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页数:147

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出版时间:2008-6

价格:16.00元

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isbn号码:9787111239574

丛书系列:

图书标签:

• 电气控制
• 自动化
• PLC
• 继电器
• 接触器
• 电机控制
• 传感器
• 工业控制
• 电路
• 控制系统

智能制造时代的工业自动化：从理论到实践的跨越 书籍名称： 智能制造时代的工业自动化：从理论到实践的跨越 图书简介： 随着信息技术与先进制造技术的深度融合，全球制造业正迎来以数字化、网络化、智能化为核心的第四次工业革命。本书《智能制造时代的工业自动化：从理论到实践的跨越》旨在为读者提供一个全面、深入且极具操作性的视角，剖析当代工业自动化系统的构建、运行、优化及其在智能制造新范式下的演进路径。本书不侧重于传统电气元件的接线与基础维护，而是聚焦于集成化、柔性化和数据驱动的先进自动化解决方案。 本书结构严谨，内容涵盖了从底层感知、执行到上层决策控制的完整链条，旨在培养读者具备系统级设计、实施和维护复杂工业自动化系统的能力。 第一部分：工业自动化的新基石——数字化与互联化 本部分首先奠定了智能制造的理论基础，区别于传统的自动化概念，强调了数据在现代控制系统中的核心地位。 第一章：智能制造的时代背景与核心理念 详细阐述工业4.0、工业互联网（IIoT）和CPS（信息物理系统）的内涵。重点分析了传统自动化系统在应对个性化、小批量、高效率生产需求时的局限性，以及数字化转型对控制架构提出的新要求。内容包括了从“连接”到“智能”的演进路径，以及数据驱动决策（Data-Driven Decision Making）在生产现场的应用前景。 第二章：现代传感器、执行器与现场总线技术 本章深入探讨了新一代智能传感器的特性，如具备自诊断、自校准和网络通信能力的传感器。重点分析了从传统的点对点连接向集成化、网络化现场总线过渡的必要性。详细对比分析了EtherCAT、PROFINET IO、CC-Link IE等主流高速工业以太网技术在实时性、带宽和同步性方面的差异与适用场景。强调了如何利用这些技术实现高密度数据的实时采集与反馈。 第三部分：分布式控制架构与高级控制策略 本部分是全书的核心，探讨了现代控制系统的逻辑构建和运行机制，突出了软件定义控制（Software-Defined Control）的趋势。 第三章：可编程逻辑控制器（PLC）的深度应用与编程范式革新 本书不再赘述基础的梯形图编程，而是聚焦于现代PLC平台（如基于PC/开放平台控制技术PAC）的高级功能。内容包括了面向对象的编程（OOP）在大型、模块化控制项目中的应用，安全编程标准（如IEC 61508/61511）在关键控制回路中的实施，以及多核处理器环境下任务调度与实时性保证的策略。探讨了如何利用PLC集成 OPC UA 客户端/服务器功能，实现与MES/ERP系统的初步数据交换。 第四章：运动控制与高精度伺服系统集成 针对现代生产线对柔性、精度和速度的极致要求，本章详细阐述了多轴协同运动控制。内容涉及：基于运动控制器的集中式和分布式伺服驱动方案对比；S形速度曲线规划、电子凸轮（Electronic Gearing）与飞剪（Flying Shear）等高级运动轨迹生成算法的原理及调试；以及如何利用现代伺服驱动器内置的诊断功能进行预防性维护。 第五章：人机交互界面（HMI）与可视化技术 本章关注于提升操作效率和降低人为错误的HMI设计原则。内容涵盖：基于工业PC（IPC）和触摸屏的现代化HMI软件开发；信息架构设计（Information Architecture）在复杂流程显示中的应用；以及如何通过趋势分析、报警管理和历史数据追溯，为操作人员提供有效的决策支持工具，而非仅仅是开关量的显示。 第四部分：工业控制系统的集成与安全 本部分着眼于控制系统的宏观集成，以及在网络化环境下必须面对的安全挑战。 第六章：制造执行系统（MES）与控制层的集成 详细解析了自动化控制层（OT）与企业管理层（IT）之间的桥梁——MES的作用。重点阐述了ISA-95参考模型在数据模型构建中的指导意义。内容包括：如何设计高效的批次数据（Batch Data）传输机制；设备OEE（整体设备效率）数据的实时采集与计算模型的构建；以及如何通过接口标准化（如使用XML/JSON或标准API）实现跨平台的数据流通。 第七章：工业网络安全与韧性设计 鉴于控制系统日益暴露于企业网络乃至外部威胁，本章专门阐述了工业网络安全（ICS Security）的最佳实践。内容包括：控制系统网络的逻辑分区与物理隔离（基于Purdue模型）；工业防火墙、入侵检测系统（IDS）在OT环境中的部署原则；以及针对PLC/RTU固件漏洞的补丁管理策略和远程访问的安全隧道建立。强调了从设计初期嵌入安全机制（Security by Design）的重要性。 第八章：云计算、边缘计算与数据分析在控制中的应用 探讨了云计算和边缘计算（Edge Computing）如何赋能传统控制系统。边缘计算侧重于在设备侧进行实时预处理、降低云端负载和网络延迟。内容包括：利用边缘计算网关实现非结构化数据到标准协议的转换；在云端进行大数据分析（如机器学习模型训练）并回传至生产线进行预测性维护或工艺优化（Model Deployment）。 结论：迈向自主化与柔性制造 全书总结了当前工业自动化技术的发展趋势，展望了未来自主运行系统（Autonomous Systems）的挑战与机遇，强调了跨学科知识融合（机电、信息、控制一体化）是实现真正智能制造的关键所在。本书为工程师、技术管理人员和高年级学生提供了一个超越基础操作，直抵前沿应用的技术蓝图。

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这本书的篇幅相当可观，内容深度和广度都让人印象深刻，它可不是那种浮于表面的介绍性读物。我特别注意到，书中对现代变频调速技术和PLC（可编程逻辑控制器）的应用部分着墨颇多，而且讲解得极为透彻。作者并没有停留在简单的功能介绍上，而是深入到硬件选型、编程指令集以及故障诊断等核心技术层面。对于PLC部分，它列举了大量的梯形图和指令表实例，并且对每条指令的功能和使用场景都做了深入的剖析，这对于那些想从理论走向实践的工程师来说，简直是宝藏。我尝试跟着书中的示例代码在仿真软件里跑了一遍，发现程序逻辑设计得非常巧妙，充分体现了其在实际生产线上运行的稳定性。再者，书中对伺服系统的介绍也让我眼前一亮，它详细阐述了闭环控制的原理，以及如何通过参数调整来优化系统的动态响应，这在很多同类书籍中是很难找到如此深入讲解的。这本书无疑是为那些有一定基础，希望进一步提升自己控制系统设计和调试能力的专业人士量身定做的。

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这本书的特色在于其对“解决实际问题”的执着追求，它不仅仅是理论的搬运工，更是一个实战手册。我关注的重点是故障排除这一块，很多教材在这方面往往一带而过，但这本书却提供了一个专门的章节来系统地梳理常见故障及其排除方法。它把故障现象和可能的原因进行了表格化的整理，覆盖了从传感器信号丢失到执行器卡死等各种突发状况。例如，对于一个常见的“启动延迟”问题，书中列出了至少五种可能的原因，并对应给出了详细的测试步骤和判断依据，这比我以往查阅的任何故障手册都要系统和全面。此外，书中还穿插了一些“经验之谈”，这些往往是书本知识无法涵盖的，比如在特定环境下调试设备时需要注意的温湿度影响，或者某个品牌的设备特有的兼容性问题。这些看似琐碎的细节，恰恰是决定项目成败的关键，体现了作者深厚的现场工程经验，读起来让人感觉非常踏实可靠。

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这本书的价值远超出了其作为教材的范畴，它更像是一部浓缩了数十年行业经验的工程百科全书。我尤其欣赏它在绪论部分对电气自动化发展趋势的宏观分析，对工业物联网（IIoT）和智能制造的初步探讨，虽然篇幅不长，但足以拓宽读者的视野，让人明白现在所学的技术在未来产业升级中的定位。书中对各种电气元件的选型指导也极为精炼，比如在选择继电器时，除了额定参数外，还对寿命和切换频率进行了对比分析，这种前瞻性的指导对于项目初期的成本控制和长期可靠性设计非常有指导意义。我发现，这本书的专业术语解释精准而到位，即便是首次接触某个概念，也能通过上下文快速理解其精确含义，这对于跨专业学习者尤其友好。总而言之，这本书在知识的深度、广度、实用性以及前瞻性上都达到了一个非常高的水准，是我工具箱里不可或缺的一本参考书。

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这本书的装帧设计非常吸引人，封面上那张复杂的电路图简直让人爱不释手，光是看着就能感受到一股专业气息扑面而来。我一开始还担心内容会过于晦涩难懂，毕竟我对这方面了解不多，但翻开目录后，发现编排得相当有条理。从最基础的电工原理开始，逐步深入到各种继电器、接触器的工作原理，讲解得细致入微。特别是书中对各种控制系统的图例分析，那真是图文并茂，即使是初学者也能大致勾勒出整个逻辑流程。作者在解释概念时，喜欢用一些生活中常见的例子来类比，比如把复杂的逻辑门比作开关的组合，一下子就拉近了与读者的距离。我尤其欣赏它在案例分析部分，提供的那些实际工业场景的解决方案，看得出来作者在这方面是下足了功夫的，每一个步骤的说明都非常严谨，连参数的选择都有详细的依据。读完前几章，我对以前模糊不清的一些概念豁然开朗，感觉自己已经站在了一个更高的起点上审视这些技术问题了。这本书与其说是一本教科书，不如说更像是一位经验丰富的老工程师在手把手地指导你入门，非常实在。

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阅读体验上，这本书的排版和用词风格让我感到非常愉悦，它成功地平衡了学术的严谨性与阅读的流畅性。虽然涉及大量技术名词和公式推导，但作者总是能用一种沉稳而又不失生动的笔触来引导读者。书中对电机拖动原理的阐述，完全摒弃了那种枯燥的数学公式堆砌，而是通过对转矩-转速曲线的细致描绘，让读者直观地理解不同负载特性对电机性能的影响。每当介绍到一个新的控制方案时，作者总会附带一张清晰的系统结构框图，这极大地帮助我构建起对整个控制系统的宏观认知。更值得称赞的是，书中对安全规范和国家标准的引用非常及时和准确，这对于工程应用来说至关重要，体现了作者对实际操作细节的重视。我感觉自己像是在听一位功底扎实的大学教授在授课，知识点之间的逻辑衔接天衣无缝，知识体系非常完整，读起来一点也不觉得吃力，反而有一种不断吸收新知、构建知识大厦的成就感。

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