汽轮机设备与运行 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:464

译者:

出版时间:2008-4

价格:60.00元

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isbn号码:9787508363301

丛书系列:

图书标签:

• 汽轮机
• 汽轮机组
• 热力设备
• 电力工程
• 运行维护
• 设备管理
• 发电技术
• 能源工程
• 机械工程
• 工业设备

工业自动化与控制系统应用实践 图书简介 本书深入探讨了现代工业生产线中自动化与控制系统的设计、实施与维护。内容聚焦于构建高效、可靠且灵活的自动化解决方案，以应对日益复杂的制造环境和对产品质量的更高要求。全书结构清晰，理论与实践并重，旨在为工程技术人员、自动化系统集成商以及相关专业学生提供一套全面的技术参考和实践指南。 第一部分：工业自动化基础理论与元件选型 本部分奠定了理解现代自动化系统的理论基础，并详细介绍了构成这些系统的核心硬件元件。 1. 工业控制系统概述 (ICS) 本章首先界定了工业控制系统的范畴，包括操作技术（OT）与信息技术（IT）的融合趋势。深入剖析了不同类型的控制架构，如集中式、分布式与模块化结构。重点阐述了工业网络拓扑结构（如星型、环形、总线型）在可靠性与带宽需求上的权衡。此外，讨论了实时操作系统（RTOS）在工业控制中的关键作用及其选择标准，强调了数据一致性和时间确定性对过程控制的极端重要性。 2. 可编程逻辑控制器 (PLC) 深度解析 PLC 作为现代工业的神经中枢，其工作原理和编程方法是本部分的核心内容。详细介绍了不同系列PLC的硬件架构（CPU 模块、I/O 模块、通信模块）的差异及其适用场景。在编程方面，不仅涵盖了国际标准 IEC 61131-3 规定的五种编程语言（梯形图 LD、指令表 IL、结构化文本 ST、功能块图 FBD、顺序功能图 SFC），更侧重于在复杂逻辑控制（如状态机设计、模态控制）中如何高效运用结构化编程技巧。特别引入了冗余和热备份PLC系统的配置与故障转移机制，以确保关键生产过程的连续性。 3. 传感器与执行器技术 本章系统地介绍了工业现场的“眼睛”与“手臂”。传感器部分，超越了传统的温度、压力、流量测量，深入探讨了先进的智能传感器技术，如总线供电的智能传感器（IO-Link）、基于光纤的光学传感器以及用于精确测量的激光位移传感器。讨论了传感器的噪声抑制、抗干扰设计以及校准流程。执行器部分，重点分析了伺服驱动系统与变频驱动系统（VFD）的选择依据。详细对比了不同类型电机（同步、异步、直流无刷）的动态响应特性，并讲解了如何根据负载的惯量和速度曲线来精确选配驱动器及减速机，以实现高精度运动控制。 4. 工业通信网络 高效的数据交换是自动化系统的生命线。本章全面覆盖了当前主流的工业现场总线与以太网技术。对 Profibus DP/PA、DeviceNet、CANopen 等传统现场总线进行了深入的功能和性能分析。核心篇幅聚焦于基于工业以太网的技术，如 PROFINET、EtherNet/IP、Modbus TCP 以及实时以太网标准（如 EtherCAT）。深入讲解了这些网络在同步控制、数据包调度（如时间敏感网络 TSN）以及网络安全隔离方面的技术实现。 第二部分：高级控制策略与系统集成 本部分将理论知识应用于复杂的工业过程控制，介绍如何利用先进算法提高生产效率和产品质量。 5. 分布式控制系统 (DCS) 与过程优化 DCS 作为大规模、复杂连续过程控制的首选平台，其架构设计原理是本章的重点。详细阐述了 DCS 的多层级结构（控制层、监控层、操作层），以及其高可靠性、集成化和集中操作管理的能力。着重分析了在化工、电力等行业中，如何利用 DCS 平台实现回路的解耦控制、先进过程控制（APC）的部署，如模型预测控制 (MPC) 的基本原理、系统辨识与模型建立过程。 6. 运动控制与机器人集成 本章专门针对离散制造业中的高速、高精度运动控制需求。系统地介绍了基于位置环、速度环和电流环的闭环控制原理，并讲解了多轴联动（如龙门架、SCARA 机器人）的轨迹规划算法，包括样条插值和平滑处理。探讨了如何将工业机器人（六轴、协作机器人）通过特定协议集成到 PLC 或 IPC 控制系统中，实现高效的 Pick-and-Place 或装配任务，并重点讨论了力控和视觉反馈在复杂操作中的应用。 7. 人机界面 (HMI) 与数据可视化 HMI 是操作员与自动化系统交互的桥梁。本章不仅介绍 HMI 软件的界面设计原则（可用性、信息密度），更强调了从“信息展示”向“决策支持”转型的必要性。讲解了如何设计有效的报警管理系统，实现报警的优先级排序、历史追溯与根本原因分析。同时，介绍了 SCADA 系统的架构，以及如何通过 Web 接口或移动应用实现远程监控和操作指导。 8. 工业物联网 (IIoT) 与边缘计算 本部分面向未来趋势，探讨了传统自动化系统如何与信息网络融合。详细分析了 IIoT 架构中的数据采集、传输与存储机制（如 MQTT 协议）。重点介绍了边缘计算（Edge Computing）在工业现场的应用，例如在控制器或工业 PC 上预处理传感器数据，进行实时数据清洗、特征提取和初步的机器学习推理，以减轻云端压力并缩短响应时间。讨论了数据安全在 IIoT 环境下的重要性，包括网络隔离和数据加密技术。 第三部分：系统可靠性、维护与网络安全 本部分关注自动化系统的全生命周期管理，确保系统在长期运行中的稳定性和安全性。 9. 故障诊断与预测性维护 (PdM) 本章侧重于提高系统可用性。系统地介绍了基于状态的监测技术（CBM）。详细讲解了如何利用振动分析、热成像技术和电流信号分析来早期发现机械故障（如轴承磨损、绝缘劣化）。深入探讨了预测性维护模型的建立，包括基于历史故障数据和运行参数的寿命预测算法，以及如何将这些预测信息无缝集成到维护管理系统（CMMS）中，实现工单的自动化生成。 10. 工业系统可靠性工程与冗余设计 高可靠性是关键流程的基石。本章讲解了可靠性分析的基本方法，如故障树分析（FTA）和事件树分析（ETA）。详细分析了不同等级的冗余配置方案，包括热备用、冷备用、以及模块级冗余（如冗余电源、冗余通信链路）。重点阐述了如何设计和验证故障检测机制和自动切换逻辑，以实现系统平均修复时间（MTTR）的最小化和平均无故障时间（MTBF）的最大化。 11. 工业网络安全防护策略 随着 OT/IT 的融合，网络攻击对生产过程的威胁日益增大。本章从架构层面提出了纵深防御策略。内容涵盖了 ISA/IEC 62443 标准框架的应用，包括资产识别、风险评估与安全等级划分。详细介绍了网络分区（DMZ、控制区、安全区）的实施，使用工业防火墙进行深度数据包检测（DPI），以及入侵检测系统（IDS）在 OT 网络中的部署与调优。同时，强调了安全补丁管理、身份认证机制（如 802.1X）以及安全审计的重要性。 结语 本书旨在提供一个全面、深入且贴近实际的自动化与控制系统解决方案蓝图。通过对核心理论的掌握、对先进控制策略的理解，以及对系统可靠性和安全性的重视，读者将能有效应对当前及未来工业制造中自动化系统的挑战。

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