Integration Technologies for Industrial Automated Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Taylor & Francis

作者:Zurawski, Richard

出品人:

页数:600

译者:

出版时间:2006-7

价格:$ 158.14

装帧:HRD

isbn号码:9780849392627

丛书系列:

图书标签:

• 工业自动化
• 集成技术
• 自动化系统
• 工业控制
• 传感器技术
• 通信协议
• 数据采集
• PLC
• SCADA
• 机器人技术

好的，这是一份关于“Integration Technologies for Industrial Automated Systems”以外的，关于工业自动化集成技术的图书简介，内容详实，力求自然流畅。 --- 智能制造与工业互联：下一代系统集成方法论 图书简介 在当前全球制造业向工业4.0加速转型的浪潮中，传统的自动化孤岛模式已难以为继。本手册深入探讨了面向未来工厂的系统集成策略与核心技术，旨在为工程师、架构师和决策者提供一套全面的、前瞻性的指导框架，以构建高效、灵活且具备高度适应性的智能制造生态系统。本书的重点聚焦于跨异构平台的数据融合、实时控制网络的设计优化，以及如何利用先进的软件定义架构，实现从底层执行器到顶层企业资源的无缝连接与协同。 第一部分：工业数据基础设施的重构 本书首先剖析了当前工业环境中数据采集与传输面临的挑战，特别是如何有效地处理海量的、多模态的（如时间序列、图像、状态数据）工业数据。我们详细阐述了面向边缘计算的先进数据聚合模式，强调了在本地节点进行预处理和智能分析的必要性。 OPC UA的深化应用与安全扩展： 重点不在于OPC UA的基础介绍，而是探讨如何利用其信息模型（Information Modeling）能力，构建语义丰富的数字孪生体描述符。内容涵盖了如何利用客户端/服务器（C/S）和发布/订阅（Pub/Sub）模式的混合应用，以优化带宽利用率和数据同步的实时性。特别分析了在资源受限的嵌入式设备上部署轻量级OPC UA堆栈的最佳实践。 时间敏感网络（TSN）的实际部署与性能验证： 本章节超越了TSN的基本原理，着重于在复杂、多供应商网络拓扑中实现确定性通信的工程挑战。涵盖了流量整形（Shaping）、竞争敏感整形（CSS）、以及网络同步（IEEE 802.1AS/PTP）在实际生产线环境中的配置细节和性能度量标准，确保数据传输满足毫秒级甚至微秒级的延迟要求。 工业MQTT与轻量级消息传递： 讨论了MQTT在资源受限设备（如传感器和PLC）与云平台之间建立高效、低开销通信链路的作用。本书提供了关于QoS等级选择、会话持久化策略，以及如何结合TLS/SSL实现工业物联网（IIoT）消息的安全传输和身份验证机制。 第二部分：跨域互操作性与语义统一 系统的智能程度不仅取决于连接的密度，更取决于数据被理解和使用的有效性。本部分的核心在于解决不同自动化层级和不同厂商设备之间“语言”不通的问题。 功能描述（Function Blocks）的标准化与共享： 探讨了IEC 61499标准在现代分布式控制系统中的复兴及其在跨平台功能部署中的潜力。我们详细分析了如何将传统PLC逻辑解耦为可移植的功能块，并利用其事件驱动的特性，实现更高层次的系统灵活性和可重构性，而非仅仅关注传统的基于任务的编程范式。 知识图谱在工业过程建模中的应用： 本章介绍了如何利用本体论（Ontology）和知识图谱技术，构建反映物理资产、工艺流程和维护状态的统一语义模型。这使得复杂的诊断查询和跨系统的数据关联分析成为可能，极大地增强了决策支持系统的上下文感知能力。 API优先的自动化设计： 强调了现代集成应遵循“API First”的原则。通过RESTful API、GraphQL等现代Web服务技术，为上层应用（如MES、ERP或数据分析平台）提供结构化、版本化的数据访问接口，有效屏蔽了底层控制协议的复杂性。 第三部分：软件定义控制与分布式决策 随着计算能力的下沉，控制系统正经历从集中式到分布式、从硬编码到软件定义的深刻变革。 基于容器技术的控制应用部署： 深入研究了Docker和Kubernetes在工业边缘环境中的应用潜力。讨论了如何利用容器化技术实现自动化应用的快速部署、隔离和生命周期管理，特别是在需要频繁迭代优化算法或切换不同控制逻辑的柔性生产线上。重点分析了对实时性要求极高的场景下，如何结合实时Linux内核和特定的容器运行时环境来保证确定性。 模型预测控制（MPC）在离散事件系统中的集成： 传统上MPC多用于流程工业，本书探索了其在复杂离散装配任务中的集成方法。通过构建高保真度的系统模型，实现对未来数秒或数分钟的生产状态进行预测和优化，从而提前调整机器人轨迹或物料流，以应对突发的工艺波动。 面向安全性的集成架构设计： 随着OT（操作技术）与IT的融合，网络边界的模糊化带来了巨大的安全风险。本部分详细介绍了“零信任”原则在工业网络中的具体实施路径，包括微分段（Micro-segmentation）、工控协议的深度包检测（DPI）以及基于行为异常的入侵检测系统（IDS）在集成环境中的部署策略。 第四部分：数字化孪生与系统级优化 最终目标是通过集成技术实现对物理系统的全面洞察与优化。 多物理场仿真与实时反馈回路的构建： 探讨了如何将高精度工程仿真模型（如有限元分析、流体力学仿真）与现场的实时传感器数据进行融合校准，构建出高保真度的数字孪生体。重点关注如何利用这些孪生体进行“What-if”分析，并安全地将优化策略反馈给底层控制层。 跨工厂的互操作性与供应链协同： 超越单个工厂边界，本书讨论了如何通过统一的集成平台（如工业数据湖或云平台）实现不同地理位置的工厂或合作伙伴之间的标准化数据交换和流程协调，以支持更敏捷的全球供应链管理。 本书内容翔实，案例丰富，旨在为工程师提供一套超越特定供应商限制的、面向未来的工业集成技术蓝图。阅读本书，您将掌握构建新一代智能工厂所必需的关键技术栈与系统思维。

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这本书的阅读体验是极其“硬核”的，它几乎没有提供任何轻松的过渡章节，从第一页开始就直接进入了技术核心。作者对工业物联网（IIoT）数据流的分析，特别是针对海量时间序列数据的存储、清洗与实时分析的性能优化方案，展现了对大数据处理框架的深刻理解。我发现它在解释如何利用机器学习模型来预测设备故障时，并未采用通用的算法描述，而是针对工业过程数据的特性（如高噪声、低信噪比）进行了专门的算法裁剪和特征工程的优化指导。整本书的语言风格是一种高度凝练的、充满专业术语的表述，你需要具备相当的背景知识才能顺畅地跟上作者的思路。但一旦你掌握了其逻辑脉络，你会发现它提供了一套非常系统和完整的知识体系，足以让你从一个“操作者”的角色转变为一个“架构师”的角色，能够从全局视角去设计和评估复杂的自动化集成项目。它确实是一部需要反复研读、并且在实际工作中不断参照的工具书，而不是一次性读完就束之高阁的闲书。

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这是一部真正体现了“技术前沿探索”精神的著作，它丝毫没有停留在对现有成熟技术的简单罗列和复述上，而是大量篇幅致力于探讨那些尚未完全落地、但极具潜力的下一代集成技术。书中对“数字孪生”（Digital Twin）在工业现场的实时映射与预测性维护方面的应用，给出了一个极其宏大且逻辑严密的框架。作者没有停留在概念层面，而是深入剖析了实现高保真孪生模型所需的数据采集频率、模型更新周期以及计算资源分配的优化策略。更让我耳目一新的是，书中对基于区块链技术的工业数据确权与安全传输的探讨，虽然这在传统的自动化控制领域似乎显得有些“跨界”，但作者成功地论证了其在解决大型跨企业协作制造中的信任危机的重要性。阅读这本书的过程，更像是一场与行业内顶尖专家的深度对话，你会被不断地挑战去思考，在未来十年，我们应该如何重构工业控制的底层架构以应对日益复杂的网络威胁和数据需求。它迫使你跳出自己熟悉的舒适区，去拥抱那些可能在未来五年内改变整个行业格局的新兴技术集合。

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这本书的内容深度，简直可以媲<bos>仪于一本硕士研究生阶段的专业课教材，甚至在某些特定章节，比如关于传感器数据融合与不确定性量化处理方面，其专业性和前沿性已经超越了我之前接触过的大多数同行资料。我发现作者在构建整个自动化系统模型时，非常注重面向对象的建模方法，并巧妙地融入了形式化验证的思想，这在传统偏重于功能实现的工业控制书籍中是比较少见的。阅读过程中，我不得不频繁地查阅一些关于控制理论和高级离散数学的补充材料，这虽然增加了阅读的阻力，但也正说明了作者没有在关键的技术难点上“偷工减料”。例如，书中对非线性系统鲁棒控制器的设计步骤的描述，详尽到令人发指，每一步的参数选择和约束条件的设定都有明确的数学依据和工程背景解释。我尤其欣赏作者在探讨系统安全性和可靠性时，引入了失效模式与影响分析（FMEA）的系统性方法，并将其与现代的冗余架构设计紧密结合。这本书不是那种让你读完后感觉“大致了解了”的书，而是那种读完之后，你会立刻感到自己的技术视野被拓宽，并且对当前工业控制系统的设计范式产生了全新的、更具批判性的认识。

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从装帧和内容组织来看，这本书显然是为那些在复杂、异构系统集成方面面临巨大挑战的工程师和项目经理量身定做的。它的叙事风格非常务实，充满了“如果……那么……”的工程逻辑，很少有空泛的形容词。书中对不同通信协议（如OPC UA, MQTT, EtherCAT）的适用场景、性能瓶颈及其在特定工业场景下的适配策略进行了深入的对比分析。我印象最深的是它对遗留系统（Legacy Systems）现代化改造的实践指南部分，作者没有一味鼓吹“推倒重来”，而是提供了一套渐进式的、风险可控的集成路径图，这种考虑实际工程预算和停机时间限制的务实态度，是很多纯理论书籍所缺乏的宝贵经验。它强调的不是某个单一技术有多么先进，而是如何将这些异构技术有机地、可靠地“粘合”在一起，形成一个高效、可维护的整体解决方案。对于那些负责大型工厂升级改造的团队来说，这本书的章节安排和案例剖析简直就是一份现成的、经过时间检验的最佳实践手册。

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这本书的封面设计，乍一看，就给人一种沉甸甸的、信息量巨大的感觉。那种深蓝与灰的配色，夹杂着一些电路图的抽象线条，让人立刻联想到高精尖的工业领域。我是在寻找关于现代工厂自动化解决方案的深度解析时偶然发现它的，毕竟现在“工业4.0”这个词已经火得不能再火了，但真正能把理论和实践完美结合的教材或参考书却寥寥无几。这本书的排版非常严谨，目录结构清晰得像一份精密的流程图，每个章节的标题都直指核心技术栈，比如实时操作系统（RTOS）的选型、分布式控制系统（DCS）的架构优化，还有最新的TSN（时间敏感网络）在工业以太网中的应用前景。我特别关注了其中关于边缘计算在PLC（可编程逻辑控制器）层面的集成策略那一部分，作者的论述不仅有扎实的理论基础，还引用了若干近期国际工业标准组织的最新提案。读起来，你得时刻准备好切换你的思维模式，因为它不会用那种轻松的口吻来解释复杂的概念，而是直接将你置于一个需要解决实际工程难题的工程师的视角。那种挑战感和学习的紧迫性，恰恰是行业内的专业人士所追求的。它更像是一本为资深工程师准备的“武功秘籍”，而不是给初学者的入门指南，这一点从它对数学模型和算法细节的深入探讨就能看出端倪。

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