Industrial Flow Measurement pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Spitzer, David W.

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页数:0

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价格:99

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isbn号码:9781556178719

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• 工业测量
• 流量测量
• 流体动力学
• 仪表
• 传感器
• 过程控制
• 工程
• 自动化
• 工业工程
• 测量技术

好的，这是一份关于一本名为《工业过程测量与控制》的图书的详细简介，该书内容与您提到的《Industrial Flow Measurement》无关。 --- 工业过程测量与控制：基础原理、先进技术与实践应用 图书简介 《工业过程测量与控制》 是一本全面深入探讨现代工业生产过程中，如何实现精确测量、有效控制和优化运行的专业技术手册。本书旨在为过程工程师、自动化技术人员、研发工程师以及相关专业学生提供一个系统化的知识框架，涵盖了从传感器选型、信号处理到复杂控制策略的完整链条。 本书摒弃了对单一测量参数的局限性探讨，而是着眼于整个工业流程的互联互通。它详细阐述了过程控制系统的核心概念，强调了在化工、石化、电力、冶金、制药等关键行业中，实现稳定、安全、高效生产的必要性与方法论。 第一部分：过程控制基础与系统架构 本书的第一部分奠定了过程控制的理论基石。首先，系统地介绍了工业自动化的历史沿革及其在现代制造业中的战略地位。随后，深入剖析了过程控制回路的基本组成，包括传感器、变送器、控制器（PLC/DCS）和执行器的工作原理及相互作用。 关键内容包括： 过程变量的数学描述： 详细解析了动态系统的时域与频域分析方法，如一阶、二阶系统的响应特性，以及传递函数、零点、极点的概念在系统稳定性分析中的应用。 传感器与变送器原理： 虽然本书不聚焦于流量测量，但它详细讨论了压力、温度、液位等关键变量的测量技术。例如，在压力测量部分，本书对比了薄膜式、应变片式和电容式传感器的优缺点及其在高温高压环境下的适用性。温度测量则涵盖了热电偶、热电阻（RTD）以及红外测温技术的精确标定与漂移补偿。 信号调理与数据采集： 探讨了工业现场中常见的噪声抑制技术、滤波器的设计（如卡尔曼滤波器在噪声环境下的应用），以及模/数（A/D）和数/模（D/A）转换器的精度对控制性能的影响。 第二部分：先进控制理论与算法实现 本书的第二部分是全书的核心，它将理论知识转化为实际的控制解决方案。不同于传统的PID控制，本章重点介绍了现代过程控制所依赖的高级算法。 重点章节解析： PID控制器的深入优化： 详细讨论了PID参数整定（如Ziegler-Nichols方法、Cohen-Coon方法）的局限性，并引入了Smith预估补偿器，用以处理过程中的显著时间延迟，极大地改善了难以控制的长滞后系统（如换热器、精馏塔）。 多变量控制系统（MIMO）： 针对工业中普遍存在的相互耦合的过程，本书全面介绍了相对增益阵列（RGA）分析，用以判断控制回路的解耦难度。随后，详细阐述了动态矩阵控制（DMC） 和模型预测控制（MPC） 的核心思想、约束处理机制及其在复杂优化调度中的应用，展示了如何利用过程模型实现前馈优化和优化控制。 模糊逻辑与神经网络控制： 在难以建立精确数学模型的不确定性系统中，本书介绍了模糊逻辑控制器的设计原则，通过专家知识构建隶属函数和模糊规则库。此外，还探讨了基于自适应神经网络的辨识与控制方法，特别是在催化反应器等非线性过程中的应用潜力。 第三部分：分布式控制系统与网络化架构 随着工业4.0的推进，控制系统的架构正在从集中式向网络化、智能化演进。本部分聚焦于现代控制系统平台的构建与通信标准。 内容涵盖： DCS与PLC/PAC平台比较： 详细分析了分布式控制系统（DCS）和可编程逻辑控制器（PLC）/过程自动化控制器（PAC）在冗余性、系统规模、软件工程方面的差异。重点讲解了如何设计高可靠性的冗余硬件架构，以确保关键过程的连续性。 现场总线技术与工业以太网： 深入探讨了工业通信协议的历史演进，从传统的HART、Profibus到现代的Foundation Fieldbus、Profinet和EtherNet/IP。本书特别强调了时间敏感网络（TSN）在同步控制应用中的重要性，并分析了数据安全（网络入侵防护）在控制网络中的集成策略。 状态监控与预测性维护（PHM）： 将过程测量数据与设备健康管理相结合，介绍了基于振动分析、热成像和油液分析的预测性维护方法。通过采集过程变量的异常波动模式，实现对泵、压缩机、反应釜等关键设备的早期故障诊断，从而最大化设备运行时间。 第四部分：过程优化与安全运行实践 本书的最后一部分将理论与工程实践紧密结合，关注于如何利用先进的测量与控制技术实现经济效益最大化和安全合规性。 实践应用案例： 能效优化控制： 针对高能耗单元（如锅炉、加热炉、蒸馏塔），本书展示了如何通过先进控制策略（如基于热力学模型的优化）来最小化燃料消耗，同时满足产品质量指标。 操作员界面与人机工程学（HMI）： 探讨了如何设计直观、清晰的HMI，避免操作员在紧急情况下因信息过载而做出错误决策。引入了“高可靠性操作环境”的设计原则，强调报警管理的重要性。 安全仪表系统（SIS）与过程安全管理（PSM）： 详细解释了功能安全标准（IEC 61508/61511），区分了基本过程控制系统（BPCS）和安全仪表系统（SIS）的独立性要求。通过大量的失效概率分析（LOPA），指导读者如何设计满足特定安全完整性等级（SIL）的联锁保护层。 目标读者： 本书面向具备一定过程工程或自动化基础的读者。它不仅是过程控制工程师的案头参考书，也是高校自动化、化学工程、机械自动化专业学生的优质教材。通过对复杂理论的清晰阐述和丰富的工程案例支撑，读者将能够从容应对现代工业环境下日益复杂的控制挑战。 ---

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这本书的行文风格非常具有学术的严谨性，同时又保持了极高的可读性，这在专业技术书籍中是难得的平衡。它的参考资料部分做得极为详尽，引用的文献覆盖了经典流体力学到最新的微流控技术前沿，显示出作者广博的知识储备。我注意到，它不仅关注宏观的管道测量，还深入探讨了微小尺度下的流量控制挑战，比如在生物反应器或精密化学合成中的应用，这为我研究未来更小规模、更高价值产品的生产线提供了新的技术视角。此外，书中对不同国家和地区（如API、ISO、DIN）在流量测量标准上的细微差异进行了比较分析，这对于需要进行跨国项目协作的工程师来说，是避免合规性错误的宝贵信息。总而言之，这是一本能经受住时间考验的参考书，它的深度足以让资深专家从中汲取新知，而它的结构又足够友好，能够引导新手快速建立起全面的知识框架。它提供的是一种系统的思维方式，而非零散的知识点。

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我是一名刚刚步入自动化领域的年轻工程师，坦白说，刚拿到这本书时，我还有点担心内容过于高深晦涩，毕竟“工业流体测量”听起来就充满了各种复杂的物理参数和标准规范。然而，这本书的编排逻辑简直是教科书级别的典范。它从最基础的流体特性描述开始，逐步过渡到各种测量技术的物理基础，然后才是仪表的选型、安装和校准。这种层层递进的结构，极大地降低了学习的门槛。我尤其喜欢它在讨论不确定度分析时所采用的严谨态度，它没有回避测量中的固有误差，反而教会我们如何系统地量化和管理这些误差，这对于我们追求高精度控制的目标至关重要。书中还穿插了大量关于仪表通信协议（比如HART和Fieldbus）的介绍，这在今天的智能工厂环境中，是任何测量手册都不能忽视的部分。它让我意识到，现代的流量测量早已经超越了单纯的体积或质量计算，而是融入了整个数据生态系统。读完前几章，我感觉自己对流程控制的理解从一个点扩展到了一个网络。

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如果你是一个长期在现场与设备打交道的维护专家，这本书能给你带来一种“豁然开朗”的感觉。它不像那些偏理论的著作那样，只关注“理想状态”。相反，它直面了现实世界中的“脏乱差”：管道振动如何影响超声波仪表的读数？温度漂移如何悄无声息地破坏热式质量流量计的标定？书中对这些实际操作中常见的“疑难杂症”给出了非常务实的排查和解决步骤。我特别喜欢它关于在线校准和远程诊断技术的论述，这在当前人力成本高企、停机时间要求越来越短的背景下，显得尤为宝贵。作者对维护策略的阐述，清晰地区分了预防性维护、预测性维护和反应性维护的成本效益模型，并说明了高精度测量数据如何成为实现预测性维护的基石。这本书让我从一个单纯的“修理工”思维，提升到了一个“资产管理”的高度来看待流量测量设备。

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这本书简直是为那些想在复杂工业流程中实现精确控制的人量身定做的！我从前对流体动力学和传感器技术的那点皮毛知识，在这本书里得到了极大的拓展和深化。它的叙述方式非常注重实际应用，不像很多教科书那样干巴巴地堆砌公式，而是紧密结合了石油化工、水处理乃至食品饮料行业中常见的测量难题。我特别欣赏作者在讲解不同测量原理时所采取的对比分析法，比如涡街流量计与科里奥利质量流量计在面对高粘度流体时的表现差异，分析得入木三分，甚至提到了最新的非接触式测量技术的前景。而且，书中的图示清晰明了，很多实际工程案例的剖析，让我能立刻将理论知识转化为解决现场问题的思路。对于工程技术人员来说，这本书无疑是一本不可多得的工具书，它不仅仅是告诉我们“怎么做”，更重要的是解释了“为什么必须这样做”，这种深层次的理解，才是真正提高测量准确度和可靠性的关键所在。我甚至开始重新审视我们车间里那些看似老旧但实际仍在运行的仪表数据，准备寻找优化的空间。

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老实说，市面上关于工业仪表的书籍汗牛充栋，但大多要么是某个特定制造商的宣传手册，要么就是对标准条文的简单罗列，缺乏深入的洞察力。这本书的价值在于它的独立性和批判性。作者明显没有被任何单一的技术路线所局限，而是以一种近乎“侦探”的视角，去剖析每种流量计在极端工况下的性能短板。比如，对于那些容易结垢或含有大量气泡的浆状介质，它提供的解决方案不仅是更换仪表类型，还详细探讨了预处理的可能性。更让我眼前一亮的是，它花了相当大的篇幅来讨论测量仪表在整个安全仪表系统（SIS）中的角色和认证要求，这对于化工和制药行业来说，是性命攸关的话题。这种对安全性和合规性的重视程度，体现了作者深厚的行业经验。这本书不是让你学会安装一个流量计，而是让你理解如何为整个工厂的工艺安全负责。阅读过程中，我不断地在脑海中重构我们工厂的P&ID图，试图找出那些可能被低估的测量盲点。

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