矿山自动控制系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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价格:17.80元

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isbn号码:9787502012960

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• 矿山自动化
• 自动控制
• 矿山工程
• 控制系统
• 工业自动化
• 传感器技术
• PLC
• SCADA
• 数据采集
• 智能矿山

《矿山自动控制系统》 一、 概述 《矿山自动控制系统》一书深入探讨了现代矿山生产过程中自动化与智能化控制技术的应用与发展。本书旨在为矿业工程师、自动化技术人员、设备制造商以及相关领域的研究者提供一本全面、实用的参考指南。内容涵盖了从基础理论到前沿技术的广泛领域，力求展现自动化控制在提升矿山生产效率、保障作业安全、降低运营成本以及实现可持续发展方面的关键作用。 二、 核心内容 本书共分为十一章，系统性地梳理了矿山自动控制系统的设计、实施与优化过程： 第一章：现代矿山生产与自动化需求 本章首先回顾了传统矿山生产的特点及其面临的挑战，如人力密集、环境恶劣、效率瓶颈等。在此基础上，详细阐述了自动化和智能化技术如何成为解决这些挑战的必然选择，并分析了当前矿业领域对先进控制系统的迫切需求，包括提高生产效率、优化资源配置、减少人员伤亡、降低环境影响等。 第二章：矿山自动控制系统基础理论 本章聚焦于实现矿山自动化控制所需的核心理论知识。内容包括： 控制系统基本原理：介绍反馈控制、前馈控制、串级控制等经典控制策略，以及PID控制等常用算法在矿山设备中的应用。 传感器技术：详细讲解各种用于矿山环境的传感器，如压力传感器、温度传感器、流量传感器、位移传感器、振动传感器、气体传感器、视觉传感器等，并分析它们在数据采集中的作用及选型原则。 执行器技术：介绍电机、液压缸、气动元件、阀门等执行器的工作原理及其在矿山机械中的驱动方式，重点阐述其与控制系统的匹配性。 信号处理与通信：涵盖信号的滤波、放大、模数/数模转换等处理技术，以及工业以太网、现场总线（如Profibus, Modbus）和无线通信技术在矿山数据传输中的应用。 第三章：矿山生产流程的自动化控制 本章将自动化控制的理念具体应用于矿山生产的各个环节，分析不同工序的自动化解决方案： 采掘作业自动化：讨论掘进机、采煤机、钻孔设备等关键采掘设备的自动化控制，包括路径规划、自主掘进、精准钻孔等。 运输系统自动化：重点介绍井下、地面皮带输送机、矿车、连续转载机等运输设备的高效联动控制，包括调度优化、载荷均衡、防跑偏防堵塞等。 提升系统自动化：详细阐述罐笼、箕斗等提升设备的精准定位、安全运行控制，以及多绳摩擦提升机、缠绕提升机的自动化调度与监控。 辅助生产设施自动化：涵盖通风系统、排水系统、压风系统、供电系统等辅助设施的智能化监控与调节，以确保矿山整体运行的稳定与安全。 第四章：井下环境监测与安全预警系统 本章着重于利用自动化技术提升矿山作业的安全性： 有毒有害气体监测：分析甲烷、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等气体传感器在井下的部署与数据实时监测，以及与通风系统的联动控制。 粉尘监测与控制：介绍粉尘传感器的应用，以及自动化喷雾降尘、抑尘系统的设计与控制。 瓦斯、煤尘爆炸预警：探讨基于传感器数据的风险评估模型与预警机制，以及防爆联动措施。 地质灾害监测：讲解地应力、岩移、水文变化等监测技术，以及早期预警系统的构建。 人员定位与紧急救援：介绍井下人员定位系统的原理与应用，以及在紧急情况下的快速响应与信息传递。 第五章：矿山设备状态监测与故障诊断 本章侧重于设备维护的预测性与智能化： 设备运行参数监测：分析振动、温度、压力、电流、转速等关键运行参数的实时采集与异常检测。 故障模式识别：介绍基于数据分析的常见设备故障模式，如轴承损坏、齿轮磨损、液压泄漏、电气故障等。 故障诊断方法：涵盖基于规则、基于模型、基于数据挖掘（如机器学习）的故障诊断技术。 设备健康管理（PHM）：探讨如何通过持续的监测与诊断，实现设备的预测性维护，延长设备寿命，降低维修成本。 第六章：集散控制系统（DCS）与可编程逻辑控制器（PLC）在矿山的应用 本章详细介绍了两种主要的工业控制平台在矿山自动化中的作用： DCS系统：分析DCS系统的架构、功能模块（如数据采集、控制算法、报警管理、历史数据记录）及其在大型、复杂矿山生产过程中的集中管理与控制优势。 PLC系统：阐述PLC的编程、I/O扩展、通信能力，以及其在单体设备控制、单元操作自动化、小型矿山或特定区域控制中的灵活性与高效性。 DCS与PLC的集成：讨论如何通过网络通信将DCS和PLC集成，构建更庞大、更精细的矿山自动化控制网络。 第七章：工业机器人与无人化作业在矿山的应用 本章展望并深入介绍了矿山作业的未来发展方向： 矿山特种机器人：介绍用于井下探测、检修、物料搬运、爆破作业等的特种机器人，及其关键技术（如自主导航、远程遥控、作业执行）。 无人驾驶矿用车辆：分析无人驾驶矿车的传感器配置、路径规划算法、避障技术与安全保障措施，以及其在露天矿、地下矿的应用潜力。 自动化采掘工作面：探讨如何通过机器人和自动化设备实现采掘工作面的无人化操作，提升生产效率和作业安全性。 第八章：矿山信息管理系统（MIS）与制造执行系统（MES）的集成 本章关注自动化控制系统与企业信息系统的协同： MIS系统：介绍矿山信息管理系统如何整合生产、销售、财务、人力资源等信息，为管理层提供决策支持。 MES系统：阐述制造执行系统在生产现场的实时数据采集、生产调度、质量追溯、设备管理等功能，连接生产控制层和企业管理层。 系统集成：分析自动化控制系统（SCADA/DCS/PLC）如何与MES、MIS进行数据交换与集成，实现从现场到企业的全流程信息化管理，打通数据孤岛。 第九章：先进控制策略与智能化技术 本章介绍更复杂的控制方法和人工智能在矿山的运用： 模型预测控制（MPC）：分析MPC如何利用系统模型预测未来行为，优化控制输出，尤其适用于具有多变量耦合、时滞的复杂矿山过程。 模糊逻辑控制：讲解模糊逻辑控制在处理非线性、不确定性强的问题中的应用，例如井下通风系统的风量调节。 神经网络与深度学习：介绍神经网络在设备故障诊断、图像识别（如矿石品位识别）、路径优化等方面的应用潜力。 优化算法：探讨遗传算法、粒子群优化等算法在生产调度、资源分配等方面的应用。 第十章：矿山自动控制系统的实施与维护 本章提供实践层面的指导： 系统设计与选型：提供自动化系统方案设计、设备选型、供应商评估的指导原则。 工程实施与调试：涵盖自动化系统的安装、布线、组态、编程、联调等关键环节。 系统运行与维护：介绍自动化系统的日常运行检查、故障排除、软件更新、定期维护保养等内容。 人员培训与技能提升：强调操作人员、维护人员的培训需求，以及如何培养具备新时代矿山自动化技能的人才队伍。 第十一章：未来发展趋势与挑战 本章展望矿山自动化控制的未来： 大数据与云计算：分析大数据分析、云计算平台如何在海量矿山数据中提取价值，支撑智能化决策。 数字孪生技术：介绍数字孪生在矿山设备、生产流程建模与仿真优化中的应用。 5G与工业物联网（IIoT）：探讨5G通信技术如何赋能矿山IIoT，实现更低延迟、更高可靠性的设备互联与数据传输。 人工智能与自主系统：预测AI在更高级别自主作业、智能决策、资源动态优化等方面的深入应用。 面临的挑战：分析技术成熟度、成本投入、人才短缺、网络安全、标准规范等方面的挑战，并提出应对策略。 三、 目标读者 本书适合矿山企业高层管理者、生产管理人员、技术工程师、设备维护人员、自动化系统集成商、电气工程师、控制工程师、以及对矿业自动化技术感兴趣的院校师生和科研人员。 四、 价值与意义 《矿山自动控制系统》不仅是一本技术手册，更是一份引领矿业转型升级的战略蓝图。通过系统学习本书内容，读者将能够深刻理解自动化控制技术在现代矿山生产中的核心价值，掌握实施与优化矿山自动化系统的关键知识与技能，从而推动矿业向更高效、更安全、更环保、更智能化的方向迈进。本书有助于提高矿山企业核心竞争力，实现可持续发展目标。

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阅读这本书的过程，更像是一场漫长而令人兴奋的思维探险，它巧妙地融合了理论的宏大叙事与实际操作中的细微挑战。这本书最让我感到惊艳的一点，是它对于“系统集成”这一复杂主题的处理方式。现代的控制系统早已不是孤立设备的堆砌，而是涉及到跨平台通信、网络安全乃至人机交互等多个维度的集成工程。书中用大量的篇幅，详细描述了如何在高噪声、弱连接的环境下，实现不同厂商、不同协议设备之间的数据同步和协同工作，这一点在教科书里是极少被如此深入剖析的。尤其是在介绍故障诊断和冗余备份策略时，作者并没有提供标准化的“万能药方”，而是列举了数十个真实的事故案例，并从控制逻辑的角度反推导致事故的根本原因，最后再提出一套多层次的、可根据现场条件灵活调整的预防体系。这种基于案例的教学法，让那些原本晦涩难懂的规范变得鲜活而有血有肉，极大地提升了我的应急处理能力预判。

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这本书的附录和参考资料部分，是我个人认为其专业价值的又一重要体现。通常情况下，附录往往是草草了事的内容集合，但在这本书里，作者似乎将一些高度浓缩的精华知识点，巧妙地放置在了这片“无人区”。比如，它提供了一个非常实用的行业标准术语对照表，这份对照表清晰地梳理了国际标准与国内特定行业惯用术语之间的转换关系，这在处理国际技术文档时，简直是省去了我大量的时间去比对和确认。更不用说，文末列出的数十篇经典期刊论文和权威报告的推荐清单，它们构成了一个完整的知识延伸网络，指引着读者沿着最前沿的研究方向继续深耕。这表明作者的视野并非局限于现有技术，而是积极地将读者引入到未来的技术发展趋势之中。这本书，与其说是一本教材，不如说是一个高水平的、经过精心策划的“知识地图”，它不仅指明了眼前的路，更规划了通往更远处智慧的路径。

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这本书的装帧设计着实令人眼前一亮，封面那深邃的蓝色调，搭配上简洁有力的银色字体，仿佛能让人直接联想到现代工业的精密与沉稳。我是在一家老牌书店的角落里偶然发现它的，当时架子上其他书籍大多是花里梢落的畅销书，唯独它散发出一种低调而强大的专业气息。翻开内页，纸张的质感相当不错，即便是长时间阅读，手指触摸起来也感觉舒适，这对于一本需要反复查阅的工具书来说，无疑是个巨大的加分项。排版布局也做得十分考究，图表和文字之间的留白处理得恰到好处，既保证了信息量的充实，又避免了视觉上的拥挤感，使得复杂的原理图和技术规范也能被清晰地呈现出来。特别是书中引用的那些高质量的工程图例，线条的清晰度和标注的准确性，都体现了出版方在细节上的不懈追求。我立刻决定买下它，因为它光是作为案头摆设，都已经能为我的书房增添一份沉静的学术氛围，让人在需要专注思考时，更容易进入状态。这本书给我的第一印象，是它在硬件层面上所体现出的对专业读者的尊重。

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坦率地说，这本书的阅读难度不低，它对读者的基础知识储备提出了相当高的要求。我感觉自己更像是在进行一场“专业马拉松”，而不是一次轻松的周末阅读。我不得不承认，有些章节，比如涉及到高级模糊逻辑和非线性优化模型的论述时，我需要频繁地停下来，借助其他资源来辅助理解作者所引用的数学工具。然而，正是这种挑战性，让每一次“豁然开朗”的体验都显得尤为珍贵。它不是一本可以让你囫囵吞枣的书，它强迫你慢下来，去消化每一个技术名词背后的物理意义和工程约束。此外，书中对软件架构和代码实现效率的探讨，也十分精辟。它不仅告诉你控制目标是什么，还指导你如何用最少的计算资源去实现最优的控制效果，这对于资源受限的嵌入式环境开发来说，具有极高的实操价值。这本书的价值不在于你读了多少页，而在于你真正理解并内化了多少关键的工程哲学。

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我之所以对这本涵盖了复杂工程领域的书籍产生浓厚兴趣，很大程度上是因为它在理论深度上的扎实程度远超我的预期。我原本以为，鉴于其主题的专业性，内容可能更多集中在基础概念的罗列和概念的简单介绍上，但实际阅读后发现，作者显然是位经验极其丰富的实战专家。书中对于那些核心算法的推导过程，没有采用任何简化或跳跃，而是层层递进，逻辑链条清晰到让人不得不佩服其严谨的思维框架。例如，在讲解实时数据处理和反馈回路优化那几章，它深入剖析了不同传感器信号漂移对控制精度的长期影响，并给出了基于历史数据的动态补偿模型，这部分内容对于我目前正在处理的一个老旧系统升级项目来说，简直是提供了量身定制的解决方案。不同于市场上那些只停留在“是什么”的教材，这本书着重探讨了“为什么是这样”以及“如何更进一步”，这种探究式的写作风格，极大地激发了我对底层原理的好奇心与钻研精神。它不仅仅是知识的传递，更像是一次与行业前辈的深度对话，让人感觉自己正在被系统性地“锻造”。

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