分布式控製係統(DCS)設計與應用實例(第3版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王常力，羅安主編 著

圖書標籤:

• DCS
• 分布式控製係統
• 過程控製
• 自動化
• 工業自動化
• 控製係統設計
• 應用實例
• 儀錶控製
• PLC
• 工業控製

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121284793

商品編碼：10442750704

齣版時間：2016-05-01

作  者:王常力,羅安 主編 定  價:168 齣 版 社:電子工業齣版社 齣版日期:2016年05月01日 頁  數:798 裝  幀:平裝 ISBN:9787121284793 ●第1章DCS基本原理和發展曆程
●1.1什麼是DCS
●1.2控製係統概述
●1.2.1控製係統的基本組成
●1.2.2測量方法和測量裝置
●1.2.3控製方法和運算處理裝置
●1.2.4控製的執行方法和執行裝置
●1.2.5控製係統各要素的關係
●1.2.6控製係統的人機界麵
●1.2.7直接控製與監督控製
●1.2.8本書的要點
●1.3DCS的發展曆史
●1.3.1控製係統的發展曆史
●1.3.2儀錶控製係統的基本概念
●1.3.3早期的儀錶控製係統——基地式儀錶
●1.3.4近代儀錶控製係統——單元式組閤儀錶
●1.3.5數字式單迴路調節器SLC
●1.3.6計算機控製係統
●1.3.7控製係統從模擬技術嚮數字技術的演進
●1.3.8分布式控製係統的産生及其特點
●部分目錄

內容簡介

本書以DCS應用設計為目標，從基礎控製係統實現方法入手，輔以豐富的實際應用案例，詳細地介紹瞭DCS的構造、原理和當前的近期新技術、産品、技術規範、指標、標準和驗收測試方法，以及在各種典型行業（電力、石化、水泥、造紙、製藥、水處理、管網）的應用。力求使讀者能夠以本書為參考，解決在DCS的應用設計及運行管理過程中的各種實際問題。由於本書各個章節相對獨立，因此讀者既可以按照順序逐章閱讀，也可以根據需要單獨閱讀有關章節。 王常力,羅安 主編 王常力，時任青聯委員、信息産業部電子第六研究所所長、"自動化博覽”主編、北京和利時係統工程股份有限公司總裁。曾獲：HS-DCS-1000係統1994年獲電子工業部科技進步二等奬；HS2000DCS係統1995年獲北京市試驗區百拳産品奬；HS-DAS-5000核電站計算機係統1998年獲重量新産品奬。

現代工業脈搏的跳動：新一代工業自動化控製係統發展趨勢與實踐 在日新月異的工業4.0浪潮中，智能化、柔性化、網絡化已成為推動製造業升級的核心動力。作為現代工業自動化領域的中堅力量，新一代工業自動化控製係統正經曆著深刻的變革，其發展軌跡不僅關乎生産效率的提升，更直接影響著企業在全球價值鏈中的競爭力。本書旨在深入剖析當前工業自動化控製係統的前沿技術、核心理念及其在不同行業中的多元化應用，為廣大工程技術人員、研發人員以及對工業自動化感興趣的讀者提供一份全麵、深刻且具有前瞻性的參考。 第一部分：係統架構與核心技術演進 本書的開篇將聚焦於新一代工業自動化控製係統的架構變遷。傳統的集中式或分布式控製模式在麵對日益復雜的生産流程和海量數據的挑戰時，正逐步嚮更加靈活、開放和互聯的架構演進。我們將深入探討以下幾個關鍵的技術方嚮： 雲邊協同與邊緣計算的應用： 隨著物聯網（IoT）技術的成熟，工業數據的采集和傳輸能力得到瞭極大提升。然而，將所有數據都傳輸到雲端進行處理不僅麵臨著網絡帶寬和延遲的問題，也可能帶來安全隱患。因此，雲邊協同的架構應運而生，將部分數據處理和決策能力下沉到生産現場的邊緣設備（如PLC、網關），實現實時響應和本地優化，同時將聚閤、分析後的數據上傳至雲端進行更深層次的應用和管理。本書將詳細闡述邊緣計算在工業場景下的部署模式、軟件架構以及與雲平颱的數據交互機製，並通過典型案例展示其在故障診斷、預測性維護、能效管理等方麵的優勢。 工業物聯網（IIoT）的深度融閤： IIoT是實現工業數據互聯互通的基礎。本書將深入解析IIoT的關鍵組成部分，包括傳感器技術（MEMS、RFID、工業攝像機等）、通信協議（MQTT、CoAP、OPC UA等）、數據采集與傳輸平颱，以及如何構建一個穩定、可靠、安全的IIoT網絡。我們將重點關注工業級設備的連接方式、數據格式的標準化、以及如何通過IIoT技術實現生産設備、物流係統、管理平颱之間的無縫信息流動。 人工智能（AI）與機器學習（ML）賦能的智能控製： AI和ML是驅動新一代自動化控製係統走嚮智能化的核心技術。本書將超越傳統的PID控製和模糊邏輯，深入探討如何運用機器學習算法實現生産過程的自適應優化、參數自整定、以及對異常工況的預測與預警。例如，通過深度學習模型對傳感器數據進行分析，可以實現對産品質量的實時檢測和缺陷識彆；利用強化學習算法，可以優化生産排程，提高資源利用率；基於機器學習的故障診斷模型，能夠提前預測設備故障，減少非計劃停機時間。本書還將介紹常用的AI/ML框架在工業領域的應用，以及模型訓練、部署和持續優化的流程。 數字孿生（Digital Twin）技術的實現與價值： 數字孿生作為物理世界與數字世界的橋梁，為工業自動化控製提供瞭前所未有的模擬、分析和優化能力。本書將詳細介紹數字孿生的構建方法，包括如何從實際設備中采集數據，如何建立高精度的三維模型，以及如何將實時數據與模型進行同步。我們將重點闡述數字孿生在生産綫仿真、工藝參數優化、設備狀態監控、遠程運維以及人員培訓等方麵的應用價值，並通過實例展示如何通過數字孿生實現“虛實一體”的智能化生産管理。 網絡安全與數據隱私的保障： 隨著工業係統的互聯互通程度不斷提高，網絡安全的重要性愈發凸顯。本書將係統性地介紹工業控製係統（ICS）麵臨的網絡威脅，以及應對這些威脅的關鍵技術和最佳實踐。我們將探討安全通信協議的應用、訪問控製策略的實施、數據加密技術的使用、入侵檢測與防禦係統（IDS/IPS）的部署，以及如何建立完善的安全管理體係，確保生産數據的安全性和係統的穩定運行。 第二部分：行業應用與實踐案例解析 理論知識的掌握需要與實際應用相結閤。本書的第二部分將精選多個典型工業場景，深入剖析新一代工業自動化控製係統如何在這些領域發揮關鍵作用，並提供詳實的實踐案例。 智能製造中的柔性生産綫： 在汽車製造、電子産品組裝等行業，柔性生産綫是實現多品種、小批量生産的關鍵。本書將重點關注如何利用先進的機器人技術、AGV/AMR（自主移動機器人）以及可重構的自動化設備，配閤智能化的調度和控製係統，實現生産綫的快速切換和産品的高度定製化。案例將涵蓋如何通過MES（製造執行係統）與DCS/PLC的協同，實現生産指令的下發、物料的自動配送以及生産過程的實時監控。 能源與電力係統的智能化調度： 在電力行業，智能電網的建設是提升能源效率和保障供電可靠性的核心。本書將探討如何運用先進的自動化控製技術，實現對發電、輸電、配電和用電環節的精細化管理。例如，利用AI算法優化電網的負荷預測和調度，實現可再生能源的穩定接入；通過分布式能源管理係統（DEMS），實現對分布式電源（如太陽能、風能）的協同控製；以及如何利用SCADA（數據采集與監控係統）和DCS實現對電網狀態的實時監控和故障診斷。 流程工業的精細化控製與優化： 石油化工、製藥、食品飲料等流程工業對生産過程的精確控製有著極高的要求。本書將解析如何利用先進的傳感器、執行器以及復雜的控製算法（如模型預測控製MPC），實現對反應溫度、壓力、流量等關鍵參數的精確調控，以提高産品收率、降低能耗並保證産品質量。案例將聚焦於如何通過DCS與先進過程控製（APC）技術的結閤，實現生産過程的自優化和動態調整，以應對原材料波動和市場需求變化。 智慧城市與基礎設施的自動化管理： 智慧城市的概念離不開龐大而精密的自動化控製係統。本書將探討新一代自動化控製技術在城市交通管理（如智能信號燈控製、交通流量預測）、水務係統（如供水管網監控、汙水處理自動化）、環境監測（如空氣質量、噪音監測）等領域的應用。我們將分析如何通過物聯網、大數據分析和AI技術，提升城市基礎設施的運行效率和管理水平。 智能倉儲與物流的自動化升級： 隨著電子商務的飛速發展，智能倉儲和物流自動化成為行業焦點。本書將介紹如何利用自動化立體倉庫（AS/RS）、AGV/AMR、揀選機器人等技術，結閤WMS（倉庫管理係統）和WCS（倉庫控製係統），實現倉儲作業的無人化和智能化。案例將展示如何通過優化的路徑規劃、高效的庫存管理以及實時的訂單處理，大幅提升倉儲效率和準確性。 第三部分：係統設計原則與實施要點 在深入瞭解瞭前沿技術和應用場景之後，本書的第三部分將迴歸係統設計的本質，為讀者提供一套係統性的設計原則和實施指導。 需求分析與係統方案設計： 詳細闡述如何進行全麵的需求分析，包括工藝流程、性能指標、安全要求、經濟性考量等，並在此基礎上製定最優化的係統架構和技術選型方案。 硬件選型與集成： 介紹如何根據實際需求選擇閤適的控製器（PLC、PAC、DCS）、傳感器、執行器、通信設備等，並強調硬件集成過程中的兼容性、可靠性以及互操作性。 軟件開發與組態： 深入探討自動化控製係統軟件的設計理念，包括PLC編程、HMI/SCADA組態、數據庫設計、以及如何運用麵嚮對象、模塊化等先進的軟件工程方法。 係統集成與調試： 詳細介紹係統集成過程中需要注意的關鍵環節，包括硬件連接、網絡配置、軟件聯調，以及係統投入運行前的全麵測試與驗證。 運維管理與生命周期服務： 強調係統投入運行後的運維管理的重要性，包括設備巡檢、故障排除、性能優化、軟件更新以及如何構建一套完善的設備生命周期管理體係。 標準化與規範化： 介紹與工業自動化控製係統相關的國際和行業標準（如IEC 61131-3、ISA-95等），以及在係統設計和實施過程中遵循標準化和規範化的重要性，以確保係統的互操作性和長期可維護性。 本書的最後，我們將對未來工業自動化控製係統的發展方嚮進行展望，包括更加智能化、自主化、綠色化以及與人類協作的進一步深化，為讀者描繪一幅充滿希望的未來工業圖景。通過對新一代工業自動化控製係統全麵而深入的探討，本書旨在幫助讀者建立起係統性的認知框架，掌握前沿技術，理解實際應用，並在實際工作中能夠高效地進行係統設計、實施與運維，最終為推動工業現代化進程貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的篇幅和深度遠超我的預期，內容涵蓋瞭分布式控製係統（DCS）的方方麵麵，從基礎理論的闡述到復雜工程應用的剖析，幾乎麵麵俱到。我尤其欣賞作者在介紹概念時的嚴謹性，例如在闡述DCS的體係結構時，不僅僅是簡單地列舉各個組成部分，而是深入分析瞭它們之間的相互關係、通信機製以及冗餘策略，這對於理解DCS的穩定性和可靠性至關重要。書中對各種控製算法的講解也十分到位，從PID的經典應用到更高級的預測控製和模糊邏輯控製，作者都提供瞭清晰的數學推導和實際案例，幫助我理解如何在不同場景下選擇和優化控製策略。

評分☆☆☆☆☆

令我印象深刻的是，本書不僅僅停留在理論層麵，而是花瞭大量的篇幅來探討DCS在實際工程中的應用。我特彆喜歡其中關於石油化工、電力係統和智能製造等行業的案例分析，這些案例不僅真實地展示瞭DCS的強大功能，還詳細介紹瞭在這些領域中DCS的設計挑戰、實施過程以及所帶來的效益。例如，在石油煉製裝置的案例中，作者詳細描述瞭如何針對高溫高壓、易燃易爆的危險環境設計DCS係統，包括安全儀錶係統（SIS）的集成、故障診斷與處理機製等，這些細節的呈現極大地提升瞭我的實踐認知。

評分☆☆☆☆☆

這本書還有一個亮點在於其前瞻性。在討論DCS的發展趨勢時，作者不僅迴顧瞭DCS的曆史演變，還對未來DCS可能的發展方嚮進行瞭預測，例如與物聯網（IoT）、人工智能（AI）的融閤，以及在雲計算和大數據分析方麵的應用前景。這讓我意識到，DCS技術並非一成不變，而是在不斷進步和發展的。這本書提供的知識體係，能夠幫助我更好地理解和應對未來DCS領域可能齣現的變革，為我個人的職業發展打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一名初學者，我最擔心的就是技術書籍的晦澀難懂。然而，這本書的寫作風格非常親切，即使是對於一些復雜的概念，作者也嘗試用更加直觀易懂的方式來解釋。書中穿插的圖錶和流程圖也起到瞭很好的輔助作用，讓我能夠更清晰地把握DCS係統的整體框架和工作原理。而且，作者在講解過程中，經常會聯係實際應用場景，這樣一來，理論知識就不再是枯燥的文字，而是與實際工程緊密結閤，極大地增強瞭我的學習興趣和動力。

評分☆☆☆☆☆

從技術細節上看，這本書對DCS網絡通信協議的討論也相當深入。我一直對MODBUS、PROFIBUS、HART等協議在DCS中的應用感到好奇，而這本書恰好詳細解釋瞭這些協議的原理、特點以及在不同DCS品牌中的具體實現。更重要的是，作者還探討瞭網絡安全在DCS係統中的重要性，並提齣瞭一些有效的防護措施，這在當前數字化浪潮下顯得尤為關鍵。此外，書中還提到瞭DCS係統的組態工具和軟件開發環境，這為我理解如何進行DCS的二次開發和定製化提供瞭寶貴的參考。