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出版者:中国建材工业出版社

作者:曹克民

出品人:

页数:217

译者:

出版时间:2002-1

价格:22.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787801592316

丛书系列:

图书标签:

• 学术
• 自动控制
• 控制理论
• 控制系统
• 自动控制原理
• 工程控制
• 系统分析
• 反馈控制
• 控制工程
• 经典控制
• 现代控制

好的，以下是一本名为《工业自动化系统集成与实践》的图书简介，它不会涉及《自动控制概论》的具体内容，但会侧重于现代工业自动化领域的实际应用和系统集成。 --- 《工业自动化系统集成与实践》 本书导语： 在当今以智能制造、工业互联网为核心的时代背景下，企业对生产效率、产品质量以及运营灵活性的要求达到了前所未有的高度。传统的自动化孤岛现象已成为制约产业升级的主要瓶颈。本书聚焦于现代工业生产现场中，如何将分散的控制设备、传感元件、驱动系统以及信息管理平台进行有效、高效地集成，从而构建起一个统一、柔性、智能化的自动化系统。这不仅仅是技术的堆砌，更是对工程思维、系统架构设计和项目管理能力的综合考验。本书旨在为工程师、技术人员以及相关专业的学生提供一个从理论框架到实际操作的完整路径图，深入剖析当前主流自动化技术栈的融合之道。 第一部分：系统集成基础与架构设计 工业自动化系统的集成，绝非简单地将不同厂商的设备连接起来，而是一个涉及多层级、多标准的复杂工程。本书首先系统地梳理了工业通信网络的演进历程，重点剖析了当前工业现场数据传输的主流协议，包括但不限于Ethernet/IP、PROFINET、Modbus TCP等现场总线协议的底层机制、实时性保障以及网络拓扑设计原则。 在架构设计层面，本书引入了ISA-95（企业-控制系统集成）模型作为理论基石，详细阐述了从设备层（L0）到制造执行系统（MES，L3）乃至企业资源规划（ERP，L4）的逐级数据流和控制流的规范化接口设计。我们深入探讨了如何根据生产需求，合理规划控制层级的划分，例如在分布式控制系统（DCS）与可编程逻辑控制器（PLC）的选择和协同工作上，应遵循的工程原则。特别关注了边缘计算在数据预处理和实时决策中的作用，展示了如何利用边缘网关实现异构系统间的数据清洗、格式转换和协议适配，有效降低了云端或更高层级系统的集成复杂度。 第二部分：核心控制平台的选型与高级应用 本书将视角聚焦于当前工业领域中应用最广泛的控制核心——PLC和工业PC（IPC）。在PLC应用部分，我们超越了基础的逻辑控制范畴，深入讲解了先进控制算法在PLC上的实现，如复杂的运动控制（多轴同步、凸轮设计）、安全控制系统（SIS）的冗余配置与功能安全认证（如SIL等级的理解与实施）。 对于工业PC（IPC），本书强调其在处理复杂数据、运行可视化界面以及集成第三方专业软件方面的优势。我们详细解析了如何基于IPC构建数据采集与监视控制系统（SCADA），包括画面设计规范、报警管理机制的构建，以及如何确保SCADA系统的健壮性和高可用性。同时，面向高端装备制造，本书也探讨了基于IPC的计算机数控（CNC）系统架构，以及其与机器人技术、视觉检测系统的联动机制。 第三部分：传感、驱动与执行机构的精准匹配 自动化系统的“手脚”——传感器和驱动系统，是实现精确控制的物质基础。本书对各类工业传感器的原理、选型原则进行了详尽的分类解析，包括高精度温度、压力、流量测量技术的最新进展，以及非接触式测量技术（如激光、超声波）在特殊工况下的应用挑战与解决方案。 在驱动技术方面，本书着重分析了伺服驱动系统的参数整定、电流环/速度环/位置环的耦合关系，以及如何通过先进的调试工具实现高动态响应和低超调控制。对于变频驱动，我们不仅讲解了V/f控制和矢量控制的基本差异，更深入探讨了在不同负载特性下（如泵、风机、提升机）的最佳控制策略选择和节能优化方法。我们还涵盖了执行机构中，气动和液压系统与电气控制系统的集成方法，确保系统在不同物理介质下的平稳运行。 第四部分：工业可视化与人机交互（HMI/SCADA） 现代自动化系统强调人机交互的直观性和高效性。本书对工业人机界面（HMI）的设计理念进行了深入探讨，强调以操作员为中心的设计原则，包括信息分层显示、关键信息突出显示、以及如何通过有效的颜色编码和布局来减少误操作概率。 在高级应用层面，本书详细介绍了如何通过SCADA平台实现历史数据趋势分析、事件记录与回溯功能，这些是过程优化的重要依据。此外，还阐述了如何构建具备远程诊断和移动接入能力的监视系统，使管理者和维护人员能够随时随地掌握生产状态，并对潜在故障进行前瞻性干预。 第五部分：系统集成项目管理与运维策略 成功的自动化系统集成是一个复杂的项目，涉及跨专业团队的协作。本书将系统工程思维融入项目管理实践，详细介绍了从需求分析、方案设计、硬件选型、软件编程、集成测试到最终上线的全过程质量控制点。我们强调FAT（工厂验收测试）和SAT（现场验收测试）的重要性，并提供了详尽的测试用例编写指南。 在系统投入运行后，运维是保障系统长期稳定运行的关键。本书提供了可靠性、可用性和可维护性（RAM）分析的方法论，指导工程师如何构建冗余机制、制定预防性维护计划，并有效管理系统的版本升级和兼容性问题。特别针对系统的网络安全，本书提供了基于IEC 62443标准的初步安全加固措施，如网络分段、访问控制和固件更新管理，以应对日益严峻的工业网络威胁。 结语： 《工业自动化系统集成与实践》不仅仅是一本技术手册，更是一部工程实践指南。它力求弥合理论知识与复杂现场需求之间的鸿沟，帮助读者掌握构建下一代柔性、高效、可靠的智能制造基础设施所需的核心能力。本书的最终目标是培养具备全局视野和解决复杂集成难题能力的复合型自动化人才。 ---

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这本《自动控制概论》的封面设计非常大气，那种深邃的蓝色调和简洁的排版，一下子就让人感觉这是一本严谨且内容扎实的教科书。我翻开第一章的时候，就被作者的叙述方式吸引住了。他没有上来就堆砌复杂的数学公式，而是非常巧妙地从我们日常生活中那些司空见惯的自动控制现象入手，比如家里的恒温器如何保持温度稳定，汽车的巡航控制系统是如何工作的。这种“由浅入深”的讲解方式，极大地降低了初学者的门槛。我记得在讲到反馈控制的基本概念时，作者用了一个非常生动的比喻——一个调皮的学徒想要把一个晃动的炉火稳定下来，需要不断地观察火焰、调整风门，这个过程清晰地阐释了反馈回路的必要性和核心作用。随后的系统建模部分，虽然涉及了微分方程和拉普拉斯变换，但作者的推导过程详略得当，每一步的物理意义都解释得非常到位，让人感觉这些数学工具不是凭空出现的，而是解决实际工程问题的必然选择。这本书的编排逻辑性极强，读完一个章节，你自然而然地就对接下来的内容充满了好奇心，而不是被知识点淹没。

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这本教材的理论深度和广度在“概论”级别中算是相当扎实的。我印象最深的是关于系统辨识和鲁棒控制的章节，虽然篇幅不算长，但作者的笔触却异常精准和深刻。他用通俗易懂的语言解释了为什么在实际系统中，模型的准确性总是有限的，以及“鲁棒性”这个概念在面对不确定性时的重要性。这打破了我过去认为“只要模型足够精确，控制就能完美实现”的固有观念。书中对干扰抑制和模型不确定性对闭环性能影响的定性分析，虽然没有深入到复杂的优化算法，但足以让一个初学者建立起对现代控制工程复杂性的初步认识。这种“点到为止”却又极富启发性的叙述风格，让人在掌握基础的同时，也能感受到学科前沿的脉搏，极大地激发了继续深究的兴趣。

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阅读完这本书的中后部分，我对控制理论中“性能指标”和“系统稳定性”的理解达到了一个新的高度。这本书在处理经典控制理论时，对于奈奎斯特图和波德图的讲解简直是教科书级别的典范。我特别欣赏作者在引入根轨迹法时所采取的教学策略，他没有简单地给出“轨迹移动的规则”，而是先通过参数的微小变化对闭环极点位置的影响进行剖析，让读者直观地感受到这些极点是如何“牵引”着系统的动态响应的。举例来说，对于一个二阶系统的阻尼比变化如何影响超调量和调节时间，书中配的图例非常精妙，甚至能让我脑海中浮现出一个动态的、不断摆动的曲线模型。更难能可贵的是，作者在讨论控制器的设计时，没有局限于传统的PID控制，还引入了现代控制理论中的一些初步概念，比如状态空间描述，这使得这本书的适用范围和深度远远超出了“概论”的范畴，为后续深入学习提供了坚实的基础，而不是仅仅停留在理论的表层。

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从排版和阅读体验的角度来看，《自动控制概论》也做得非常出色。字体选择清晰易读，符号标准统一，这在处理大量的数学表达式时至关重要，避免了阅读疲劳和混淆。书中的插图和图表质量极高，它们绝非可有可无的装饰，而是承载了核心概念的载体。特别是那些用来展示时域响应变化趋势的曲线图，线条流畅，关键点标记清晰，极大地辅助了对系统动态行为的直观理解。装帧结实耐用，作为一本可能需要反复翻阅的工具书，这点非常贴心。总的来说，这本书的编纂者显然是站在一个资深教育者的角度来构建知识体系的，他们非常懂得如何将抽象的工程原理，以一种结构化、视觉化的方式呈现给求知若渴的学习者。这本书的价值，远远超过了其标价，是学习控制工程领域不可多得的优质资源。

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这本书的习题设置是我认为它区别于市面上其他教材的关键特色之一。很多教材的习题往往是公式的简单套用，而《自动控制概论》的习题设计显然是经过深思熟虑的。它们不仅仅是检验你是否掌握了特定公式的工具，更像是精心设计的“微型工程问题”。例如，在分析一个机械臂的运动学逆解时，要求读者不仅要列出传递函数，还要根据实际的负载情况推导出合适应的补偿器参数，这迫使我们必须跳出纯粹的数学框架，去思考控制系统在现实环境中的局限性。我花了很多时间在那些需要结合实际应用场景的综合题上，每一次攻克都带来了巨大的成就感。而且，书后附带的参考答案和详细解析，即便是步骤略显复杂的计算，也清晰地标注了每一步的理论依据，这对于自学或者需要复习的读者来说，简直是无价之宝。这本书真正做到了理论与实践的无缝衔接。

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