工業過程控製係統及工程應用

工業過程控製係統及工程應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

黃宋魏 等 著
圖書標籤:
  • 工業控製
  • 過程控製
  • 自動化
  • 係統工程
  • 控製係統
  • 工業自動化
  • 儀錶控製
  • PLC
  • DCS
  • 過程儀錶
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齣版社: 化學工業齣版社
ISBN:9787122244949
版次:1
商品編碼:11742823
包裝:平
開本:16開
齣版時間:2015-09-01
頁數:353
正文語種:中文

具體描述

編輯推薦

適讀人群 :自動化工程技術人員、研究生、高年級本科生
1.《工業過程控製係統及工程應用》的作者從事工業過程自動化研究和教學工作20餘年,有豐富的實踐經驗。
2.《工業過程控製係統及工程應用》著眼於工業過程控製係統的設計,從規劃、設計規範、儀錶設計與選型、硬件係統設計、軟件功能及用法係統調試等方麵全麵闡述係統設計的過程。
3.《工業過程控製係統及工程應用》對剛步入企業進行自動化設計係統的學生、本科高年級學生、研究生有較好的參考作用。可以快速進入自動化係統設計與應用領域。

內容簡介

《工業過程控製係統及工程應用》以工業過程控製係統的設計開發及工程應用為主綫,從當前工業過程控製的實際需要和過程控製的最新發展齣發,結閤編著者控製係統工程應用的研究成果,係統地介紹瞭控製係統設計開發與工程應用需要具備的基礎知識和基本技術方法。並在全書最後詳細介紹瞭底吹熔煉爐控製係統的設計開發及工程應用案例。
本書共9章,第1章介紹控製係統的基本概念和基本原理;第2章介紹控製係統的設計開發及工程應用規劃;第3章為控製係統的最新設計規範;第4章介紹控製係統現場檢測儀錶和執行儀錶的應用選型及設計;第5章介紹控製計算機的硬件技術及係統設計方法;第6章介紹控製編程軟件的功能及用法;第7章介紹監控組態軟件的功能及用法;第8章介紹控製係統調試與維護方法;第9章介紹底吹爐熔煉生産過程控製係統的設計開發與工程應用案例。
本書主要麵嚮自控類專業的讀者編寫,涉及的內容基本涵蓋瞭構建一般工業過程控製係統所必需的基礎知識和基本技術方法,內容較為係統全麵,敘述簡明扼要、通俗易懂、循序漸進、方便自學。可作為工程技術人員、相關專業的師生以及剛步入工作崗位的大學畢業生的教材和參考書,可以作為高等學校的研究生和高年級本科生的專業教材。

內頁插圖

目錄

第1章控製係統概論
1.1控製係統的基本組成1
1.1.1控製主機1
1.1.2檢測儀錶2
1.1.3執行機構2
1.1.4通信設備2
1.1.5操作器件2
1.1.6人機界麵2
1.1.7係統軟件3
1.2分布式控製係統3
1.2.1分布式控製係統的結構3
1.2.2分布式控製係統的功能層次4
1.3控製係統的常用通信技術6
1.3.1串行通信6
1.3.2USB通信6
1.3.3工業以太網通信7
1.3.4現場總綫通信技術8
1.4常用控製計算機10
1.4.1控製計算機的硬件組成11
1.4.2控製計算機的功能特點12
1.4.3控製係統的規模13
1.5國內外主要PLC産品13
1.5.1美國PLC産品14
1.5.2歐洲PLC産品14
1.5.3日本PLC産品15
1.5.4國産PLC産品16
1.6主要DCS産品16
1.6.1國外主要DCS産品16
1.6.2國産DCS産品19
1.7主要現場總綫技術20
1.7.1典型現場總綫結構20
1.7.2FF現場總綫21
1.7.3Profibus現場總綫22
1.7.4Profinet現場總綫23
1.8控製係統的發展趨勢24
1.8.1PLC在嚮微型化、網絡化、PC化和開放性方嚮發展24
1.8.2DCS麵嚮測控管一體化設計發展24
1.8.3控製係統正在嚮現場總綫(FCS)方嚮發展25
1.8.4PLC、DCS、FCS將長期共存25
1.9控製係統監控組態軟件25
1.9.1組態軟件概念25
1.9.2組態軟件的功能26
1.9.3國內外主要組態軟件27
1.9.4組態軟件的發展趨勢27
第2章控製係統工程規劃
2.1控製係統設計的基本原則與步驟30
2.1.1控製係統設計的基本原則30
2.1.2控製係統的設計要求30
2.1.3控製係統設計的一般步驟31
2.1.4控製主機總體設計34
2.1.5工業防爆危險區的防爆等級35
2.2控製係統的硬件配置36
2.2.1人-機接口(操作站)36
2.2.2中央處理器(CPU)37
2.2.3通信網絡及過程接口38
2.2.4編程終端及工程師站38
2.3控製係統軟件配置及編程語言39
2.3.1控製係統軟件層次39
2.3.2控製層軟件41
2.3.3控製計算機編程語言45
2.4下位控製軟件的設計規劃47
2.4.1下位控製軟件的基本規劃47
2.4.2將過程劃分為任務和區域48
2.4.3單個功能區域的描述48
2.4.4列齣儀錶I/O和創建I/O圖49
2.4.5建立安全要求50
2.4.6描述所要求的操作界麵顯示和控製51
2.4.7創建組態圖52
2.5控製係統的監控畫麵設計52
2.5.1主要顯示內容52
2.5.2概貌顯示畫麵53
2.5.3過程顯示畫麵54
2.5.4儀錶麵闆顯示畫麵55
2.5.5操作點顯示畫麵55
2.5.6趨勢顯示畫麵55
2.5.7報警顯示畫麵57
2.5.8電子錶格58
2.5.9係統顯示畫麵58
2.6控製係統工程設計59
2.6.1基礎設計/初步設計59
2.6.2工程設計/施工圖設計59
2.6.3工程設計階段應完成的工作60
2.6.4應用軟件編程階段應完成的工作60
2.7控製係統詢價、報價60
2.7.1詢價60
2.7.2報價及比較61
第3章控製係統設計規範
3.1管道及儀錶流程圖(P&ID;)的設計63
3.1.1控製方案的確定63
3.1.2管道及儀錶流程圖(P&ID;)的設計內容64
3.1.3管道及儀錶流程圖(P&ID;)的繪製66
3.2儀錶功能標誌67
3.2.1功能標誌組成67
3.2.2儀錶的位號67
3.3文字符號68
3.3.1基本文字符號68
3.3.2典型的儀錶迴路號和儀錶位號示例71
3.3.3儀錶常用縮寫字母72
3.3.4縮寫字母的應用74
3.4圖形符號74
3.4.1基本圖形符號74
3.4.2圖形符號76
3.5測量點與連接綫的圖形符號81
3.5.1測量點的錶示81
3.5.2儀錶的各種連接綫規定81
3.6自控係統圖形符號示例82
3.6.1單一參數控製係統圖形符號示例82
3.6.2常規儀錶復雜控製係統圖形符號示例83
3.6.3復雜控製係統圖形符號示例84
3.6.4閤成氨裝置H2O/C控製係統(超前/滯後係統)圖形符號示例84
3.7控製室設計規定86
3.7.1總圖位置的選擇86
3.7.2布置和麵積86
3.7.3操作站87
3.7.4建築、結構設計要求87
3.7.5采光與照明88
3.7.6采暖、通風和空氣調節88
3.7.7進綫方式和室內電纜敷設89
3.7.8接地及安全保護89
3.7.9通信89
3.8儀錶供電設計規定89
3.8.1儀錶供電範圍、負荷等級與電源類型89
3.8.2儀錶電源質量與容量90
3.8.3供電係統設計與設計條件90
3.8.4供電器材的選擇91
3.8.5供電係統的配綫91
3.9信號報警、安全聯鎖係統設計規定91
3.9.1信號報警係統92
3.9.2安全聯鎖係統93
3.10儀錶配綫設計規定95
3.10.1電綫、電纜的選用95
3.10.2電綫、電纜的敷設96
3.10.3儀錶盤(箱、櫃)內配管、配綫98
3.11儀錶係統接地設計規定99
3.11.1儀錶係統接地原則99
3.11.2接地係統的構建100
3.11.3接地連接方法100
3.11.4接地連接的規格及結構要求104
3.11.5儀錶係統接地注意事項104
第4章控製係統儀錶設計選型
4.1溫度檢測儀錶的設計選型105
4.1.1儀錶設計選型的總原則105
4.1.2就地溫度儀錶105
4.1.3集中溫度儀錶106
4.1.4溫度變送器106
4.2壓力檢測儀錶的設計選型106
4.2.1壓力檢測儀錶選型總則106
4.2.2根據應用條件選擇壓力錶107
4.2.3主要性能選擇107
4.2.4變送器的選擇108
4.2.5壓力測量儀錶的分類和特點108
4.3流量檢測儀錶的設計選型108
4.3.1流量檢測儀錶選型總則108
4.3.2一般流體、液體、蒸汽流量測量儀錶的選型109
4.3.3腐蝕、導電或帶固體微粒流量測量儀錶的選型111
4.3.4高黏度流體流量測量儀錶的選型112
4.3.5粉粒及塊狀固體流量測量儀錶的選型112
4.3.6流量測量儀錶的選型112
4.4物位儀錶的設計選型115
4.4.1物位儀錶選型總則115
4.4.2液麵和界麵測量儀錶115
4.4.3料麵測量儀錶117
4.5過程分析儀錶選型118
4.5.1過程分析儀錶選型總則118
4.5.2分析氣相混閤物組分的儀錶選型118
4.5.3分析液相混閤物組分的儀錶選型123
4.6控製閥的設計選型126
4.6.1控製閥組成及流量特性的選擇126
4.6.2控製閥類型的選擇127
4.6.3閥材料的選擇128
4.6.4控製閥口徑的確定原則129
4.6.5執行機構的選擇130
4.6.6控製閥附件的選擇132
第5章控製計算機
5.1西門子係列PLC産品介紹134
5.1.1LOGO!134
5.1.2SIMATIC S7-200係列PLC135
5.1.3SIMATIC S7-1200係列PLC136
5.1.4SIMATIC S7-1500 係列PLC138
5.1.5SIMATIC S7-300 PLC139
5.1.6SIMATIC S7-400 PLC141
5.1.7分布式IO—ET200143
5.2S7-300PLC的硬件配置144
5.2.1S7-300PLC的組裝144
5.2.2S7-300PLC的組成及結構145
5.2.3S7-300PLC的擴展147
5.3S7-300的CPU148
5.3.1緊湊型S7-300CPU148
5.3.2標準型CPU149
5.3.3故障安全型CPU151
5.4S7-300的數字量輸入/輸齣模塊152
5.4.1SM321數字量輸入模塊153
5.4.2SM322數字量輸齣模塊154
5.5S7-300模擬量模塊156
5.5.1SM331的模擬量輸入模塊156
5.5.2SM332模擬量輸齣模塊156
5.6S7-300的其他常用模塊164
5.6.1電源模塊164
5.6.2接口模塊164
5.6.3常用CP通訊産品165
5.6.4S7-300常用配件166
5.7S7-400 PLC係統167
5.7.1S7-400概述167
5.7.2S7-400 PLC係統169
5.8S7-400的CPU模塊171
5.8.1CPU 412模塊171
5.8.2CPU 414模塊172
5.8.3CPU 416模塊174
5.8.4CPU 417模塊176
5.9S7-400H冗餘係統176
5.9.1S7-400H概述176
5.9.2S7-400H冗餘係統結構177
5.9.3S7-400H冗餘係統組成177
5.9.4S7-400H冗餘方式及組態編程180
5.9.5S7-400H冗餘係統的CPU模塊181
5.10S7-400的I/O模塊182
5.10.1S7-400數字量模塊182
5.10.2S7-400的接口模塊187
5.11ET 200分布式I/O係統187
5.11.1ET 200概述187
5.11.2ET 200M分布式I/O站188
第6章控製編程軟件
6.1控製編程軟件概述191
6.1.1STEP 7軟件版本191
6.1.2STEP 7的安裝191
6.1.3PC與PLC通信方式193
6.1.4程序的下載193
6.1.5程序的上傳194
6.1.6S7-300/400PLC仿真196
6.1.7STEP 7的應用步驟197
6.1.8如何獲得幫助197
6.2項目創建及硬件組態197
6.2.1項目的産生197
6.2.2硬件組態的基本步驟199
6.2.3組態中央機架199
6.2.4組態分布式I/O站201
6.2.5組態PROFINET IO站201
6.2.6組態SIMATIC PC站203
6.2.7組態冗餘係統204
6.2.8模塊參數設置205
6.3STEP 7的程序結構及編程208
6.3.1STEP 7程序的組成及調用208
6.3.2數據類型及錶示方法211
6.3.3編程語言213
6.3.4程序編輯器213
6.3.5創建塊的方法214
6.3.6使用庫編程214
6.3.7邏輯塊的編程215
6.3.8創建數據塊217
6.4STEP 7指令係統218
6.4.1指令及其結構218
6.4.2位邏輯指令219
6.4.3數據比較指令220
6.4.4常用數據類型轉換指令221
6.4.5整形數計算函數222
6.4.6浮點數計算函數223
6.4.7移位、循環指令224
6.4.8計數器225
6.4.9定時器226
6.5模擬量輸入/輸齣與PID控製227
6.5.1模擬量輸入/輸齣227
6.5.2連續型PID控製器SFD41230
第7章監控組態軟件
7.1組態王軟件簡介233
7.1.1組態王軟件版本233
7.1.2安裝組態王軟件235
7.1.3組態王支持的I/O 設備235
7.2創建監控工程236
7.2.1工程的開發步驟236
7.2.2創建一個工程236
7.3定義外部設備和數據變量238
7.3.1外部設備定義238
7.3.2I/O變量定義238
7.3.3變量的管理242
7.4創建組態畫麵243
7.4.1畫麵設計243
7.4.2動畫連接244
7.4.3命令語言247
7.4.4畫麵的切換248
7.4.5運行係統設置249
7.5報警和事件249
7.5.1建立報警和事件窗口249
7.5.2報警和事件的輸齣251
7.6趨勢麯綫252
7.6.1實時趨勢麯綫252
7.6.2曆史趨勢麯綫252
7.7控件254
7.7.1組態王內置控件254
7.7.2Active X控件255
7.8報錶係統256
7.8.1創建報錶256
7.8.2報錶函數257
7.9組態王曆史庫259
7.9.1組態王曆史庫概述259
7.9.2組態王變量的曆史記錄屬性259
7.9.3曆史記錄存儲及文件的格式260
7.9.4曆史數據的查詢、備份和閤並262
7.10組態王與其他應用程序的動態數據交換(DDE)263
7.10.1動態數據交換的概念263
7.10.2組態王訪問Excel的數據264
7.10.3Excel訪問組態王的數據265
7.10.4組態王與VB間的數據交換266
7.10.5重新建立DDE連接菜單命令267
7.11組態王數據庫訪問(SQL)267
7.11.1組態王SQL訪問管理器268
7.11.2配置SQL數據庫269
7.11.3組態王使用SQL數據庫269
7.12組態王與OPC設備連接272
7.12.1OPC簡介272
7.12.2組態王與OPC的連接272
7.13組態王的網絡功能275
7.13.1組態王網絡結構概述275
7.13.2網絡配置簡介276
7.13.3網絡變量使用280
7.13.4網絡精靈280
7.14冗餘係統280
7.14.1雙設備冗餘280
7.14.2雙機熱備281
7.14.3雙機熱備配置282
7.15組態王For Internet應用283
7.15.1Web功能介紹283
7.15.2畫麵發布285
7.15.3在IE瀏覽器端瀏覽發布的畫麵286
7.16無綫數據通信在組態王上的使用288
7.16.1組態王的無綫通信過程288
7.16.2組態王用到的文件、功能及通信過程288
7.16.3GPRS 通信的組態289
第8章控製係統調試與維護
8.1控製係統的調試方法290
8.1.1控製係統的調試步驟290
8.1.2調試前的準備工作290
8.2控製計算機的檢查與測試294
8.2.1控製計算機的現場驗收294
8.2.2控製計算機的安全要求294
8.2.3控製計算機上電測試295
8.2.4控製計算機通信的檢驗與調試296
8.3控製係統現場調試297
8.3.1離綫調試297
8.3.2在綫調試301
8.4PID控製參數的工程整定方法302
8.4.1臨界比例度法303
8.4.2衰減麯綫法303
8.4.3經驗湊試法304
8.4.4動態特性參數法306
8.4.5整定方法的比較307
8.5控製係統驗收307
8.5.1控製係統驗收步驟307
8.5.2控製係統驗收的竣工資料308
8.6控製係統運行維護311
8.6.1控製係統常見故障311
8.6.2防止乾擾和設備損壞的一般方法312
8.6.3係統現場維護常見問題313
8.6.4控製係統日常管理和維護314
第9章底吹爐熔煉生産過程控製係統
9.1底吹爐熔煉生産過程簡介317
9.1.1銅熔煉生産過程流程317
9.1.2底吹爐結構317
9.1.3底吹爐工藝318
9.2主要測控內容及設計要求319
9.2.1原料工段主要測控內容319
9.2.2熔煉爐主要測控內容319
9.2.3循環水係統主要測控內容320
9.2.4閥站主要測控內容320
9.2.5電熱前床主要測控內容320
9.2.6 控製係統要求320
9.2.7采用的設計規範及標準321
9.3控製係統的測控點設計321
9.3.1原料工段的P&ID;圖321
9.3.2底吹爐本體的P&ID;圖323
9.3.3閥站的P&ID;圖323
9.3.4循環水係統的P&ID;圖323
9.3.5電熱前床的P&ID;圖323
9.4現場測控儀錶及選型328
9.4.1概述328
9.4.2原料工段測控儀錶選型329
9.4.3底吹爐本體測控儀錶選型330
9.4.4閥站測控儀錶選型331
9.4.5循環水係統測控儀錶選型336
9.5底吹熔煉爐控製係統硬件及軟件配置338
9.5.1控製係統結構338
9.5.2控製係統I/O配置338
9.5.3分布式PLC硬件配置342
9.5.4控製係統上位站的配置344
9.6監控係統設計開發345
9.6.1模擬工藝流程圖345
9.6.2操作麵闆346
9.6.3報警窗口347
9.6.4曆史數據顯示348
9.6.5數據報錶350
9.6.6PID控製迴路參數調試界麵351
參考文獻
《智能製造裝備中的嵌入式係統設計與實踐》 內容簡介 本書旨在深入探討智能製造裝備領域中嵌入式係統設計的關鍵技術、方法論及其工程實踐。在當前工業4.0和智能製造浪潮席捲全球的背景下,嵌入式係統作為連接硬件與軟件、實現裝備智能化、網絡化和自主化功能的核心,其重要性日益凸顯。本書將係統性地梳理嵌入式係統在現代工業裝備中的應用現狀,重點聚焦於其在高端數控機床、工業機器人、自動化生産綫、智能傳感器網絡等關鍵領域的具體設計與實現。 本書的結構設計兼顧理論深度與實踐可行性,分為三個主要部分。 第一部分:嵌入式係統基礎理論與關鍵技術 本部分將首先迴顧嵌入式係統的基本概念、發展曆程及其在工業自動化領域的演變。我們將詳細闡述嵌入式處理器(如ARM、RISC-V等)、實時操作係統(RTOS)的選擇與配置,包括任務調度、中斷管理、進程間通信等核心機製。同時,針對工業應用對實時性、可靠性和安全性的嚴苛要求,本書將深入分析嵌入式係統設計的軟硬件協同優化策略,包括低功耗設計、嵌入式存儲技術、接口通信協議(如Ethernet/IP, Profinet, Modbus TCP等)的選型與應用。此外,還將介紹嵌入式硬件加速技術、嵌入式安全防護機製以及常見的嵌入式開發工具鏈和調試方法,為讀者構建堅實的理論基礎。 第二部分:智能製造裝備中的嵌入式係統設計方法論 本部分將聚焦於智能製造裝備特有的嵌入式係統設計挑戰與解決方案。我們將探討麵嚮對象設計原則在嵌入式軟件開發中的應用,以及如何利用模型驅動設計(MDD)和自動化代碼生成技術提高開發效率和係統質量。針對工業裝備的復雜性和多樣性,本書將重點介紹嵌入式係統架構設計,包括分層架構、麵嚮服務的架構(SOA)及其在裝備控製與信息融閤中的應用。在傳感器與執行器集成方麵,將詳細介紹各種工業傳感器(如視覺傳感器、力覺傳感器、溫度傳感器等)的接口設計、數據采集與預處理技術,以及如何通過嵌入式係統驅動執行器實現精確控製。 人工智能(AI)和機器學習(ML)在現代工業裝備中的應用已成為發展趨勢。本書將專門章節介紹如何將AI/ML算法嵌入到嵌入式係統中,以實現設備的預測性維護、自適應控製、智能診斷與優化等高級功能。我們將探討邊緣計算在工業嵌入式係統中的作用,以及如何在資源受限的環境下高效運行AI/ML模型。 第三部分:工程應用案例分析與實踐指導 本部分為本書的核心亮點,通過一係列詳實的工程案例,將前兩部分的理論知識與實踐緊密結閤。我們將選取代錶性的智能製造裝備,如: 工業機器人控製係統: 分析機器人運動控製、路徑規劃、視覺伺服等核心功能如何通過嵌入式係統實現。重點講解多軸協調控製、力控算法的嵌入式實現,以及與上位管理係統的通信集成。 數控機床高級功能實現: 探討CNC係統中的嵌入式硬件加速、G代碼解釋、刀具補償、實時監控等關鍵模塊的設計。特彆關注高精度運動控製和故障診斷的嵌入式解決方案。 智能傳感器網絡與數據采集: 展示如何設計分布式嵌入式係統,實現海量工業數據的實時采集、融閤與初步處理,為設備狀態監測和工藝優化提供基礎。 生産綫自動化與協同控製: 分析如何在復雜的生産綫環境中,通過嵌入式係統實現設備間的協同工作、生産調度與流程優化,構建柔性化生産體係。 每個案例都將遵循“問題提齣—係統需求分析—架構設計—關鍵模塊實現—測試與優化—實際部署”的完整流程,力求為讀者提供可操作的工程指導。書中將提供相關的代碼片段、硬件選型建議、設計圖示和實測數據,幫助讀者理解設計背後的邏輯和挑戰。 此外,本書還將探討嵌入式係統在工業物聯網(IIoT)中的作用,包括設備連接、數據安全、遠程管理和升級等。最後,對未來嵌入式係統在智能製造領域的發展趨勢進行展望,如更高集成度、更強的AI能力、更靈活的軟件定義硬件等,啓發讀者進行前沿探索。 本書適用於從事智能製造裝備研發、生産、維護的工程師,以及對嵌入式係統在工業領域應用感興趣的在校研究生和科研人員。通過閱讀本書,讀者將能夠掌握設計和實現高效、可靠、智能的工業嵌入式係統的核心技能,為推動中國智能製造産業的發展貢獻力量。

用戶評價

評分

我之所以會選擇閱讀這本書,很大程度上是源於我對“工程實踐”的興趣。我總是對那些能夠切實解決實際問題,並且能在現實世界中看到效果的技術充滿好奇。這本書在這方麵做得非常好。它並沒有僅僅停留在理論的海洋裏,而是花費瞭大量的篇幅去介紹實際的工程案例和應用場景。作者會從一個具體的工業問題齣發,比如“如何精確控製反應釜的溫度以保證産品質量”,然後一步步地分析這個問題,選擇閤適的控製方案,並最終給齣實現方案的詳細步驟。我印象非常深刻的是,他舉瞭一個關於“鍋爐給水控製”的例子,從最簡單的單迴路控製,到多變量耦閤控製,再到使用先進控製策略的演進過程,都進行瞭詳細的闡述。這種“問題導嚮”的學習方式,讓我覺得非常實用,也讓我看到瞭理論知識的價值所在。

評分

我必須承認,在閱讀這本書的初期,我對其中一些關於傳感器和執行器的描述感到有些迷茫。比如,作者提到瞭各種類型的傳感器,如熱電偶、熱電阻、壓力變送器、液位計等等,並且詳細介紹瞭它們的原理和選型依據。但作為一個初學者,要一下子消化這麼多專業名詞和技術參數,確實有些挑戰。然而,當我讀到後麵關於“自動控製係統設計流程”的部分時,之前這些零散的知識點就串聯起來瞭。作者用一個完整的流程圖,從“需求分析”到“方案設計”、“設備選型”、“係統集成”、“調試運行”再到“維護優化”,清晰地勾勒齣瞭一個工業控製係統從無到有的全過程。在設備選型這一環節,他會迴過頭來,解釋為什麼在某個特定的應用場景下,需要選用某種類型的傳感器,它的精度、響應速度、防護等級等等是如何滿足工藝要求的。這種“先鋪墊,後整閤”的方式,雖然在中間可能需要一些耐心,但最終讓我對整個控製係統的構成和運行邏輯有瞭更深刻的理解。

評分

這本書最讓我印象深刻的是它對於“工程應用”的側重點。它不僅僅是停留在理論的層麵,而是花瞭相當大的篇幅去介紹這些控製係統是如何在現實世界的工廠裏落地生根的。我記得有一個章節講的是 DCS(集散控製係統)的應用,作者詳細闡述瞭 DCS 的架構,包括主控站、操作員站、工程師站以及現場的 I/O 模塊等等。他不僅解釋瞭這些組件的功能,還模擬瞭在實際工程項目中,如何進行係統設計、組態、調試以及後期的維護。其中一個案例分析,是關於一個大型化工廠的溫度控製係統,作者通過圖文並茂的方式,展示瞭如何根據工藝要求選擇閤適的傳感器、執行器,如何設計控製迴路,以及在實際運行中可能會遇到的問題,比如傳感器漂移、執行器卡死等等,並給齣瞭相應的解決方案。這讓我意識到,工業控製遠不止是理論公式的推導,更重要的是將這些理論轉化為能夠穩定可靠運行的工程實踐。書裏還提到瞭一些關於網絡通信、安全防護以及人機界麵的設計原則,這些都是在實際工程中必不可少的考量因素。

評分

這本書的語言風格,對我來說是一種恰到好處的平衡。它既不像一些學術論文那樣晦澀難懂,充斥著大量的專業術語和長句,又不像一些普及讀物那樣過於簡化,缺乏深度。作者在介紹復雜的概念時,會盡量使用清晰、準確的語言,並且輔以圖錶和實例。即使涉及到一些數學公式,也通常會有前麵提到的那樣,詳細的推導和解釋。我感覺作者在努力地讓每一個讀者,無論其專業背景如何,都能盡可能地理解和掌握其中的知識。有時候,我會遇到一些不熟悉的術語,我會先嘗試在文中尋找解釋,如果實在找不到,我就會暫時放下,去網上查閱相關資料,然後再迴過頭來閱讀。這種學習過程雖然需要一些主動性,但迴報是巨大的,因為我感覺自己確實在一步步地積纍和理解。

評分

對於“自動化”這一概念,這本書提供瞭一個非常全麵和深入的視角。我之前一直以為自動化就是用機器代替人工,但讀瞭這本書之後,我纔意識到自動化是一個更廣泛、更復雜的概念。它不僅僅是關於硬件設備,更重要的是關於信息的采集、處理、決策和執行的整個流程。作者在介紹“過程自動化”時,詳細闡述瞭從傳感器到控製器的到執行器的信息流,以及在這個過程中如何實現數據的實時監控和智能決策。我記得有一個章節講的是“數據采集與監控係統(SCADA)”,作者詳細介紹瞭SCADA係統如何對分散在各處的生産過程進行遠程監控和管理,以及它在提高生産效率、降低運營成本方麵的作用。這讓我對工業生産的現代化管理有瞭全新的認識。

評分

這本書的封麵設計,老實說,一開始並沒有立刻吸引我。是一種比較傳統的,教科書式的風格,藍色為主調,上麵印著“工業過程控製係統及工程應用”幾個字,旁邊配著一些模糊的流程圖和儀器圖標。我當時隻是抱著瞭解一下工業控製大概是什麼樣子,是不是很枯燥的想法去翻開的。但當我真正開始閱讀,特彆是讀到關於PID控製算法的章節時,我纔真正被吸引住瞭。作者用一種非常清晰,甚至可以說是循序漸進的方式,從最基礎的原理講起,例如什麼是反饋,什麼是閉環,然後慢慢引入比例、積分、微分這三個參數是如何影響係統響應的。他並沒有一開始就拋齣復雜的數學公式,而是通過一些生動的比喻,比如恒溫器控製房間溫度,或者汽車的定速巡航,來解釋這些概念。我尤其喜歡作者在解釋積分作用時,舉的“纍計誤差”的例子,這讓我一下子就明白瞭為什麼積分項對於消除穩態誤差如此重要。雖然書裏確實有一些公式,但作者都給齣瞭詳細的推導過程,並且強調瞭這些公式在實際應用中的意義,而不是單純地為瞭展示理論的嚴謹性。對於我這樣一個對控製理論知之甚少的讀者來說,這種由淺入深的講解方式,讓我感到非常受用,也大大降低瞭學習門檻。

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這本書在討論一些具體的控製策略時,顯得尤為紮實。我特彆對書中關於“模糊控製”和“神經網絡控製”的部分留下瞭深刻的印象。雖然這兩部分的內容相對前麵介紹的PID控製要更深入一些,涉及到一些模糊邏輯和神經網絡的基本概念,但作者並沒有迴避,而是試圖用通俗易懂的方式進行解釋。他用瞭一些非常貼切的類比,比如模糊控製就像是人類憑經驗判斷,而不用嚴格的數學公式來定義“溫度太高”。這種解釋方式,讓我這個非計算機專業背景的讀者也能大緻理解其核心思想。而且,作者並沒有僅僅停留在理論講解,他還給齣瞭這些先進控製方法在一些特定工業場景下的應用案例,比如在某些難以建模的非綫性係統中,模糊控製是如何發揮其優勢的。這讓我看到瞭工業控製領域不斷發展的可能性,以及理論研究如何推動實際應用的技術進步。

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我之所以會持續閱讀這本書,很大程度上是因為它所展現的“係統性”思維。作者在介紹工業過程控製係統時,並不是孤立地講解每一個子係統,而是將其置於整個工業生産的大背景下進行闡述。他會從一個宏觀的角度,介紹不同類型的工業過程,比如化工、冶金、電力等等,以及這些過程中常見的控製需求。然後,他再逐層深入,講解實現這些控製需求的具體技術和設備。例如,在討論“安全儀錶係統(SIS)”時,作者並沒有僅僅停留在技術原理,而是將其與“基本過程控製係統(BPCS)”進行對比,闡述瞭它們各自的功能、設計理念以及在整個工廠安全管理中的定位。這種從宏觀到微觀,再從微觀迴到宏觀的講解方式,讓我能夠更清晰地理解工業控製係統在整個工業體係中的地位和作用,以及它所麵臨的挑戰和機遇。

評分

這本書在工業控製係統的“優化與故障診斷”這塊內容,可以說是我最驚喜的部分。很多技術書籍往往在係統搭建和基本原理上就戛然而止,但這本書卻深入探討瞭如何讓係統運行得更好,以及當齣現問題時如何快速定位和解決。作者詳細介紹瞭各種性能指標,比如超調量、調節時間、穩態誤差等,並闡述瞭如何通過調整控製器參數,甚至是改變控製結構來優化這些指標。在故障診斷方麵,他列舉瞭許多典型的故障場景,比如傳感器失效、執行器故障、通信中斷等,並提供瞭一套係統的分析方法,包括如何利用曆史數據、報警信息、以及現場的觀測來判斷故障的根源。我記得有一個關於“死區”問題的分析,作者解釋瞭死區是如何産生的,以及它對控製精度的影響,並且提供瞭幾種消除或減小死區影響的策略。這種實操性很強的指導,對於解決實際工程中的難題非常有幫助。

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這本書中關於“標準化與規範”的介紹,雖然不像前麵提到的控製原理或工程應用那樣吸引眼球,但卻是我認為非常重要的一環。作者在書中多次強調瞭工業控製係統設計、實施和維護中的標準化原則。他會提到一些與工業控製相關的國際標準和行業規範,比如IEC係列標準,以及它們在確保係統互操作性、安全性和可靠性方麵的重要性。他解釋瞭為什麼在項目實施過程中,必須遵循這些標準,否則可能會帶來嚴重的後果,比如係統集成睏難、設備兼容性問題,甚至安全事故。雖然這部分內容讀起來可能沒有那麼“有趣”,但它讓我深刻認識到,一個穩定可靠的工業控製係統,不僅僅依賴於先進的技術,更離不開一套完善的標準化體係的支持。這讓我從一個更宏觀的角度去審視整個工業控製領域。

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