电厂热工过程控制系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:

出品人:

页数:217

译者:

出版时间:2009-7

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787560530765

丛书系列:

图书标签:

• 电厂
• 热工
• 过程控制
• 自动化
• 电力系统
• 热力学
• 控制工程
• 仪表
• 优化
• 运行维护

《现代工业自动化技术概览》 内容梗概： 本书旨在为读者呈现一个全面而深入的现代工业自动化技术图景，重点关注其核心原理、关键技术、发展趋势以及在各行业中的广泛应用。我们不局限于单一的学科或领域，而是力求勾勒出工业自动化技术这一庞大体系的整体脉络。内容涵盖了从基础的传感器与执行器技术，到复杂的控制理论与算法；从分布式控制系统（DCS）和可编程逻辑控制器（PLC）的架构与编程，到工业互联网、大数据分析和人工智能在工业场景中的赋能；从网络安全防护到人机交互界面的设计理念，再到系统集成与项目实施的实践经验。本书将引导读者理解自动化系统如何实现生产过程的优化、效率的提升、质量的稳定以及安全性的保障，并深入探讨新技术如何驱动工业的智能化转型。 详细章节内容： 第一部分：工业自动化的基石 第一章：传感器与测量技术 1.1 传感器的基本原理与分类： 详细介绍各类传感器的工作原理，包括电阻式、电容式、电感式、压电式、霍尔效应、光学、声学、热敏、化学传感器等。深入剖析传感器如何捕捉物理量（如温度、压力、流量、液位、位移、力、光照、气体成分等）并将其转换为电信号。 1.2 常用工业传感器详解： 温度传感器： 热电偶、热电阻（RTD）、红外传感器、热敏电阻等，探讨其适用范围、精度、响应速度和安装方式。 压力传感器： 压阻式、电容式、应变片式、扩散硅式等，分析其测量范围、过载能力和稳定性。 流量传感器： 涡轮流量计、电磁流量计、超声波流量计、质量流量计、孔板流量计等，讨论不同原理在不同介质和工况下的优劣。 液位传感器： 浮球式、静压式、雷达式、超声波式、电容式等，分析其非接触与接触式测量方法的特点。 位置传感器： 编码器（增量式、绝对式）、线性位移传感器、限位开关等，阐述其在运动控制中的作用。 其他常用传感器： 气体传感器（CO、O2、H2S等）、力传感器、视觉传感器、pH传感器等，介绍其应用场景。 1.3 信号调理与数据采集： 讲解传感器输出信号的放大、滤波、线性化、隔离等信号调理技术。深入介绍模数转换（ADC）和数模转换（DAC）的基本原理，以及数据采集卡的选型与应用。 1.4 传感器在工业现场的选型与维护： 强调根据工艺要求、环境条件、精度等级、成本等因素进行传感器选型的关键原则。探讨传感器在恶劣工业环境下的防护措施、校准方法以及常见故障排除。 第二章：执行器与驱动技术 2.1 执行器的作用与分类： 阐述执行器作为控制系统输出端的角色，负责将控制信号转换为物理动作。分类介绍：电动执行器、气动执行器、液压执行器、电磁阀、变频器、伺服驱动器等。 2.2 电动执行器与伺服系统： 详细讲解伺服电机、步进电机的工作原理，以及伺服驱动器的组成与控制方式。分析伺服系统在精密定位和动态响应方面的优势。 2.3 气动与液压执行器： 深入介绍气缸、气动马达、比例阀、伺服阀等气动元件的工作原理和应用。探讨液压系统的基本组成（泵、阀、油缸、油马达），以及其在大功率、高精度场合的应用。 2.4 变频器（VFD）与电机控制： 详解变频器的基本原理（AC-DC-AC），介绍其对交流电机（感应电机、同步电机）的调速、软启动、节能等功能。讨论变频器在风机、泵、传送带等设备中的广泛应用。 2.5 执行器的选型原则与故障诊断： 强调根据负载特性、控制精度、响应速度、环境条件、能源消耗等因素选择合适的执行器。介绍执行器常见故障（如堵转、过载、响应迟缓）的诊断方法和维修要点。 第二部分：控制系统的核心 第三章：控制理论与算法 3.1 经典控制理论： PID控制： 详细讲解比例（P）、积分（I）、微分（D）各自的作用，以及PID控制器在稳定、跟踪和抗扰方面的性能。分析PID参数整定方法（如Ziegler-Nichols法、试凑法、基于模型的整定）。 开环与闭环控制： 阐述两种控制方式的区别、优缺点及其适用场景。 稳定性分析： 介绍Routh-Hurwitz判据、Nyquist判据、Bode图等稳定性判断工具。 3.2 现代控制理论基础： 状态空间方法： 引入状态向量、状态方程、输出方程的概念，为更复杂的系统建模和分析奠定基础。 最优控制： 简要介绍LQR（线性二次调节器）等概念，及其在优化控制性能方面的应用。 鲁棒控制： 探讨在系统模型不确定性存在时，如何设计能够保持稳定和性能的控制器。 3.3 先进控制算法： 模糊控制： 介绍模糊逻辑、模糊规则、模糊推理和解模糊过程，以及模糊控制器在处理非线性、参数不确定系统中的优势。 神经网络控制： 探讨神经网络如何用于系统辨识、自适应控制和模型预测控制。 模型预测控制（MPC）： 详解MPC的基本思想，包括模型预测、滚动优化和反馈校正，及其在复杂多变量系统控制中的应用。 自适应控制： 介绍自适应控制器如何根据系统性能的变化自动调整控制参数。 3.4 数字控制与采样理论： 讲解离散时间系统、Z变换在数字控制中的应用。介绍采样定理、量化误差及其对控制精度的影响。 第四章：工业控制器的架构与编程 4.1 分布式控制系统（DCS）： DCS的体系结构： 详细介绍DCS的典型分层结构，包括操作层（HMI）、控制层（控制器）、现场层（I/O模块、传感器、执行器）。 DCS的功能模块： 讲解控制器（CPU）、I/O模块（模拟量、数字量）、通信模块、组态软件、数据库等关键组件。 DCS的应用特点： 分析DCS在大型、连续生产过程（如石油化工、电力、制药）中的优势，包括集中管理、高可靠性、集成性强。 DCS的组态与编程： 介绍DCS组态软件的基本操作，流程图、梯形图、结构化文本等常用编程语言及其应用。 4.2 可编程逻辑控制器（PLC）： PLC的硬件组成： 讲解CPU模块、内存、输入模块、输出模块、通信模块、电源模块等。 PLC的软件结构： 介绍扫描周期、用户程序、数据存储区、PLC操作系统等。 PLC的编程语言： 详细阐述IEC 61131-3标准定义的五种编程语言：梯形图（LD）、指令表（IL）、功能块图（FBD）、结构化文本（ST）、顺序功能图（SFC），并分析其适用场景。 PLC在离散制造中的应用： 探讨PLC在生产线自动化、包装机械、机床控制、装配设备等领域的广泛应用。 4.3 工业PC（IPC）与嵌入式控制： 介绍工业PC作为高性能控制平台的优势，以及在复杂运动控制、高级算法实现和数据处理方面的应用。探讨嵌入式控制器在小型、专用设备中的集成优势。 4.4 人机界面（HMI/SCADA）： HMI的设计原则： 讲解用户友好、信息清晰、操作直观的HMI设计理念。 SCADA系统： 介绍SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统的功能，包括数据采集、监控、报警、报表生成、趋势显示等。 HMI/SCADA软件的应用： 演示如何使用组态软件创建图形界面，连接设备，实现人机交互。 第三部分：自动化技术的延伸与发展 第五章：工业网络与通信 5.1 工业通信协议： 现场总线： 详细介绍PROFIBUS、PROFINET、DeviceNet、CANopen、CC-Link等主流现场总线的工作原理、通信方式、优缺点及适用领域。 工业以太网： 讲解EtherNet/IP, EtherCAT, Modbus TCP/IP等工业以太网协议，分析其高速度、高带宽、实时性强的特点。 串行通信： 回顾RS-232, RS-485, RS-422等传统串行通信接口在简单设备连接中的应用。 无线通信： 探讨Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LoRa在工业环境中的应用，以及蜂窝网络（4G/5G）在工业物联网中的作用。 5.2 网络架构与拓扑： 介绍总线型、星型、环型、树型等工业网络拓扑结构，以及它们在不同应用场景下的优劣。 5.3 工业网络安全： 强调工业网络面临的威胁（如病毒、黑客攻击、未经授权访问），介绍防火墙、VPN、入侵检测/防御系统（IDS/IPS）、访问控制等安全防护技术。 第六章：工业互联网与智能化转型 6.1 工业物联网（IIoT）： IIoT的概念与核心要素： 讲解连接、数据、分析、应用四个核心要素。 IIoT的传感器节点与边缘计算： 探讨如何将海量传感器接入网络，以及边缘计算在数据预处理、实时分析中的作用。 云平台与数据管理： 介绍工业云平台的功能，包括设备连接、数据存储、数据分析、模型部署等。 6.2 大数据分析在工业中的应用： 数据挖掘与模式识别： 讲解如何从海量工业数据中发现隐藏的规律和趋势。 预测性维护： 分析如何通过数据分析预测设备故障，实现主动式维护，降低停机损失。 工艺优化与质量控制： 探讨大数据如何帮助理解影响产品质量的工艺参数，从而实现精准控制和质量提升。 6.3 人工智能（AI）与机器学习（ML）赋能工业： AI在质量检测中的应用： 介绍基于计算机视觉的智能检测系统。 AI在生产调度与优化中的应用： 探讨AI如何实现更高效的生产计划和资源分配。 AI驱动的机器人与自动化： 介绍智能机器人如何实现自主决策和协同工作。 机器学习在异常检测与故障诊断中的应用。 6.4 数字孪生（Digital Twin）技术： 讲解数字孪生如何通过虚拟模型模拟物理实体的运行状态，实现远程监控、仿真优化和预测性维护。 第七章：系统集成与项目实施 7.1 自动化项目生命周期： 介绍项目定义、需求分析、系统设计、硬件选型、软件开发、系统集成、现场调试、用户培训、后期维护等阶段。 7.2 系统集成商的角色与挑战： 阐述系统集成商在协调不同供应商、不同技术之间的关键作用，以及面临的技术、管理和沟通挑战。 7.3 标准化与互操作性： 强调在系统集成过程中遵循行业标准和协议的重要性，以确保不同系统之间的兼容性。 7.4 项目管理与风险控制： 介绍项目进度管理、成本控制、质量保证和风险评估与应对策略。 7.5 案例研究： 选取不同行业的典型自动化项目，深入分析其设计思路、实施过程、遇到的问题及解决方案，以提供实践指导。 结论： 《现代工业自动化技术概览》提供了一个从基础到前沿的工业自动化技术全景图。本书旨在帮助工程师、技术人员、学生以及对工业自动化感兴趣的读者，建立扎实的理论基础，掌握关键技术，理解前沿发展，从而更好地应对工业智能化时代的挑战与机遇。通过对本书的学习，读者将能够理解自动化系统如何在现代工业生产中扮演至关重要的角色，并具备分析、设计和实施自动化解决方案的能力。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆