热工自动化

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出版者:中国电力出版社
作者:孙奎明
出品人:
页数:397
译者:
出版时间:2006-1
价格:40.0
装帧:平装
isbn号码:9787508337227
丛书系列:
图书标签:
  • 热工
  • 自动化
  • 控制工程
  • 热力学
  • 传热学
  • 流体力学
  • 工业自动化
  • 仪表技术
  • 系统控制
  • 能源工程
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具体描述

本书是《600MW级火力发电机组丛书》之一,主要介绍600MW火力发电机组热工自动化技术。书中分别讲述了现场过程仪表的结构和工作原理;分散控制系统的基本结构、特点和主要硬件、软件系统以及数据通信技术;数据采集与处理系统的组成、结构和功能;协调控制系统、顺序控制与热工保护系统、炉膛安全监控系统、汽轮机数字电液调节系统的基本知识和实用技术。另外简要介绍了1000MW火力发电机组的控制方案。

《智能制造中的前沿控制策略》 本书深入探讨了在快速发展的智能制造时代,控制技术如何实现从传统自动化向智能化、网络化、柔性化的飞跃。全书围绕“前沿控制策略”这一核心主题展开,旨在为读者提供一套系统、深入的认知框架,以应对当前及未来制造系统所面临的复杂挑战。 第一部分:智能制造的控制系统基础与演进 本部分首先回顾了自动化控制技术在工业发展历程中的关键节点,重点阐述了传统PID控制、模糊控制、专家系统等经典方法的原理及其在工业生产中的应用局限性。在此基础上,详细介绍了智能制造对控制系统提出的新要求,如实时性、自适应性、自学习能力、多系统协同以及与大数据、人工智能技术的深度融合。通过对比分析,清晰勾勒出控制技术从自动化走向智能化的必然趋势,为后续内容奠定坚实的理论基础。 第二部分:基于人工智能的先进控制技术 本部分是本书的重点内容,系统性地介绍了当前在智能制造领域备受关注的几类先进控制技术。 强化学习在过程控制中的应用: 详细讲解了强化学习的基本原理,包括状态、动作、奖励、策略和价值函数等核心概念。通过多个具体的工业场景案例,如反应器温度控制、机器人轨迹规划、生产线调度优化等,演示了如何利用Q-learning、DQN、PPO等强化学习算法,使控制系统具备在线学习和自主优化能力,无需预先设定精确模型即可应对动态多变的工况。特别强调了在实际应用中如何设计有效的奖励函数,以及如何解决样本效率低、收敛稳定性等问题。 深度学习与模型预测控制(MPC)的结合: 阐述了深度学习在构建高精度、非线性系统模型方面的优势,以及MPC在优化控制性能、处理约束条件方面的卓越能力。本书将深度学习模型(如LSTM、Transformer)嵌入到MPC框架中,实现了对复杂系统动力学的实时预测,从而大幅提升了MPC的控制精度和鲁棒性。通过实例分析,展示了如何利用深度学习预测未来状态,并基于预测结果生成最优控制序列,尤其在化工过程、能源管理等领域具有广泛的应用前景。 多智能体协同控制(MAS)在分布式制造系统中的应用: 随着柔性制造、分布式生产模式的兴起,如何实现多个独立控制单元的协同运作成为关键。本部分详细介绍了多智能体系统(MAS)的架构、通信机制和协同策略,如基于博弈论的分布式优化、去中心化学习算法等。通过模拟和案例分析,展示了MAS在生产单元间的任务分配、资源共享、故障诊断与恢复等方面的强大能力,赋能了高度分散且动态变化的制造网络。 第三部分:数字孪生与控制系统的集成 本部分聚焦于数字孪生技术如何与控制系统深度融合,以实现更高级别的预测、仿真和优化。 数字孪生在过程建模与仿真中的作用: 详细介绍了数字孪生作为物理实体精确虚拟映射的构建方法,包括数据采集、模型构建、实时同步等关键环节。着重阐述了如何利用数字孪生进行高保真度的过程仿真,验证和优化控制策略,以及进行“what-if”场景分析。 基于数字孪生的在线控制优化与故障预测: 探讨了如何利用数字孪生进行实时在线优化。通过将实时的物理过程数据反馈到数字孪生模型,可以实时更新模型参数,预测未来过程演变,并提前预警潜在的故障。基于这些预测,控制系统可以提前调整控制策略,实现预防性维护和鲁棒性控制,大幅提升生产系统的稳定性和经济性。 第四部分:面向未来智能制造的控制挑战与展望 本部分将视野放宽,探讨了在未来智能制造发展中,控制技术可能面临的新挑战和发展方向。 网络安全与控制系统的融合: 随着控制系统日益网络化,网络安全成为不可忽视的威胁。本部分将探讨如何在控制系统设计中集成安全机制,应对潜在的网络攻击,保证生产过程的安全性与可靠性。 可解释性AI与控制策略的透明度: 强调了在应用复杂的AI控制算法时,对决策过程的可解释性需求。通过引入可解释性AI技术,使控制系统的决策过程更加透明,便于理解、调试和信任。 可持续制造与绿色控制: 探讨了控制技术如何在节能降耗、减少污染物排放等方面发挥作用,实现制造过程的绿色化和可持续发展。 本书内容详实,结合了大量的理论推导、算法分析和实际工程案例,旨在为从事智能制造、过程控制、人工智能等领域的科研人员、工程师及相关专业学生提供一本具有指导意义的参考书。阅读本书,读者将能够深刻理解和掌握驱动未来智能制造发展的核心控制技术。

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目录信息

读后感

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用户评价

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我一直认为,一个优秀的工程师不仅要懂技术,更要懂得如何与人沟通和协作,尤其是在大型项目的设计和实施过程中。这本书的“项目管理与实施”章节,虽然不像前面的技术章节那样深入,但却给了我很多启发。它并没有直接讨论自动化技术的具体内容,而是从整个项目的生命周期出发,介绍了如何进行项目的规划、设计、采购、安装、调试和维护。它强调了团队协作的重要性,以及如何与客户、供应商和其他相关方进行有效沟通。书中还提到了风险评估和管理,以及如何在项目过程中应对突发状况。虽然我期望能有更具体的项目管理工具和方法的介绍,但它所提出的理念和原则,对于我理解一个自动化项目的全貌,以及我在项目中的角色和责任,非常有帮助。它让我意识到,技术实现固然重要,但项目能否成功,很大程度上取决于前期的规划、过程中的协调和后期的管理。这一点,对于我将来走向管理岗位,或者在团队中扮演更重要的角色,都具有重要的指导意义。

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我个人在实际操作层面,对各种仪表的选择和校准一直比较头疼。这本书里的“测量与仪表”章节,可以说彻底解决了我的困扰。它不仅仅是简单地罗列了各种传感器和变送器的型号,而是对它们的工作原理、性能指标、选型原则进行了极为详尽的介绍。我最喜欢的是它对不同类型温度传感器(如热电偶、热电阻)在不同应用场景下的优劣势分析,以及如何根据工艺要求选择最合适的类型。还有关于压力、流量、液位等测量仪表的详细讲解,包括它们的安装、维护和常见故障排除方法。特别值得称赞的是,这本书还专门辟出了一章讲解仪表的校准与不确定度分析。这部分内容非常实用,它不仅介绍了各种校准方法,还详细解释了如何计算和评估测量的不确定度,这对于保证测量数据的准确性和可靠性至关重要。我曾经在工作中因为仪表校准不到位,导致生产过程出现偏差,损失了不少,如果当时有这本书,我想我可以避免很多不必要的麻烦。而且,它还提到了智能仪表的应用,以及如何通过网络进行远程监测和诊断,这充分体现了这本书的时代性和前瞻性。

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我对“数据分析与优化”这一块的内容特别感兴趣。现在工业领域越来越强调数据的价值,而自动化系统正是数据的重要来源。这本书的这部分内容,非常及时地切合了这一趋势。它不仅仅是简单地讲解了数据采集和存储,而是更侧重于如何利用这些数据来分析生产过程,找出潜在的问题,并进行优化。我看到它介绍了如何使用统计学的方法来分析过程数据,如何识别异常模式,以及如何建立预测模型来预警潜在的故障。书中还提到了数据挖掘和机器学习在过程优化中的应用,虽然这部分内容可能比较深入,但它为我打开了一扇新的大门,让我看到了未来自动化发展的一个重要方向。我尤其喜欢它对“数字孪生”的初步介绍,虽然只是一个引子,但已经让我对未来的工业生产有了更多的想象。这本书让我意识到,自动化不仅仅是控制,更是对数据的深刻理解和智能应用。

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翻开这本书,首先映入眼帘的是那密密麻麻却又清晰有序的目录。我花了将近半个小时,仔细地浏览了每一个章节的标题。不得不说,这个目录的设计非常有逻辑性,从基础概念的引入,到具体技术的深入剖析,再到应用案例的展示,层层递进,循序渐进。我注意到里面有很多我之前模糊不清的术语,这本书都给出了非常详细的解释,甚至还追溯了它们的起源和发展。例如,在关于“控制器设计”那一章,我看到它不仅仅是列举了几种常见的控制器模型,还深入讲解了它们背后的数学原理,以及在不同工况下的适用性和局限性。而且,它还引入了一些我从未接触过的先进控制理论,比如模型预测控制和自适应控制,并且给出了相应的算法框架和伪代码。我尤其感兴趣的是“系统辨识”这一部分,我一直觉得要做好自动化控制,首先要对被控对象有深刻的理解,而系统辨识就是实现这一目标的关键。这本书在这方面的阐述,从数据采集、模型选择,到参数估计和模型验证,都给出了系统性的指导,这对于我独立完成一些项目来说,无疑提供了宝贵的参考。另外,它还涵盖了数据驱动的控制方法,这在当今大数据时代显得尤为重要。我发现,这本书并没有局限于传统的理论知识,而是紧跟时代发展的步伐,融入了许多前沿的研究成果,这一点让我感到非常惊喜。

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对于很多工科学生或者初入行的工程师来说,理解复杂的控制回路和系统集成往往是一个巨大的挑战。这本书在这方面做得非常出色。它从最基础的PID控制原理讲起,循序渐进地介绍了比例、积分、微分参数的意义、整定方法以及它们对系统响应的影响。然后,它逐步引入了更高级的控制策略,比如串级控制、前馈控制、比值控制等,并结合实际的工艺过程,比如锅炉、换热器、反应釜等,给出了清晰的系统结构图和控制框图。我尤其喜欢它对“系统集成”部分的讲解,它详细阐述了如何将不同的仪表、执行机构和控制器连接起来,形成一个完整的自动化控制系统。书中还包含了一些实际工程案例的分析,通过这些案例,我可以直观地看到各种控制策略是如何在实际生产中应用的,以及如何根据具体情况进行优化。另外,它还涉及到了一些关于安全仪表系统(SIS)的介绍,这对于保障生产安全非常重要。这本书的讲解方式,既有理论深度,又不失实践指导意义,让我能够将书本知识与实际工作相结合,从而更好地理解和应用自动化控制技术。

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这本书的语言风格非常独特,我个人觉得非常接地气,也很有感染力。作者在讲解一些复杂的概念时,并没有使用过于生涩的术语,而是尽量用通俗易懂的语言来表达。即使遇到一些专业性较强的词汇,他也会在后面进行详细的解释,或者通过形象的比喻来帮助读者理解。我最喜欢的是,他在某些章节的开头,会用一些引人入胜的案例或者故事来引入主题,这样能够立刻抓住读者的注意力,并激发他们的学习兴趣。而且,作者的写作风格非常流畅,行文如流水,读起来一点也不费力。我之前读过一些技术书籍,虽然内容也很扎实,但读起来总感觉比较枯燥,缺乏趣味性。而这本书,虽然是一本关于“热工自动化”的专业书籍,却让我读出了学习的乐趣。我甚至觉得,如果将来有机会,我也希望能以这样的方式去分享自己的知识和经验。这本书的语言,不仅仅是在传递信息,更是在传递一种对技术的热情和执着。

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我一直认为,对于工科类的书籍,理论的严谨性固然重要,但实践的可操作性同样不可忽视。这本书在这两个方面都做得相当到位。在理论讲解的部分,它引用了大量的公式和图表,清晰地阐述了各种自动化原理的数学基础。但同时,它并没有止步于理论,而是紧密结合实际的工业生产过程,提供了很多具体的设计思路和实施方案。例如,在讲解“PLC编程”这一部分时,它不仅仅是介绍了PLC的硬件结构和基本指令,还详细讲解了如何根据实际的工艺流程来设计控制逻辑,如何进行程序的调试和优化。书中还提供了一些实际的PLC编程案例,通过这些案例,我能够更直观地理解PLC编程的实际应用。此外,它还涉及到了分布式控制系统(DCS)和现场总线技术,这些都是现代工业自动化中非常重要的组成部分。这本书让我感觉到,它不仅仅是一本技术手册,更是一位经验丰富的工程师在传授他的知识和经验。

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我之前对“组态软件”这个概念一直有些模糊,只知道它是实现人机界面的重要工具。这本书里专门用了一个章节来讲解“组态软件与SCADA系统”。它详细介绍了主流的组态软件的特点、功能以及应用方法,例如如何进行画面设计、变量组态、报警处理和趋势显示等。更重要的是,它还深入浅出地解释了SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统的概念、架构和工作原理,包括数据采集、通信网络、数据处理和监控功能。我非常惊讶于书中对不同通信协议(如Modbus, OPC UA)的介绍,以及它们在工业现场的应用。这本书不仅仅是教你如何操作软件,更是让你理解软件背后的原理和整个系统的运作机制。我曾经在一些项目中,遇到过组态软件的配置难题,如果当时有这本书,我相信我可以更快地找到解决方案。它让我在理论层面和实践层面都对 SCADA 系统有了更清晰的认识,这对于我将来在自动化领域进行更深入的学习和工作,打下了坚实的基础。

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我一直觉得,一个好的技术书籍,除了内容的深度和广度,更重要的是它能不能帮助读者建立起一个清晰的知识体系。这本书在这方面做得非常出色。它的章节结构设计非常合理,从宏观概念到微观细节,层层递进,逻辑性很强。在每个章节的结尾,它还会进行小结,帮助读者回顾和巩固所学内容。我特别欣赏的是,它在讲解某个技术点的时候,经常会引用一些实际的工业应用场景,或者通过对比不同技术方案的优劣,来帮助读者理解该技术的实际价值和适用范围。例如,在讲解不同类型的执行机构时,它会详细分析气动、液压和电动执行机构在响应速度、精度、成本等方面的差异,并给出在不同工况下的选型建议。这种“带着问题去学习”的方式,让我在学习过程中不会感到枯燥乏味,反而会激发我的思考和探索欲望。而且,书中还包含了一些参考文献和进一步阅读的建议,这为我提供了继续深入学习的途径。

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这本书的装帧设计,第一眼看上去就很有分量感,沉甸甸的。封面的配色是那种比较经典的深蓝和银灰,给人的感觉很专业,也很沉静,不像一些技术书籍那样花里胡哨。我特别喜欢它封面上的烫金工艺,触感温润,而且在光线下会泛出柔和的光泽,显得很有质感。拿到手里的时候,你能感觉到纸张的厚实和韧性,翻阅起来的时候,边缘非常齐整,没有那种松散的感觉。书脊的装订也非常牢固,我试着用力打开到最大角度,也没有听到任何撕裂的声音,这一点对于经常需要在实验室或者现场翻阅书籍的人来说,简直是福音。我之前买过一些类似主题的书,有些装帧虽然也很精美,但总感觉不够耐用,没翻几次就出现磨损或者脱胶的情况。这本书在这方面就做得非常到位,我能预见到它会陪伴我度过很长一段的学习时光。而且,书的整体尺寸也比较适中,既不会太大而显得笨重,也不会太小而看不清细节。随书附带的一些图表和插页,印刷质量也相当高,色彩还原度很好,即使是复杂的工艺流程图,也能看得清清楚楚,这一点对于理解那些抽象的概念非常有帮助。总而言之,从这本书的物理形态上,我感受到了出版方对内容的尊重和对读者的诚意,这让我对里面即将接触到的知识充满了期待,感觉自己花出去的每一分钱都值了。

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