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页数:228

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出版时间:2009-1

价格:36.00元

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isbn号码:9787118059946

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• 显示控制系统
• 显示技术
• 控制系统
• 嵌入式系统
• 单片机
• 液晶显示
• LED显示
• 人机界面
• 工业控制
• 自动化

工业自动化与智能控制系统设计实践 内容提要： 本书深入探讨了现代工业自动化领域中，从底层传感器数据采集到上层决策控制的完整技术栈与工程实践。全书以项目驱动的方式，系统梳理了可编程逻辑控制器（PLC）、分布式控制系统（DCS）、工业物联网（IIoT）以及先进过程控制（APC）等核心技术的原理、选型、编程、组态与故障诊断。重点剖析了面向特定行业（如化工、电力、离散制造）的控制策略设计、网络安全加固以及系统集成方法。本书旨在为自动化工程师、系统集成商和相关专业学生提供一本既具理论深度又极富实用价值的参考手册。 --- 第一章 自动化系统的基础架构与元件选型 本章着重于构建稳定、可靠自动化系统的基石。我们将详细解析现代工业现场的物理层构成，包括各类传感器的精确选型标准（如压力、温度、流量、液位），它们如何影响控制回路的性能。 1.1 传感器与执行器的精确匹配： 信号调理与转换： 探讨4-20mA、0-10V标准信号的物理意义、噪声抑制技术以及A/D、D/A转换器的性能指标对系统精度的影响。 现场总线技术综述： 深入比较HART、Profibus DP/PA、Foundation Fieldbus 在不同应用场景下的优势与适用性。强调如何根据实时性要求和数据带宽需求进行总线协议的选择。 执行机构的动态特性： 分析调节阀、变频驱动器（VFD）的响应速度、滞后特性及其在回路整定中的初步考量。 1.2 可编程逻辑控制器（PLC）的核心架构： CPU选型与模块化设计： 对比主流品牌（西门子S7系列、罗克韦尔ControlLogix、三菱Q系列）的处理器性能、扫描周期、冗余方案。重点讲解I/O模块的隔离技术和热插拔能力。 程序组织与存储管理： 介绍任务调度、中断处理机制，以及如何高效管理程序内存和数据块，以应对大型复杂系统对资源的需求。 第二章 工业控制算法与逻辑实现 本章是控制系统的“大脑”，聚焦于如何将工程需求转化为可执行的控制逻辑和算法。 2.1 经典PID控制的深入应用： 参数整定方法的比较与实战： 不仅仅停留在查表法，重点阐述Ziegler-Nichols法、带延迟过程的整定策略以及基于模型的IMC（内部模型控制）方法。 高级PID特性实现： 讲解防积分饱和（Anti-windup）、死区补偿、前馈控制等实用技术，以应对非线性过程和快速扰动。 多回路耦合与解耦控制： 针对换热器、精馏塔等复杂流程，介绍如何通过矩阵方法或反馈结构实现有效解耦，保持系统稳定性。 2.2 顺序控制与状态机设计： SFC（顺序功能图）的规范化应用： 详细指导如何使用SFC描述复杂批次过程（Batch Process），确保流程切换的可靠性与安全性。 安全连锁逻辑的设计与验证： 强调“故障-安全”设计原则，讲解互锁（Interlock）和操作权限管理在PLC程序中的实现层次。 第三章 过程控制系统（DCS）与集成化平台 本章将视野从单机PLC提升至面向大型工厂的DCS系统，探讨其在复杂、连续过程中的管理优势。 3.1 DCS的系统架构与冗余设计： 控制层与管理层的交互： 解析DCS如何实现现场控制站、监控站、工程站和操作站之间的通信机制。 高可靠性保障： 深入分析处理器冗余、电源冗余、网络冗余（如光纤环网）的配置步骤和切换机制。 3.2 组态环境下的HMI/SCADA设计规范： 人机界面（HMI）的工程美学： 遵循ISA 101的“高效率操作界面”标准，讨论颜色、布局、趋势图的合理使用，避免“报警泛滥”。 历史数据管理与报告生成： 讲解如何高效地归档过程变量，并利用内置工具生成合规性报告（如能耗分析、设备运行摘要）。 第四章 工业网络、安全与数据通信 在工业4.0背景下，网络的稳定性和安全性成为控制系统的生命线。 4.1 工业以太网与实时通信： Protocols深度解析： 对比TCP/IP、UDP、Modbus/TCP在延迟、可靠性上的表现。重点介绍PROFINET IRT与EtherCAT在运动控制领域的应用差异。 网络拓扑结构设计： 讲解星型、环型、总线型拓扑的抗故障能力评估，以及如何利用工业交换机实现VLAN隔离和QoS（服务质量）保障。 4.2 控制系统网络安全（OT Security）： “深度防御”策略的构建： 介绍基于Purdue模型的网络分层架构，强调在控制网络边界部署防火墙、入侵检测系统（IDS）。 资产清单与漏洞管理： 指导工程师如何对现场控制设备进行固件版本管理，并实施远程访问的最小权限原则。 第五章 高级控制、优化与前沿技术集成 本章面向追求更高效率和更低能耗的自动化系统。 5.1 先进过程控制（APC）简介： 模型预测控制（MPC）原理： 阐述MPC如何利用系统模型预测未来行为，并进行多输入多输出（MIMO）的联合优化，特别适用于高耦合过程。 自适应控制的应用场景： 讨论在催化剂活性变化、进料波动等参数时变环境下，如何实现控制器参数的在线调整。 5.2 工业物联网（IIoT）与数据驱动决策： OPC UA在数据互操作中的作用： 详细说明OPC UA如何安全、标准化地实现从PLC到MES/ERP层的数据传输。 边缘计算（Edge Computing）的应用： 探讨在现场层进行数据预处理、特征提取，以减轻云端负荷并实现快速响应的案例分析。 5.3 关键设备状态监测（Condition Monitoring）： 振动分析与声发射技术： 介绍如何利用这些非侵入式技术对关键旋转机械（如泵、压缩机）进行早期故障预警，实现预测性维护。 --- 目标读者： 自动化工程项目经理、系统集成工程师。 化工、电力、冶金、制药等行业的一线自控技术人员。 自动化、电气工程及相关专业的本科高年级学生和研究生。 本书结构严谨，理论与案例相结合，是实现工厂数字化转型和提升控制系统性能的必备参考资料。

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自从我接触到一些关于智能家居和物联网的讨论，我就对显示控制系统在其中的应用产生了浓厚的兴趣。“显示控制系统100问”这个名字，让我联想到这本书可能会探讨如何将显示技术与物联网设备进行深度融合。我希望它能解答我关于用户界面设计的一些疑问，例如，如何设计直观易懂的交互方式，让普通用户也能轻松控制复杂的显示设备？书中是否会涉及人机交互设计的基本原则，以及在不同场景下的应用案例？我特别期待了解，在智能电视、智能穿戴设备、甚至是车载娱乐系统等产品中，显示控制系统是如何实现个性化定制和智能化响应的。它是否会介绍一些最新的趋势，比如语音控制、手势识别在显示系统中的集成，以及AI技术如何提升用户体验？

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随着虚拟现实和增强现实技术的不断发展，我对沉浸式视觉体验越来越感兴趣。“显示控制系统100问”这个书名，让我好奇它是否会涉及这些前沿领域。我希望书中能够解释，在VR/AR设备中，显示控制系统是如何实现高刷新率、低延迟的，以及如何提供精准的头部追踪和空间感知。它是否会探讨如何解决眩晕感等问题，并创造出更加逼真的视觉效果？我非常期待了解到，在这些对显示系统要求极为苛刻的应用中，控制系统是如何通过精密的算法和硬件设计来满足需求的。

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我一直想深入了解显示控制系统的“幕后工作”，即那些支撑起我们所见画面的技术细节。“显示控制系统100问”这个名字，让我觉得这本书或许能够满足我的好奇心。我期待它能够提供一些关于驱动电路设计、时序控制以及信号处理链的详细讲解。书中是否会介绍，不同的显示面板类型（如TFT-LCD, AMOLED）在驱动方式上有什么区别？我非常想知道，从CPU输出的数字信号，是如何经过一系列转换和处理，最终在屏幕上呈现出色彩斑斓的画面的。这本书是否会提供一些实际的电路图或者伪代码示例，来帮助我更好地理解这些过程？

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我对显示系统在不同环境下的适应性问题也颇感兴趣。“显示系统100问”这个书名，让我想到书中是否会涵盖如何在复杂环境下保证显示效果。例如，在强光照射下、或者在低温、高温等极端环境下，显示控制系统需要采取哪些特殊的措施来保证图像的清晰度和稳定性？书中是否会介绍一些户外显示技术的特性，以及如何克服环境因素对显示质量的影响？我非常好奇，在海边、沙漠或者寒冷地区使用的显示设备，其显示控制系统是如何进行特殊设计的。

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这本书的书名听起来就很有吸引力——“显示控制系统100问”。作为一名对这个领域充满好奇的读者，我一直想找到一本能够系统性解答我疑问的书籍。我尤其感兴趣的是，它会如何梳理显示控制系统发展的脉络，从最基础的概念出发，逐步深入到复杂的技术细节。例如，在早期阶段，我们是如何解决信号传输的瓶颈问题的？随着分辨率的不断提升，像素密度对控制系统的设计提出了哪些新的挑战？书中是否会详细介绍不同类型的显示技术，如LCD、OLED、MicroLED等，以及它们各自的控制原理和优劣势？我期待能够了解到，这些技术在实际应用中是如何结合的，比如在大型户外广告牌、电视墙、甚至是虚拟现实设备中，显示控制系统扮演着怎样的角色，又是如何协同工作的。

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我对于如何让显示设备更节能环保一直非常关注。“显示控制系统100问”这个书名，让我联想到书中是否会包含有关能耗优化方面的讨论。我希望它能够解答，在显示控制系统中，有哪些技术手段可以有效降低功耗，比如智能背光控制、动态刷新率调整等。书中是否会介绍不同显示技术在能耗方面的对比，以及在实际应用中，如何根据使用场景来选择最节能的显示方案？我特别好奇，在一些大型的显示应用中，例如城市公共空间的广告牌或者体育场馆的记分牌，它们是如何在保证亮度和可视性的同时，将能耗控制在合理范围内的。

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作为一个对视觉效果有较高追求的消费者，我一直试图理解为什么不同品牌的显示器在画质上会有如此大的差异。“显示控制系统100问”这个书名，让我想知道它是否会深入剖析影响画质的根本原因，并提供解决方案。例如，在对比度、亮度、响应时间等方面，控制系统是如何工作的？书中是否会解释，为什么有些显示器能够呈现出深邃的黑色和鲜艳的色彩，而有些则显得灰蒙蒙的？我非常好奇，对于那些追求极致画质的用户，书中是否会介绍一些高级的调校技巧，或者推荐一些能够提升显示效果的外部设备。此外，对于不同类型的图像内容，比如电影、游戏、文档，显示控制系统是否会提供不同的优化模式？

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我一直对显示技术的革新感到着迷，而“显示控制系统100问”这个书名，在我看来，似乎触及了这一领域的核心。我希望这本书能够提供一种“由浅入深”的学习路径，不仅解答我心中已经存在的疑惑，更能引导我发现那些我尚未意识到却至关重要的问题。比如，在色彩管理方面，书中是否会深入探讨从图像采集到最终显示的全过程，包括色彩空间转换、伽马校正、白平衡的实现等等？我非常关心如何才能获得精准、一致的色彩表现，这对于专业摄影、影视制作乃至医疗影像等领域都至关重要。另外，在动态画面处理方面，书中是否会详细讲解帧率的控制、运动补偿的技术，以及如何有效避免画面撕裂和卡顿？对于游戏玩家和电影爱好者来说，这些都是影响观影体验的关键因素。

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我一直对显示系统的可靠性和稳定性非常关注，尤其是对于那些在关键任务中使用的设备。“显示控制系统100问”这个名字，让我猜想这本书可能会探讨如何确保显示系统的长期稳定运行。我希望它能够解答，在设计和维护显示控制系统时，需要注意哪些关键因素，例如散热、电源管理以及抗干扰能力。书中是否会介绍一些故障诊断和排除的通用方法，以及在不同环境下，如何保证显示系统的可靠性？我非常好奇，在医疗设备、航空航天或者工业控制等对可靠性要求极高的领域，显示控制系统是如何进行冗余设计和故障保护的。

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我在工作中经常需要处理大量的图像和视频数据，因此，对显示控制系统在数据传输和处理效率方面的表现非常关注。“显示控制系统100问”这个名字，让我推测这本书可能会重点讲解如何在保证画质的同时，实现高效的数据传输和处理。我希望它能够解答我关于带宽需求、数据压缩技术以及信号延迟等方面的疑问。例如，在传输高分辨率、高帧率的视频信号时，需要什么样的接口和线缆？书中是否会介绍一些能够有效减少数据量而不牺牲画质的压缩算法？我非常好奇，在大型监控系统或者广播电视领域，显示控制系统是如何确保海量数据的实时、准确传输和显示的。

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