工业自动化仪表与系统手册（上册） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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《工业自动化仪表与系统手册》编辑委员会 编

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• 工业自动化
• 仪表
• 系统
• 控制系统
• 传感器
• 执行器
• PLC
• DCS
• 过程控制
• 自动化技术

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787508371177

版次：1

商品编码：10180747

包装：精装

开本：大16开

出版时间：2008-08-01

用纸：胶版纸

页数：821

字数：2154000

正文语种：中文

编辑推荐

　　本手册由中国仪器仪表学会、上海工业自动化仪表研究所组织编写，汇集了近百位工来仪表及系统控制方面的专家，是一本代表了国内该领域最高水平的实用手册。
　　本手册在表达方式上力求做到深入浅出、简明扼要、直观易懂、归类便查。读者在了解工业自动化仪表与系统的同时，也可起到备查、提示、启发的作用。
　　本手册可供工业自动化仪表与系统行业的科研、设计、制造、应用方面的工程技术人员参考使用，也可供大专院校有关师生参考。

内容简介

　　《工业自动化仪表与系统手册》汇集了近百位工业仪表及系统控制的专家，历时两年，为读者呈现出一本高品质的实用手册。本手册主要由基础和产品两部分构成，基础部分由总论和七篇组成，重7点介绍了工业自动化仪表与系统的共性技术和常用资料，共有24篇，总论1篇、基础部分7篇、产品部分由十六篇组成，涵盖检测、显示、控制、执行等各类仪表与系统。
　　本手册在表达方式上力求做到深入浅出，简明扼要、直观易懂、归类便查。读者在了解工业自动化仪表与系统同时，本手册也可起到备查、提示、启发的作用。
　　本手册可供工业自动化仪表与系统行业的科研、设计、制造、应用方面的工程技术人员参考使用，也可供大专院校有关师生参考。
　　本手册可供工业自动化仪表与系统行业的科研、设计、制造、应用方面的工程技术人员参考使用，也可供大专院校有关师生参考。

内页插图

目录

序
编辑说明
总论
第1篇 工业自动化仪表与系统常用术语和资料
第1章 工业自动化仪表与系统常用术语
1 通用术语
1.1 基础通用术语
1.2 数据和信号术语
1.3 静态和动态特性术语

2 功能术语
2.1 功能通用术语
2.2 信号和通信术语
2.3 测量术语
2.4 控制术语

3 硬件术语
3.1 硬件通用术语
3.2 测量硬件术语
3.3 控制和计算硬件术语
3.4 终端控制元件术语
3.5 监视硬件术语
3.6 辅助硬件术语
3.7 结构硬件术语
3.8 安全硬件术语

4 数字技术术语
4.1 数字技术通用术语
4.2 语言术语
4.3 程序设计术语
4.4 有关保证措施的术语
4.5 数字通信术语
4.6 数字硬件术语

5 保证和可靠性术语
5.1 保证和可靠性通用术语
5.2 有关试验的术语
5.3 有关程序的术语
5.4 有关可靠性和维护性的术语

6 工作条件术语
6.1 工作条件通用术语
6.2 有关温度、湿度和大气压的工作条件术语
6.3 有关电源的工作条件术语
6.4 有关机械影响的工作条件术语
6.5 有关腐蚀和侵蚀影响的工作条件术语

第2章 物理量的符号、单位
1 法定计量单位
1. 1 我国法定计量单位的构成
1.2 国际单位制
1.3 可与国际单位制单位并用的我国法定计量单位
1.4 法定计量单位的使用方法

2 常用的量和单位
2.1 空间和时间的量和单位
2.2 周期及其有关现象的量和单位
2.3 力学的量和单位
2.4 热学的量和单位
2.5 电学和磁学的量和单位
2.6 光及有关电磁辐射的量和单位
2.7 声学的量和单位
2.8 物理化学和分子物理学的量和单位
2.9 常用的原子物理学、核物理学及固体物理学的量和单位
2.10 常用的核反应和电离辐射的量和单位
2.11 特征数

3 单位换算
3.1 空间和时间的单位
3.2 力学单位
3.3 热学单位
3.4 电学和磁学的单位
3.5 光学、声学和电离辐射的有关单位

第3章 物质的性能和数据
1 基本与常用物理常数
2 一些固体物质的热性质
2.1 元素的物理性能
2.2 常用固体材料的性能
2.3 节流件和管道常用材质的线膨胀系数

3 一些液体的热性能
3.1 化工测量中常见液体的热性能
3.2 几种油的热性能
3.3 常用隔离液的热性质

4 一些气体的热性能
4.1 常用气体的热性质
4.2 气体的热导率、相对热导率及温度系数
4.3 常见气体在不同温度下的粘度和重度
4.4 空气在不同温度和不同压力下的热性质
4.5 空气的相对湿度和露点
4.6 大气压力、温度与海拔的关系

5 水和水蒸气的热性质
5.1 在不同大气压下水的沸点
5.2 饱和水、干饱和水蒸气及过热水蒸气的热性质
5.3 饱和气体的水分含量
5.4 水和水蒸气的动力黏度

6 物质的电、磁及其他性能6.1常用材料的电性能
6.1 液体的电导率及其温度系数
6.2 物质的热电子发射常数和二次电子常数
6.3 物质的功函数
6.4 物质的电离电压、激励电压和超电导跃迁温度
6.5 光的临界波长
6.6 氧浓差电池的氧浓差电动势与氧浓差的关系
6.7 软磁材料和硬磁材料的性能
6.8 热轧和冷轧硅钢片的电磁性能
6.9 电磁波谱和不同波长产生的颜色
6.10 媒质中的光速和折射率
6.11 介质中的声速
6.12 某些物质的辐射吸收系数

第4章 工业自动化仪表与系统标准化
1 标准与标准化
l.1 标准
1.2 标准化
1.3 标准化的作用
1.4 标准化的任务

2 标准的分类和编号
2.l 标准的分类
2.2 标准的编号
2.3 标准文献的分类
……

第2篇 检测技术
第1章 检测技术基础
第2章 常用检测原理
第3章 数字信号处理
第4章 流体力学与传热学基础

第3篇 自动控制理论基础
第l章 概论
第2章 线性连续反馈控制系统
第3章 非线性控制系统
第4章 线性离散控制理论简介

第4篇 自动控制系统
第1章 概论
第2章 过程建模和特性
第3章 控制器的控制规律
第4章 简单控制系统
第5章 复杂控制系统
第6章 先进控制系统

第5篇 可靠性工程
第1章 可靠性基本原理
第2章 可靠性预计、分配和分析
第3章 可靠性试验
第4章 提高仪表可靠性的设计方法
第6篇 环境适应性试验技术
第7篇 防爆安全技术
第8篇 温度测量仪表
第9篇 压力测量仪表
第10篇 流量测量仪表
第11篇 物位测量仪表
第12篇 机械量测量仪表

前言/序言

　　工业自动化仪表与系统是实现生产过程信息的获取、传递、转换、处理的自动化技术工具，广泛用于冶金、电力、石油化工、化学、机械、医药、轻工、纺织、建材等工业企业中，在农业生产、科学技术、国防建设以及人民日常生活中都有应用。
　　在现代化建设中，工业自动化仪表与系统产业是带动国民经济各部门技术进步、新老企业技术改造、提高劳动生产率、改善经济效益、开发和节约能源与材料、发展科学技术的先导性产业。工业自动化仪表与系统的装备水平在很大程度上反映出一个国家的生产力发展和观代化科学技术水平。
　　随着信息技术、控制技术、计算机技术和网络技术的高速发展，工业自动化仪表与系统的新技术、新产品、新系统不断涌现，为了认真总结我国工业自动化仪表与系统的科学技术成就和吸收国外的先进经验，提高广大工程技术人员的研发和应用水平，促进我国工_业自动化仪表与系统的技术进步，中国仪器仪表学会、上海工业自动化仪表研究所、中国电力出版社共同组织编写了《工业自动化仪表与系统手册》。
　　本手册包括基础理论和产品两大部分。基础理论部分由总论和1～7篇组成，重点介绍工业自动化仪表与系统的共性技术和常用资料。产品部分有16篇，涵盖各种检测(热工量、机械量、成分量)、显示、控制、执行仪表与系统。
　　本手册具有如下特点：
　　1．内容完整。能较全面地反映近期业自动化仪表与系统国内外水平，门类齐全，产品丰富，覆盖专业面广。
　　2．技术先进。根据近年来国内外科技、生产的发展，侧重编写先进的基础理论与产品’对工业自动化仪表与系统产业有一定的指导作用。例如，在基础理论中，编写了新型检测与控制技术、可靠性工程、环境适应性试验技术、防爆安全技术等内容；在产品中’编写了视频监控系统、可编程序控制器、集散控制系统、计算机控制系统、现场总线与以太网、自动化软件和管控一体化等新内容。
　　3．科学论证。本手册具有科学性，原理正确，结构合理，图表、公式、数据经得起论证和推敲。
　　4．突出实用。在基础篇中，着重推介各类产品在研究、设计、制造等方面的知识；在产品篇中，重点介绍应用技术方面的内容，如产品的安装、使用、维护、修理、校验与测试等。
　　《工业自动化仪表与系统手册》是一部专业手册，主要供国民经济各部门中从事工业自动化仪表与系统的工程技术人员查阅，也可供相关专业及教学、管理和其他有关人员参考。

工业过程控制与应用技术丛书——《过程控制系统设计与优化实践》 内容提要： 本书深入剖析了现代工业过程中控制系统从概念设计到实际部署、再到持续优化的全生命周期管理。它摒弃了单纯的理论堆砌，聚焦于工程实践中面临的真实挑战与解决方案。全书围绕先进过程控制（APC）、分布式控制系统（DCS）的集成应用、以及智能制造背景下的系统互操作性展开论述，旨在为过程控制工程师、系统集成商及相关技术管理人员提供一套系统化、可操作的指导手册。 第一章：现代工业控制系统架构演进与选型策略 本章首先追溯了控制系统从传统的单回路调节到集散控制（DCS）和可编程逻辑控制器（PLC）融合发展的历史脉络。重点探讨了当前工业现场主流的控制架构，包括基于以太网的控制网络、软硬件分离的控制平台以及云边协同的趋势。 控制系统分层模型再认识： 详细阐述 ISA-95 标准在现代工厂中的具体落地，特别是如何界定 L1（现场设备层）、L2（监控与控制层）、L3（制造执行系统/MES）之间的职责边界。分析了在不同行业（如石油化工、精细化工、电力等）中，DCS 与 PLC/PAC 的适用性对比，以及在混合系统中实现高效通信的策略。 新型传感器与执行器的集成挑战： 针对现场仪表向智能化、数字化升级的趋势，本章探讨了基于 HART、Fieldbus Foundation、Profibus PA 等现场总线技术与现代 DCS/PLC 的数据集成难度。重点分析了高精度、高可靠性仪表的选型标准，以及如何处理异构设备间的协议转换和数据一致性问题。 网络安全与冗余设计： 在控制系统日益网络化的背景下，网络安全成为核心议题。本章详细介绍了 Purdue 模型在安全隔离中的应用，以及如何构建“深度防御”体系。同时，对关键过程控制回路（如反应器温度、压力安全回路）的硬件冗余、软件冗余及系统切换策略进行了详尽的技术剖析。 第二章：过程控制回路的设计、调试与性能评估 本章是全书的技术核心，着重于传统 PID 控制回路的深度优化，并引入了先进控制方法的工程化应用。 PID 控制器参数整定与优化： 超越了传统的经验法和反应曲线法，本章引入了基于模型辨识的自整定技术（如增量式自整定、模糊自整定）。详细阐述了如何处理大延迟、强耦合、非线性等复杂工况下 PID 算法的局限性，并提供了串级控制、前馈控制的结构设计指南。 先进过程控制（APC）的工程实施： 重点介绍了基于模型预测控制（MPC）在复杂多变量系统中的应用。通过实际案例解析了 MPC 模型获取（系统辨识）、模型验证、约束处理以及在线优化模块的构建流程。探讨了模型失真对 APC 性能的影响及在线模型修正技术。 控制性能的量化评估（CPG）： 引入了过程控制性能指标（如 IAE、ISE、最大偏差、调节时间等）的计算方法。阐述了如何利用控制回路性能监控工具（如 CPG 软件）对现有回路进行基线测试，识别“潜藏的”性能损失点，并指导再调优工作。 第三章：分布式控制系统（DCS）的系统集成与维护 本章聚焦于大型控制系统平台的实施与运行维护，强调系统的可靠性、可扩展性与生命周期管理。 DCS 平台的功能模块解析： 详细对比了主流 DCS 平台（如西门子 PCS 7, 霍尼韦尔 Experion, 艾默生 DeltaV 等）在控制策略实现、报警管理、历史趋势分析等方面的设计哲学差异。探讨了如何根据项目需求，定制开发功能块库和人机界面（HMI）标准。 报警管理与人机工程学： 依据 EEMUA 191 标准，本章提供了先进的报警抑制、筛选、分类和响应流程设计方法。重点分析了“报警泛滥”的成因，并提供了基于事件优先级的动态抑制策略。在 HMI 设计方面，强调了状态可视化、操作员熟练度培养与认知负荷最小化原则。 系统升级、备份与故障恢复： 论述了控制系统在线升级（On-line Upgrade）的技术要求与风险控制，特别是在不停车或短停机时间内完成固件和软件版本的平滑过渡。提供了详尽的灾难恢复（Disaster Recovery）预案，包括热备份、冷备份的切换流程与数据一致性校验机制。 第四章：制造执行系统（MES）与过程控制的深度融合 本章探讨了控制层（L2）与信息层（L3）的有效对接，是实现智能工厂数据驱动决策的关键环节。 数据接口与信息标准化： 重点分析了 OPC UA（Unified Architecture）作为跨平台、安全数据交换标准的优势。讲解了如何利用 OPC UA 结构化数据模型（SDM）来实现现场仪表和 DCS 数据到 MES 数据库的映射，确保数据语义的统一性。 批次控制与序列化管理： 针对间歇式生产过程，详细阐述了 ISA-88 批次控制标准的结构化应用。如何使用 S88 模型构建灵活的配方管理系统（Recipe Management System），实现生产指令的自动下达、过程状态的实时追踪与批次记录的完整归档。 过程数据分析与优化闭环： 介绍了如何利用历史数据库（Historian）中的海量过程数据，结合统计过程控制（SPC）和数据挖掘技术，发现影响产品质量的关键工艺参数（KPPs）。强调了从数据分析结果反馈至控制层进行参数调整的优化闭环的构建流程。 结语： 《过程控制系统设计与优化实践》不仅仅是一本技术参考书，更是一本面向复杂工业过程控制系统工程实践的指导手册。它要求读者具备扎实的自动化基础知识，并勇于将前沿的控制理论与现场的工程实际相结合，以实现过程稳定化、能耗最优化和生产效率最大化的目标。本书内容旨在弥合理论研究与工程应用之间的鸿沟，是推动我国工业控制技术向更高水平迈进的重要参考资料。

评分☆☆☆☆☆

初次接触这套书时，我担心内容会过于晦涩难懂，毕竟“手册”二字常常意味着枯燥的参数堆砌。然而，编辑的排版和图文配比处理得相当出色。大量高质量的原理图和实物照片穿插其中，使得那些抽象的电磁兼容性、防爆要求等技术规范，都变得具体可感了。我发现它在故障诊断和排除方面的内容特别实用，它没有简单地罗列故障代码，而是深入剖析了可能的原因链条，并提供了系统性的排查流程，这比我过去翻阅的任何维修指南都要靠谱得多。它教会我的不是“怎么修”，而是“为什么会坏”，这是本质上的区别。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本厚重的上册，一股专业而严谨的气息扑面而来，它更像是一部工具书，而不是快餐式的阅读材料。我特别欣赏它在系统集成方面的论述。现在的工业现场，各种设备和协议层出不穷，如何构建一个稳定可靠的控制系统是工程师的永恒难题。这本书没有停留在单个仪表的介绍，而是将它们有机地串联起来，讲解了从现场数据采集到中控室可视化的全链路设计思路。特别是关于总线技术和网络安全的部分，内容非常新颖，涵盖了目前主流的工业以太网标准，对于想要升级老旧系统的企业来说，无疑是提供了宝贵的参考蓝图。

评分☆☆☆☆☆

这本手册真是让人眼前一亮，它的深度和广度都超出了我的预期。我本来以为这种类型的书籍会偏重于理论推导，但实际上，它在基础概念的阐述上做得非常扎实，用通俗易懂的语言将复杂的原理娓娓道来。尤其让我印象深刻的是，书中对于各种传感器的选型和安装标准进行了非常详尽的介绍，这对于我们这些实际操作人员来说简直是福音。很多时候，教科书上的知识往往脱离实际应用场景，但这本书似乎深入一线车间进行了调研，提供了大量实用的案例和注意事项。比如，在处理高精度测量任务时，如何校准漂移、如何进行信号调理，书里都有详细的步骤和图示，非常直观。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚毕业不久的控制工程师，在学校里学到的知识更偏向于理论模型，面对工厂里五花八门的进口和国产仪表，常常感到无从下手。这本上册的出现，极大地弥补了我的实践短板。书中对各种流量计、压力变送器的工作原理区分得非常细致，比如对科氏力和节流装置的优劣势对比分析，就远比我教材上的描述要深入和客观。更重要的是，它还涉及到了对仪表进行生命周期管理的理念，提醒我们在采购、安装后期的维护保养环节都要有前瞻性的规划，这种全局观的培养，对于一个职业工程师的成长至关重要。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我收藏了不少关于自动化领域的书籍，但大多数都是针对特定软件或品牌的教程。这本《工业自动化仪表与系统手册》的价值在于它的通用性和前瞻性。它关注的是底层物理层面的测量科学和系统架构的稳定性，而不是某个特定厂商的营销话术。特别是它在数据完整性和测量溯源性方面的讨论，触及了未来工业4.0对数据质量的极高要求。我感觉这本书不仅仅是关于“仪表”的，更是关于如何建立一个可靠的、可信赖的工业数据基础的系统性指南，对于我理解和规划未来工厂的数字化转型路径，提供了坚实的理论基石和可操作的指导方针。

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还可以

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很好，质量不错，物流快

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东西不错，很是喜欢，下次还要再到京东买！

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很好，质量不错，物流快

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涉及现场仪表和控制系统方方面面的基础知识，大集合，当作普及还不错，但欠缺仪表材料方面的内容。

评分☆☆☆☆☆

正是我需要的，很满意。

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很好，质量不错，物流快

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不错的工具书

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