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出版者:大连海事大学出版社

作者:费千

出品人:

页数:328

译者:

出版时间:2000-3-1

价格:37.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787563213726

丛书系列:

图书标签:

• 1
• 船舶辅机
• 船舶工程
• 轮机工程
• 动力系统
• 机械工程
• 船舶动力
• 船舶设备
• 工程技术
• 海洋工程
• 船舶

现代工业自动化系统的设计与应用 导言 在当今高度集成化和智能化的工业生产环境中，自动化系统已成为提升效率、确保质量和保障安全的核心技术。本书旨在全面、深入地探讨现代工业自动化系统的设计、实现、调试与维护。内容涵盖了从基础的电气控制原理到先进的工业物联网（IIoT）应用，为工程技术人员、系统集成商以及相关专业学生提供一本扎实而实用的参考手册。 第一部分：自动化系统基础理论与元件 本部分为理解复杂自动化系统奠定坚实的理论基础。我们首先回顾了基本的电路理论、传感器技术以及执行机构的工作原理。 第一章：工业电气控制基础 深入解析了交流与直流电路的基本定律，重点讲解了接触器、继电器、断路器等传统控制元件的选型与应用。详细阐述了电动机的启动、制动与调速技术，包括直接启动、星三角启动以及变频驱动（VFD）的工作机制。此外，本章还探讨了工业现场的供电质量与电磁兼容性（EMC）设计，确保控制系统的稳定运行。 第二章：传感器与检测技术 自动化系统的“眼睛”在于传感器。本章系统地介绍了各类工业传感器的工作原理、技术指标和现场安装要求。内容覆盖了： 位置与位移传感器： 电感式、电容式、光电式、超声波及激光测距传感器的应用场景与精度比较。 过程参数传感器： 温度、压力、流量、液位和成分分析仪表的选型原则，特别关注了高精度与耐腐蚀材料的应用。 数据采集与信号调理： 讲解了如何处理来自传感器的微弱信号，包括滤波、放大和隔离技术，以及标准化的模拟量和数字量输出（如4-20mA、HART协议）。 第三章：执行机构与运动控制 执行机构是自动化系统的“手臂”。本章详细剖析了各类工业执行器的特性： 气动与液压系统： 气缸、阀门、泵与马达的选型，管路设计中的压力损失计算与密封技术。 伺服与步进电机系统： 详细介绍了伺服驱动器的控制模式（位置、速度、力矩），闭环控制中的反馈系统集成，以及高精度运动轨迹规划。 工业阀门控制： 从球阀、蝶阀到调节阀，探讨了阀门执行机构的选择（电动、气动、液动）及其在流体控制回路中的响应特性。 第二部分：可编程逻辑控制器（PLC）与人机界面（HMI） PLC是现代工业控制的基石。本部分聚焦于PLC系统的编程、配置与集成。 第四章：PLC硬件架构与选型 全面对比了主流PLC品牌（如西门子、罗克韦尔、三菱等）的CPU模块、I/O卡件、通讯处理器和电源模块的特点。讲解了机架式、分布式和模块化PLC系统的架构选择，并强调了冗余设计在关键应用中的重要性。 第五章：结构化程序设计与逻辑实现 本书推崇结构化编程思想。本章详细介绍了基于IEC 61131-3标准的五种编程语言：梯形图（LD）、指令表（IL）、功能块图（FBD）、结构化文本（ST）和顺序功能图（SFC）。通过大量实际案例，展示了如何利用定时器、计数器、数据处理和子程序来高效、可靠地实现复杂的控制逻辑。特别关注了故障安全编程（Failsafe Programming）的原则。 第六章：数据通信与网络集成 现代自动化系统依赖于可靠的网络通信。本章深入探讨了工业现场总线技术： 传统总线： Profibus DP/PA、DeviceNet的特性与配置。 现代以太网技术： EtherNet/IP、Profinet IO的实时性保证机制和拓扑结构设计。 高层通信： OPC UA在数据交换层面的应用，以及如何安全、高效地将现场数据上传至上位系统。 第七章：人机界面（HMI）与监控系统（SCADA） 讲解了HMI的设计原则，包括信息的可视化、报警管理和操作员界面的最佳实践。SCADA系统的核心功能，如历史数据趋势分析、报警记录归档和操作员权限管理，被详细阐述。本章还涉及了如何将HMI与PLC进行高效联调。 第三部分：高级控制、安全与数字化转型 本部分将视角提升至系统优化和面向未来的工业4.0。 第八章：过程控制与先进控制算法 侧重于连续过程的控制优化。详细分析了PID控制器的参数整定方法（如Ziegler-Nichols法、基于模型的整定），并探讨了更高级的控制策略： 串级控制与前馈控制： 应对快速干扰和系统滞后的优化方案。 模型预测控制（MPC）： 针对多变量耦合系统的优化控制策略及其在复杂流程中的实现考量。 第九章：工业信息安全与功能安全 随着系统互联性的增强，信息安全至关重要。本章涵盖了工业控制系统（ICS）的安全防护策略，包括网络分段、访问控制、安全审计和应对常见网络攻击的方法。同时，系统介绍了功能安全标准（如IEC 61508/61511），讲解了安全仪表系统（SIS）的设计、验证与SIL等级的确定。 第十章：工业物联网（IIoT）与数据驱动优化 本章展望了自动化系统的未来方向。探讨了如何利用边缘计算（Edge Computing）在现场处理大量传感器数据，实现实时分析。介绍了云平台在设备健康监测（PHM）、远程诊断和大数据分析中的作用。重点讨论了如何将自动化数据转化为可操作的洞察力，驱动生产效率的持续改进。 结论 本书内容结构严谨，理论与实践并重，旨在为读者提供一套完整的、面向实际应用的自动化系统工程方法论。通过对本书的学习，读者将能够独立承担从系统需求分析、软硬件选型、程序开发到最终系统调试与优化的全过程工作。

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这本书的语言风格极其专业，带着一股老派工程师的严谨气场，很少使用口语化的表达，而是倾向于使用精确的技术术语。这使得初次接触的读者可能需要更多的耐心和字典的辅助，但一旦跨越了最初的门槛，你会发现这种专业性带来的巨大回报。我特别欣赏它在探讨设备生命周期管理时的深度。书中不仅讨论了如何运行，更深入探讨了如何以最低成本延长设备寿命。比如，对于关键备件的库存管理策略、不同品牌同类型辅机的长期可靠性数据对比分析，这些内容都不是随便一本入门教材会涉及的。这些细节处理，体现了作者对行业痛点有着深刻的洞察力。可以说，它提供的是一套完整的、从采购、运行到报废的辅机全流程知识体系，对于船队技术经理或设备采购人员来说，这本书的价值已经超出了技术手册的范畴，更像是一份实战经验的结晶。

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阅读体验上，《船舶辅机》给我带来了一种扎实、严谨的学术震撼。它的叙述风格偏向于技术手册的精准和详尽，每一个公式的推导，每一个技术指标的引用，都带着无可辩驳的专业性。我特别关注了关于能源效率和环保法规在辅机选型中的影响这一章节。书中没有停留在传统的机械原理介绍，而是紧密结合了当前IMO对硫氧化物和氮氧化物的排放限制，详细阐述了低速机与高速机在不同工况下的经济性对比，以及如何通过优化控制系统来提升燃油利用率。这种前瞻性的内容设置，使得这本书不仅是了解现有技术的工具，更是展望未来船舶动力发展方向的窗口。我发现自己不得不放慢阅读速度，时不时需要查阅一些基础的工程热力学术语，但正是这种对深层次原理的挖掘，才真正构建起了牢固的知识体系。对于那些追求深度理解而非表面知识的工程师来说，这本书的密度和广度绝对称得上是“宝藏”。

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如果要用一个词来形容我对《船舶辅机》的整体感受，那便是“系统性”。这本书成功地将原本分散在不同领域的船舶辅助动力系统，整合进了一个统一的逻辑框架内。作者的叙事逻辑非常清晰，是从宏观的船舶能源需求出发，逐层分解到各个具体设备的性能曲线、选型依据，再到它们之间如何通过管路和电气系统进行集成和协调。我注意到其中有一个关于电力负荷平衡的章节，详细分析了主辅机同时运行时，如何通过自动切换系统来保证全船供电的稳定性和冗余度。这种跨越机械、电气和控制工程的综合论述，使得读者能够跳出单一设备的局限，站在整个船体能效管理的角度去思考问题。这种全面的视角，对于提升值班轮机员的综合管理能力具有极大的助益。

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这本厚重的《船舶辅机》简直是为我这种对船舶动力系统充满好奇的初学者量身定做的。翻开扉页，首先映入眼帘的是清晰的图解和结构化的目录，让人一目了然。我最欣赏它对柴油机原理的剖析，那种从基础的热力学循环到具体的零部件设计，讲解得深入浅出，即便是第一次接触这方面的知识，也能顺畅地跟上作者的思路。书中对不同类型辅机的分类和比较也极其到位，比如发电机组、空气压缩机、泵系统等等，每一部分都有详尽的性能参数和运行特点分析。特别是关于故障诊断与排除的部分，提供了大量实际案例，让我感觉自己仿佛置身于机舱之中，学会了如何快速定位问题并采取正确的应急措施。这不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的轮机工程师在身旁手把手地指导，对于准备参加相关考试或希望提升现场操作技能的读者来说，它的参考价值是无可替代的。光是研读其中关于润滑系统和冷却系统的章节，我就对船舶高负荷运行环境下的流体管理有了全新的认识。

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这本书的排版设计透露出一种实干精神，没有过多花哨的色彩渲染，一切以功能性为导向。黑白为主的图表和流程图，虽然朴素，却极其清晰地展示了复杂的机械联动关系。我特别喜欢它对辅机安装和维护流程的描述，那简直是一份高度浓缩的SOP（标准操作程序）。例如，在介绍启动前的检查清单时，作者细致到连阀门的手轮旋转方向、压力表的读数基准点都有明确说明。这在实际工作中是至关重要的，因为一个细微的疏忽可能导致设备损坏甚至安全事故。这本书的“可操作性”远超我的预期，它没有将我们视为旁观者，而是将我们直接拉入到操作者的角色中去。读完关于轴承维护和振动分析的那几页，我立刻联想到我们船上那台老旧的空压机，很多之前模糊不清的异响，现在似乎都有了明确的“病因”指向。

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