洁身器原理与维修 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:128

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出版时间:2010-8

价格:13.60元

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isbn号码:9787122085139

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现代工业流程控制系统：原理、设计与实践 内容简介 本书深入探讨了现代工业领域中至关重要的自动化与控制技术，旨在为工程师、技术人员及相关专业学生提供一个全面、系统且贴近实践的知识体系。全书内容聚焦于工业流程的优化、精确控制以及系统可靠性的保障，结构上遵循从基础理论到前沿应用的递进逻辑。 第一部分：工业控制基础理论与元件 本部分为构建整个控制系统大厦奠定坚实的理论基础。 第一章：自动控制系统概述 本章首先界定了工业控制的范畴、重要性及其在现代制造业中的核心地位。详细阐述了反馈控制、开环控制等基本控制策略的原理与适用场景。着重分析了工业流程的动态特性，包括时间延迟、惯性、积分环节等典型环节的数学模型构建，为后续的系统分析打下基础。讨论了控制系统对响应速度、稳态精度和动态性能的要求标准。 第二章：传感器与检测技术 工业控制的“眼睛”是传感器。本章全面剖析了各类工业传感器的工作原理、选型原则及安装注意事项。内容涵盖： 1. 温度测量： 热电偶、热敏电阻、红外测温仪的工作机理与线性化处理。 2. 压力与流量测量： 差压变送器、涡街流量计、电磁流量计的结构特点及在复杂介质中的应用挑战。 3. 位置与液位检测： 限位开关、光电传感器、超声波和雷达液位计的精确度比较与抗干扰措施。 重点探讨了传感器信号的调理技术，如滤波、放大、线性化补偿，以及如何将模拟信号可靠地转换为数字信号（A/D转换）。 第三章：执行器与调节元件 执行器是控制系统的“手臂”。本章详细介绍了各类工业执行器的驱动、响应特性及维护。 1. 电动、气动与液动机构： 对比分析了它们在响应速度、负载能力和环境适应性上的优劣。 2. 调节阀（控制阀）技术： 深入讲解了调节阀的流量特性（线性、等百分比、快开）、泄漏等级标准，以及气动/电动调节机构的选型与安装调试。 3. 变频驱动技术： 阐述了交流电机变频驱动（VFD）的基本原理，如矢量控制、直接转矩控制（DTC），及其在节能降耗和精确速度控制中的应用。 第二部分：过程控制与算法实现 本部分聚焦于如何利用数学模型和算法对工业过程进行有效管理。 第四章：经典PID控制理论 PID控制器是工业控制领域应用最广泛的算法。本章从拉普拉斯变换出发，详细推导了PID控制器的数学模型（连续型与离散型）。重点讲解了比例、积分、微分项各自的作用机制及参数整定方法： 1. 理论整定法： 如波特图法、根轨迹法。 2. 工程整定法： 详细介绍西门子、欧姆龙等主流厂商推荐的经验整定（如Ziegler-Nichols法）及在线自整定技术的应用。 此外，深入讨论了PID控制在饱和、积分饱和、死区补偿等实际工程问题中的优化策略。 第五章：先进过程控制（APC）技术 针对复杂多变量、强耦合的工业过程，本章介绍了超越传统PID的控制策略： 1. 模型预测控制（MPC）： 详述其核心思想——滚动优化、预测模型、约束处理，并给出在化工、冶金等领域的应用案例分析。 2. 解耦控制： 针对具有显著耦合效应的系统，介绍串级控制、前馈控制的设计与实施，以及动态矩阵控制（DMC）的基本结构。 3. 自适应控制与模糊控制： 讨论系统参数变化时，自适应控制如何自动调整控制器增益；介绍模糊逻辑在处理非线性、定性信息方面的优势。 第三部分：工业自动化系统架构 本部分系统性地介绍了支撑现代工业控制的硬件与软件平台。 第六章：可编程逻辑控制器（PLC）及其编程 PLC是现代离散/顺序控制的核心。本章详细介绍主流PLC（如西门子S7系列、罗克韦尔ControlLogix）的硬件架构（CPU、I/O模块、通信模块）。 在编程方面，重点解析了IEC 61131-3标准下的五种编程语言： 1. 梯形图（LD）： 侧重逻辑开关量控制的实现。 2. 指令表（IL）： 汇编语言级别的实现。 3. 结构化文本（ST）： 用于复杂算法描述。 4. 功能块图（FBD）与顺序功能图（SFC）： 在复杂流程切换与状态管理中的应用。 第七章：分布式控制系统（DCS）与现场总线 对于大型、连续过程的控制，DCS是首选架构。本章讲解DCS的层次结构（操作层、控制层、过程层），及其高可靠性、集散化管理的特点。 重点阐述了工业通信协议在控制系统中的关键作用： 1. 现场总线技术： Profibus DP/PA、Foundation Fieldbus、CANopen 的技术特性、拓扑结构及数据交换机制。 2. 工业以太网： EtherNet/IP、Profinet IO 的实时性保证机制。 第八章：人机界面（HMI）与数据监控 HMI是操作员与控制系统交互的窗口。本章讲解了现代HMI的设计原则，包括信息可视化、报警管理、趋势显示等。深入探讨了数据采集与监视控制系统（SCADA）的架构，如何实现对分散设备的远程监视、数据存储和报表生成。 第四部分：系统集成、安全与维护 本部分关注系统的全生命周期管理与未来发展趋势。 第九章：控制系统的集成与调试 成功的工业控制项目依赖于高效的集成。本章指导读者完成从设计到投运的各个关键步骤： 1. 系统集成： 仪表选型、I/O点分配、控制柜设计规范。 2. 离线仿真与在线调试： 使用软件工具（如MATLAB/Simulink接口）进行虚拟调试，以及现场“热态”和“冷态”调试流程。 3. 性能验证与验收测试（FAT/SAT）： 如何制定严格的测试用例以确保系统满足设计要求。 第十章：工业网络安全与系统可靠性 随着控制系统与企业信息网络（IT）的融合，网络安全成为关键。本章介绍工业控制系统（ICS）的安全威胁模型（如Stuxnet、勒索软件），并详细阐述了ISA/IEC 62443系列标准在纵深防御、区域划分、访问控制中的应用。同时，讨论了冗余设计（热备、冷备）、故障诊断与预测性维护在提升系统运行可靠性中的作用。 结论与展望 本书最后对工业4.0、物联网（IIoT）和边缘计算对传统控制模式的冲击进行了展望，强调了数据分析能力在下一代智能制造系统中的核心地位。 本书内容详实，图表丰富，理论深度与工程实用性并重，适合作为高等院校自动化、电气工程、机械工程及相关专业的高年级教材或参考书，是工业现场工程师进行系统升级、故障排查和能力提升的权威参考资料。

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