我们正在向数字化车间迈进的企业来说至关重要。书中对网络安全和冗余架构的探讨也极其到位，它不仅列出了 ISO 27001 在工控领域的应用要点，还针对性地讲解了如何使用冗余 PLC 和双星拓扑结构来构建高可靠性的安全仪表系统（SIS）。这本书的价值在于它能够架起理论与前沿实践之间的桥梁，让读者在掌握基础原理的同时，能够跟上工业 4.0 的技术浪潮，尤其适合那些希望从传统自动化工程师向智能制造工程师转型的专业人士。

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这本手册的排版和图例设计堪称业内典范。我是一个视觉学习者，很多复杂的电气原理图和流程图我光看文字描述是很难理解的。但《自动化与仪表工程师手册》中几乎每一个关键概念都配有清晰、专业的**P&ID 图例**和**仪表安装剖面图**。例如，讲解流量计校验流程时，书中给出的不仅是公式，而是配有标准校准台架的实景照片，明确标注了标准器的位置和信号流向。更让我惊喜的是，它对**防爆电气设备**的描述细致入微。不同于其他书籍的简单提及，它深入讲解了 Ex d（隔爆型）、Ex i（本质安全型）的原理差异、安装要求、以及最重要的——现场维护和隔爆面检查的标准流程和记录表格模板。我上个月组织了一次特种作业培训，直接采用了书中关于静电接地和安全距离规范的章节作为教材，效果出奇地好，所有学员都对复杂规范有了直观的理解。这种“把图纸画给你看”的教学方式，极大地提升了学习效率和现场操作的准确性。

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如果说市面上的大多数手册是“是什么”的解释，那么这本《自动化与仪表工程师手册》就是“为什么会这样”和“如何修复”的终极指南。我个人对故障诊断和排除更感兴趣。书中有一个专门的版块致力于**常见仪表漂移和噪声抑制**的案例分析。它不是简单地告诉你“电磁兼容性很重要”，而是深入分析了射频干扰（RFI）是如何通过屏蔽层耦合到低电位信号线上的，并提供了详细的屏蔽层单点接地和多点接地适用场景的判断依据。在处理一个由变频器高频脉冲导致的控制信号失真问题时，我根据书中关于滤波电路设计和电缆敷设距离的建议，重新设计了部分走线方案，问题立刻迎刃而解，极大地避免了昂贵的设备更换。此外，手册中关于**仪表生命周期管理（ILM）**的章节也颇具启发性，它提供了一套系统的资产健康评估模型，帮助我们从被动的“坏了再修”转变为主动的预测性维护，这一点对于精细化管理生产设备至关重要。

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这本书的价值，更体现在它对于跨学科知识的整合能力上。自动化工程师的工作绝不是孤立的，它需要与机械、化学、电气等多个领域深度融合。《自动化与仪表工程师手册》在这方面做得极为出色。它在讲解**阀门执行机构选型**时，不仅仅停留在气动、电动层面，而是结合了流体力学特性，详细分析了不同控制阀（如蝶阀、球阀、球冠阀）的**Cv 值、泄漏等级和响应时间**如何影响过程稳定性，甚至穿插了关于阀门开关测试（STP）的规范要求。此外，书中对**过程安全仪表系统（SIS）的完整性等级（SIL）计算方法**的讲解，不仅涵盖了IEC 61511 标准的要求，还附带了大量的真实可靠性数据（PFD/PFH），让我能够自信地进行安全仪表功能的定级和设计。这使得我们团队在进行新装置的安全审查时，不再需要东拼西凑不同领域的资料，这本书几乎提供了一个一站式的、权威的参考平台，极大地提升了我们项目交付的专业度和规范性。

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知识点很齐全 但个人感兴趣的只是PID控制部分

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