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页数:336

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出版时间:2010-1

价格:38.00元

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isbn号码:9787118065831

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工业自动化与控制系统集成：面向现代制造业的深度解析 本书导读： 在当今快速迭代的工业4.0时代，制造业正经历着前所未有的数字化和智能化转型。传统的机械操作和孤立的生产单元正在被高度互联、自我优化和数据驱动的智能工厂所取代。本书《工业自动化与控制系统集成》并非一本关于车辆维护或机械故障排除的手册，而是专注于解析驱动现代工业流程核心的复杂技术栈——从底层传感器到顶层企业资源规划（ERP）系统的全景式架构。 本书旨在为工程师、技术管理者以及对智能制造感兴趣的专业人士提供一个全面、深入且极具实践指导意义的框架，理解如何设计、实施、优化和维护复杂的工业自动化与控制解决方案。我们着重探讨的不是如何拧紧扳手，而是如何用算法和网络协议来指挥成千上万的设备协同工作。 --- 第一部分：自动化基础与控制理论的现代视角 (Foundations and Modern Control Theory) 第一章：工业控制系统的演进与当前格局 本章首先回顾了工业控制系统的发展历程，从早期的继电器逻辑到可编程逻辑控制器（PLC）的诞生，再到如今基于工业以太网和云计算的分布式控制系统（DCS）和监控与数据采集系统（SCADA）。我们将详细分析当前主流的控制架构，强调系统冗余性、安全性和可扩展性在现代工厂设计中的核心地位。重点讨论了控制系统如何从“反应式”转变为“预测式”。 第二章：传感器、执行器与数据采集的精度挑战 现代自动化依赖于对物理世界的精确感知。本章深入剖析了各类先进传感器技术（如高精度激光位移传感器、机器视觉系统、环境气体分析仪）的工作原理、选型标准及其在恶劣工业环境下的可靠性考量。同时，探讨了执行器（包括伺服电机、步进电机、高压液压系统）的动态响应特性与精度控制算法。核心内容在于如何处理和校准高频、多源异构的工业数据流，以确保控制回路的实时性和准确性。 第三章：核心控制算法与PID的超越 虽然比例-积分-微分（PID）控制依然是许多基础回路的基石，但本书将重点放在更先进的控制策略上。详细解析了模型预测控制（MPC）、自适应控制、模糊逻辑控制在处理非线性、多变量耦合系统中的应用。我们将用数学模型和实际案例演示，如何通过优化算法减少能耗、提高产品一致性，并应对生产过程中的动态变化。 --- 第二部分：集成化控制平台与网络架构 (Integrated Control Platforms and Network Architecture) 第四章：可编程逻辑控制器（PLC）的深度编程与高级功能 本章不局限于基础的梯形图编程。我们将聚焦于现代PLC平台（如西门子TIA Portal, 罗克韦尔 Studio 5000）的高级功能，包括面向对象的编程方法、功能块库的构建与复用、以及如何利用PLC实现复杂运动控制（CNC/机器人接口）。特别关注实时操作系统（RTOS）在确保控制周期确定性方面所扮演的角色。 第五章：分布式控制系统（DCS）与流程工业的稳定运行 针对化工、冶金、电力等流程行业，DCS是实现大规模、高稳定性的关键。本章详细拆解DCS的架构层次、冗余设计（硬件与软件层面的热备份）、操作员站（HMI）的设计原则，以及如何通过先进的报警管理系统（Alarm Management）来降低操作员的认知负荷，提升故障响应效率。 第六章：工业通信协议的互操作性与网络安全 这是集成化的核心难题。本章全面对比了传统总线（如Profibus, DeviceNet）与现代工业以太网协议（如Profinet, EtherCAT, OPC UA）。重点讲解了如何构建一个安全、高效的工业网络分层结构（ISA/IEC 62443标准），包括网络隔离、VLAN划分、以及如何部署工业防火墙和入侵检测系统（IDS）以抵御网络攻击。 --- 第三部分：面向未来的智能制造集成 (Integration for Future Manufacturing) 第七章：制造执行系统（MES）与生产调度优化 自动化系统产生的大量过程数据需要被有效地转化为可执行的生产指令。本章深入研究MES的功能模块，包括生产跟踪、物料平衡、质量管理和设备效率（OEE）的实时计算。我们将探讨MES如何与上层ERP系统进行数据交换，并向下层SCADA/PLC发出生产批次和配方调整指令。 第八章：工业物联网（IIoT）与边缘计算的应用 IIoT正在模糊OT（操作技术）和IT（信息技术）的边界。本章聚焦于如何将生产设备通过轻量级协议（如MQTT）连接到云端或私有云平台。详细分析了边缘计算（Edge Computing）在本地数据预处理、实时分析和快速决策中的作用，它如何减轻云端带宽压力，并实现对延迟敏感型任务的快速反馈。 第九章：数据驱动的预测性维护（PdM）与人工智能 本书的压轴部分探讨了如何利用控制系统中采集的海量历史数据，结合机器学习和深度学习模型，实现设备状态的实时评估与故障预测。我们将介绍信号处理技术、特征工程，以及如何将预测结果无缝地反馈到控制系统中，实现从“预防性维护”到“预测性维护”的质变。 --- 本书的独特价值： 本书避免了对特定品牌或单一应用场景的局限性描述，而是着眼于构建一个跨平台、跨协议、面向未来扩展的自动化系统思维框架。阅读本书，读者将掌握的不是某一个螺丝刀的使用方法，而是理解整个工厂大脑的运作逻辑，能够从系统集成的高度，设计出更具韧性、效率和智能的工业生产线。它代表了现代工程技术在复杂系统集成领域的尖端思考。

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这本书的排版和语言风格，让我感觉像是在看一本上世纪八十年代出版的、关于“如何成为一个更好的社区工作者”的教科书，只不过它被冠以了“汽车维修工”的名字。它似乎完全跳过了任何技术性的细节，转而深入探讨了维修工这个职业背后的“社会价值”和“道德伦理”。作者似乎更关注维修工如何与客户沟通，如何建立信任，以及如何在小镇的经济生态中扮演一个不可或缺的角色。我记得其中有一段，详细描述了一位维修工如何用他高尚的品德赢得了镇上所有人的尊敬，甚至描述了他在社区活动中组织篮球赛的场景。我对这种人际交往的描写并不反感，但它占据了全书90%的内容。我花了很大力气去寻找图解，哪怕是一个简单的电路图也好，结果发现，书中插图最多的是一些描绘着维修店门口热心助人场面的素描，线条简单，充满了理想主义的光辉，但对我的实际问题毫无帮助。如果说这本书的目的是培养具有高度社会责任感的“形象大使”，那它无疑是成功的；但如果目标是教会我如何识别并修复常见的发动机漏油问题，那它简直是一个彻头彻尾的失败。阅读过程中，我感觉自己像一个误入了历史系课堂的学生，周围的人都在讨论着历史事件的深远影响，而我只想知道那个“发动机”到底是怎么运作的。

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从书籍的结构来看，这更像是一部散文诗集，而不是一本技术手册。它的叙事极其跳跃，缺乏逻辑性和系统性。前一章还在娓娓道来一个维修工童年时期与他父亲在车库里度过的温馨夏日，充满了对逝去时光的怀念和感伤；后一章突然转入对现代工业设计美学的赞颂，从流线型的车身过渡到了文艺复兴时期的雕塑艺术，两者之间的联系非常牵强，全靠作者的个人情感串联。我甚至怀疑作者是否真的接触过汽车的内部结构。书中对工具的描述，也仅仅停留在对“工具的尊严”的哲学探讨上，比如，作者花了大量的笔墨来描绘一把生锈的扳手所承载的岁月的重量，而非其精确的尺寸规格或最佳的使用方式。我需要知道的是不同型号的扳手在拆卸特定部件时的力矩要求，而不是扳手如何“思考”——是的，作者似乎赋予了工具人类的情感。这种高度主观和艺术化的表达方式，使得任何试图从中提取实用信息的努力都变得异常困难。阅读这本书需要极大的耐心和对抽象概念的接受能力，对于追求干货和明确指令的我来说，这简直是一种折磨。

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这本书的语言风格是极其晦涩和充满术语的——但这些术语完全不是汽车工程领域的专业术语，而是被作者生造出来的、带有强烈个人色彩的“新词汇”。比如，他不用“活塞”而用“能量的推动者”，不用“变速箱”而用“动力的转换枢纽”。这种故意制造的“神秘感”让阅读过程充满了挫败感。我不得不频繁地在脑海中进行“术语翻译”，将作者那些华丽的辞藻还原成普通人能懂的机械名词，但这过程消耗了大量的认知资源，使得我对学习维修知识的热情逐渐消退。此外，书中对“速度”的理解也令人费解，它将汽车的极速性能与人类对超越平凡的渴望联系起来，用近乎宗教布道的语气来描述汽车引擎的轰鸣，仿佛那是一种神圣的仪式。我需要的，是如何调整化油器以应对高海拔地区的空气稀薄问题，书中对此只字未提，反倒是花了两章来讨论“速度与自由的辩证关系”。如果这本书的读者是专业的文学评论家，他们或许能从中品出一番韵味，但对于一个想自己动手解决问题的汽车爱好者而言，这简直是一本用华丽辞藻包装起来的“空心书”。

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这本书的叙事视角非常独特，它完全是以一个“旁观者”的身份来描绘汽车维修行业，而不是一个“参与者”。作者似乎从未真正弄脏过自己的手，他更像是一位人类学家，在一个高高的象牙塔里观察和记录着这个群体的生活状态。书中充满了对“车间气味”的细腻描写，比如柴油、机油、金属摩擦的热量混合在一起的味道，但这些描绘更多的是一种文学化的渲染，而不是作为诊断信息的一部分。他描述了学徒们如何被资深师傅斥责的场景，但斥责的内容是关于“职业操守”而不是“技术失误”。我期望看到的是关于诊断仪器的操作步骤详解，或者不同品牌汽车的常见故障代码解析，但这本书里找不到任何可以转化为实际操作步骤的信息。相反，它更像是一部关于“工人阶级情感图谱”的纪录片文稿。每当出现一个疑似技术名词时，作者都会立刻将其引向对社会阶层固化或劳动者尊严的探讨。我最终只能得出结论：这本书成功地描绘了一个维修工的“生活氛围”，但完全没有触及到“维修”的核心技术层面。它是一部关于“维修工是谁”的探讨，而不是“如何成为一个好的维修工”的指南。

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天呐，这本书简直是本“心灵鸡汤”大合集！我本来是想找本实用的东西，能帮我搞懂我那辆老福特为啥老是抖动，结果翻开来，全是什么“驾驭人生的方向盘”、“修补裂痕的不仅仅是车身”之类的哲学感悟。每一章的标题都充满了诗意和隐喻，比如“转弯的艺术与人生的抉择”、“机油的润滑与人际关系的维护”。我试着认真阅读了几页，发现作者用了大量的篇幅来描述一种“匠人精神”，但这个匠人精神不是体现在如何拧紧一颗螺丝上，而是体现在如何对待生活中的每一个小挫折。比如，他用一个熄火的场景来比喻中年危机，然后花了两页纸来论述“保持稳定的怠速”对于保持内心平静的重要性。说实话，如果我只是想读些励志散文，这本书或许能给我带来一些安慰，但作为一个急需知道如何更换刹车片的人来说，这简直是南辕北辙。封面设计倒是很吸引人，那辆复古老爷车看起来光彩照人，但内页的文字内容，与我期待的扳手、扭矩、故障码等关键词完全不沾边，感觉就像是买了一本精美的哲学导论，只不过它的封面借用了汽车的元素。我最终还是把这本书放回了书架，打算去二手书市场碰碰运气，希望能找到一本真正能让我动手操作的维修手册。这本书的阅读体验更像是一次冥想，而不是一次学习。

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