火力发电设备技术手册是一套系统概括火力发电设备各专业技术主要
内容的技术工具书。全套手册总结了我国80年代以来发展火力发电设备的
实践经验,内容丰富、实用,技术先进。全套手册共分锅炉、汽轮机、自动控
制、火电站系统与辅机等四卷。
本卷是第四卷火电站系统与辅机。主要内容包括火力发电厂的热力系
统、辅助汽水系统、汽轮机旁路系统、燃料输送系统、煤粉制备系统、锅炉烟
风道系统、除灰渣系统、凝汽设备、给水加热设备、给水除氧设备、给水处理
设备、煤粉制备设备、吹灰除尘除灰设备、电站风机、电站用泵、电站阀门以
及辅机的主要制造工艺等。
本手册主要为从事火力发电行业设计、制造、运行、科研和管理等方面
的科技人员查阅使用,也可供有关的高等学校师生参考。
《工业自动化与过程控制系统设计与应用》 (精装本,共三卷,约1200页) 作者:张文杰 教授,王海涛 高级工程师 出版社:机械工业出版社 出版年份:2023年 ISBN:978-7-111-76543-2 --- 内容概述 本书是一套系统、深入探讨现代工业自动化、过程控制系统(PCS)设计、实施与维护的综合性技术专著。面对全球制造业向智能制造和工业4.0转型的浪潮,本书旨在为工程师、技术人员及相关专业学生提供一套全面、前沿且具备高度实践指导价值的参考资料。全书共分三卷,从基础理论构建到前沿技术应用,层层递进,覆盖了当前工业控制领域的核心知识体系。 本书的编写严格遵循“理论与实践紧密结合”的原则,强调对复杂控制问题的系统性分析能力和工程实施的标准化操作流程。内容涵盖了从传统的继电器控制、可编程逻辑控制器(PLC)到先进的分布式控制系统(DCS)、数据采集与监视控制系统(SCADA),再到工业物联网(IIoT)和基于模型的控制(MPC)等一系列关键技术。 --- 第一卷:自动化系统基础理论与元件选型(约350页) 第一卷奠定了整个自动化控制系统的理论基础和硬件选型知识。它首先对自动控制理论进行了系统回顾,包括经典的反馈控制、前馈控制、串级控制等,并引入了现代控制理论的基本概念,为后续复杂的系统设计打下坚实基础。 核心章节亮点: 1. 传感器与执行器技术深度解析: 详细介绍了工业现场常用的各类传感器(压力、流量、温度、位置等)的工作原理、精度等级、安装规范及抗干扰措施。特别关注了智能传感器和现场总线技术(如HART协议)的应用。 2. 可编程逻辑控制器(PLC)原理与编程实践: 聚焦于主流PLC平台(如西门子S7系列、罗克韦尔ControlLogix)的硬件架构、指令集、中断处理和故障诊断。提供了大量基于IEC 61131-3标准的结构化文本(ST)、梯形图(LD)和功能块图(FBD)的编程实例,强调安全PLC(Safety PLC)的集成设计。 3. 工业网络与现场总线技术: 深入探讨了工业通信标准,包括Modbus、Profibus DP/PA、Foundation Fieldbus,以及现代高速网络如Profinet和EtherNet/IP的拓扑结构设计、数据帧解析和网络安全基础。 4. 人机界面(HMI)设计原则: 阐述了有效的HMI设计应遵循的人机工程学标准,包括报警管理、趋势显示、操作流程优化,旨在提高操作员的认知效率和系统的安全性。 --- 第二卷:过程控制系统(PCS)架构与集成(约450页) 第二卷是本书的核心,聚焦于大规模、复杂工业流程的控制系统设计与集成,特别是分布式控制系统(DCS)的应用。本卷侧重于如何构建一个稳定、高可靠性、易于扩展的集中式或分散式控制架构。 核心章节亮点: 1. DCS系统架构与功能模块: 全面剖析了现代DCS的层次化结构(现场层、控制层、监控层、管理层)。详细讲解了控制站、I/O子系统、工程站和操作站的配置策略,并对比了不同厂商DCS系统的设计哲学。 2. 高级过程控制(APC)策略: 本卷花费大量篇幅介绍APC技术在流程工业中的实际应用。重点讲解了模型预测控制(MPC)的建立步骤、参数辨识方法、约束处理机制,以及在复杂耦合回路中的优化控制实践。 3. 系统集成与数据接口: 探讨了如何将DCS/PLC系统与企业资源规划(ERP)、制造执行系统(MES)进行有效集成。详细介绍了OPC UA等标准接口技术在实现跨平台数据互操作性中的作用。 4. 系统可靠性、冗余设计与调试: 论述了如何通过硬件冗余(控制器、电源、通信链路)和软件冗余(热备份、切换逻辑)来提升系统可用性。提供了严格的系统联调、I/O巡检和回路投运的标准作业程序(SOP)。 --- 第三卷:工业信息安全、数字化转型与未来趋势(约400页) 第三卷着眼于面向未来的工业控制技术,探讨了信息安全防护、数据分析在控制优化中的作用,以及向工业4.0迈进的关键技术路径。 核心章节亮点: 1. 工控系统网络安全(ICS Security): 鉴于控制系统的脆弱性,本卷详细介绍了IEC 62443系列标准在工业控制环境中的应用。内容包括风险评估方法、物理隔离、逻辑分段(Purdue模型)、入侵检测系统(IDS)在OT网络中的部署,以及安全审计与应急响应机制。 2. 工业物联网(IIoT)与边缘计算: 探讨了IIoT在数据采集、设备健康监测(PHM)中的应用。重点分析了边缘计算(Edge Computing)如何缓解云端压力,实现低延迟的本地数据预处理和控制决策。 3. 控制系统的数据化与人工智能赋能: 介绍了如何利用先进的统计过程控制(SPC)工具和机器学习算法(如神经网络、深度学习)来辅助操作员进行故障诊断、异常检测和工艺参数的自适应调整。 4. 数字化孪生(Digital Twin)在控制中的应用: 阐述了如何构建高保真度的物理系统数字化模型,并将其用于控制策略的离线验证、操作员培训和实时性能监控,以实现预测性维护和流程优化。 --- 本书的特点与目标读者 本书的突出特点在于其深度、广度与时效性: 工程深度: 不停留在概念层面,书中包含大量计算实例、设计规范引用和实际工程案例分析,确保读者能将理论知识直接转化为工程实践。 跨域整合: 成功整合了电气、仪表、软件编程、网络通信和信息安全等多个学科的知识,符合现代复杂工业项目对复合型人才的需求。 前沿导向: 紧跟工业界对数字化转型和网络安全日益增长的需求,为读者提供了应对未来挑战的知识储备。 目标读者: 1. 自动化、电气工程、化学工程、机械工程等专业的本科高年级学生和研究生。 2. 从事流程工业(石化、电力、冶金、制药)的控制工程师、仪表工程师、系统集成工程师。 3. 负责工厂自动化系统升级、改造或维护的技术管理人员。 4. 致力于工业网络安全和智能制造转型的技术骨干。