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出版者:McGraw-Hill Professional Publishing

作者:William L. Luyben

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1998-07-31

价格:USD 79.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780070067790

丛书系列:

图书标签:

• Process Control
• Chemical Engineering
• Industrial Automation
• Manufacturing
• Optimization
• Control Systems
• Plant Operations
• Process Optimization
• Systems Engineering
• Automation

《工业流程自动化与优化》 本书深入探讨现代工业生产环境中流程控制的核心原理、先进技术及其在优化生产效率、提升产品质量、保障安全运行以及降低运营成本方面的关键作用。本书旨在为读者提供一个全面而深入的工业流程自动化知识体系，特别关注那些正在或计划实施或升级自动化系统的工程师、技术人员以及相关领域的学生。 第一部分：流程控制基础理论 本部分将从最基本的概念入手，构建读者对流程控制的扎实理解。我们将详细阐述： 基本概念与术语： 介绍过程变量（PV）、设定点（SP）、控制输出（OP）、扰动（Disturbance）、系统滞后（Lag）、死区（Deadband）等核心术语。 反馈控制原理： 详细解析比例（P）、积分（I）、微分（D）控制的数学模型、工作机理及其对系统响应的影响。我们将通过图示和案例分析，解释P、PI、PID控制器的设计思路、参数整定方法（如Ziegler-Nichols法、IMC法等）以及它们在实际应用中的优缺点。 前馈控制策略： 探讨前馈控制如何通过预测扰动并提前进行补偿，以改善被控过程的动态性能。我们将分析不同类型的前馈控制结构及其适用场景。 串级控制与比值控制： 详细介绍串级控制如何通过引入一个更快的内环来抑制扰动，提高主控制环路的性能。同时，我们将讲解比值控制在混合、配比等过程中的应用，及其实现方式。 其他基本控制策略： 包括开环控制、限幅控制、选通控制等，并分析其适用性和局限性。 第二部分：先进控制技术与应用 随着工业技术的不断发展，更高级的控制策略应运而生。本部分将聚焦于这些先进技术及其在复杂工业流程中的应用： 模型预测控制（MPC）： 深入介绍MPC的核心思想，即利用过程模型预测未来一段时间内的系统行为，并根据优化目标制定控制律。我们将讲解MPC的建模、预测、优化和校正环节，以及它在多变量、强耦合系统中的强大优势，并展示在炼油、化工、电力等行业的实际案例。 模糊逻辑控制（FLC）： 阐述模糊逻辑控制的设计原理，包括模糊化、模糊推理、解模糊等步骤。我们将分析FLC如何处理不精确、不确定信息，以及其在难以建立精确数学模型系统中的应用潜力。 神经网络控制（NNC）： 介绍利用神经网络学习过程特性并生成控制信号的方法。我们将探讨不同类型的神经网络（如前馈神经网络、循环神经网络）及其在自适应控制、故障诊断等方面的应用。 自适应控制： 讲解自适应控制如何根据系统性能的变化或环境的改变，自动调整控制参数或改变控制结构，以保持最优控制性能。我们将介绍自适应PID、增益调度自适应控制等技术。 解耦控制： 针对多输入多输出（MIMO）系统中变量之间的强耦合问题，介绍解耦控制技术，以实现各控制回路的独立调节，简化系统设计和操作。 故障诊断与容错控制： 探讨如何检测、识别和定位生产过程中出现的故障，以及如何设计容错控制系统，使其在部分设备失效时仍能维持基本运行，保障安全。 第三部分：自动化系统集成与优化 成功的流程控制离不开高效的自动化系统集成和持续的优化。本部分将关注系统层面的问题： 分布式控制系统（DCS）与可编程逻辑控制器（PLC）： 详细介绍DCS和PLC在工业自动化中的作用、架构、通信方式以及它们在不同规模和复杂度的工业场景中的选择与配置。 传感器与执行器技术： 梳理各类工业传感器（温度、压力、流量、液位、成分分析等）和执行器（阀门、泵、电机等）的工作原理、选型原则、安装要点以及它们在保障数据精度和控制响应中的重要性。 人机界面（HMI）与监控与数据采集（SCADA）系统： 阐述HMI和SCADA系统在实现生产过程可视化监控、操作管理、数据记录与分析中的功能，以及如何设计直观易用的操作界面。 过程优化与性能评估： 介绍如何利用历史数据和先进分析技术，对现有控制策略进行评估，找出性能瓶颈，并提出改进方案。我们将讨论如能耗优化、产量提升、质量稳定性增强等具体优化目标。 网络安全在自动化系统中的重要性： 探讨随着工业互联互通的发展，网络安全对自动化系统的重要性，以及相应的防护措施。 第四部分：行业应用实例与发展趋势 为了帮助读者更好地理解理论在实践中的应用，本书将在最后一部分展示具体的行业案例，并展望未来发展： 石化与炼油行业： 分析塔顶控制、反应器控制、换热网络优化等典型应用。 精细化工与制药行业： 关注反应釜温度与压力控制、结晶过程控制、生物反应器控制等。 电力与能源行业： 探讨锅炉控制、汽轮机调速控制、新能源发电预测与控制等。 食品与饮料行业： 介绍灭菌过程控制、发酵过程控制、包装线自动化等。 未来发展趋势： 展望人工智能、大数据分析、工业物联网（IIoT）在流程控制领域的融合应用，以及智能制造、数字化工厂的实现路径。 本书通过理论阐述、原理分析、技术比较、案例剖析以及未来展望，旨在为读者提供一套系统、实用且前沿的工业流程控制知识体系，助力其在工业自动化领域取得更大的成就。

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《Plantwide Process Control》这本书，我主要抱着学习和提升的目的来阅读。我之前在一些自动化相关的技术论坛上看到过这个词，但对其具体内容一直没有一个清晰的认识。我希望这本书能填补我在这一领域的知识空白。我尤其对书中可能涉及的“分布式控制系统（DCS）”和“监督控制与数据采集（SCADA）”等概念感兴趣。我知道这些是实现大规模工业控制的关键技术，但我对它们的原理、架构以及在实际工厂中的应用了解不多。我期待这本书能用图文并茂的方式，清晰地解释这些系统的组成部分，它们是如何协同工作的，以及在不同行业中有哪些典型的应用案例。此外，我对于书中关于“生产调度”和“资源分配”的内容也颇为好奇。毕竟，一个完整的Plantwide Process Control 系统，不仅仅是控制物理过程，还应该包含对生产计划的优化和资源的有效利用。我希望这本书能提供一些量化的方法和工具，帮助我理解如何才能实现生产效率的最大化和成本的最小化。我也想知道，在安全生产方面，Plantwide Process Control 扮演着怎样的角色，以及书中是否有关于安全仪表系统（SIS）和风险评估的讨论。

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坦白说，我拿起《Plantwide Process Control》这本书，很大程度上是出于职业的“被迫”。我所在的行业，虽然不是最尖端的，但流程的复杂性却不容小觑。我的工作职责需要我理解整个生产链的运作，包括上游的原材料供应，中间的各个生产环节，以及下游的成品出库。长期以来，我总感觉自己只是在一个局部领域里打转，对于整个工厂的“大脑”是如何思考和决策的，始终隔着一层纱。我希望这本书能像一位经验丰富的总工程师，给我耐心讲解工厂里错综复杂的“神经系统”。我很想知道，那些分布在不同车间的传感器和执行器，是如何通过一套统一的指挥体系，实现精密的协调。特别是关于“集成”这个概念，我希望书中能详细阐述如何将不同的控制系统，比如温度控制、压力控制、流量控制等等，有效地整合起来，形成一个有机的整体。我不太喜欢那种只讲理论、不接地气的书籍，所以如果书中能多引用一些实际工业场景中的例子，那就太棒了。比如，在制药行业，如何确保药品生产的稳定性和一致性？在水泥生产线上，如何平衡能源消耗和产量？这些都是我工作中经常会遇到的问题，如果这本书能提供一些启发性的思路，那对我来说将是无价之宝。我还想了解，随着物联网、大数据和人工智能技术的飞速发展，Plantwide Process Control 的未来发展趋势是什么，这本书是否会触及这些前沿话题，并为我指明方向。

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Plantwide Process Control 这本书，我从书名就能大致猜到它的内容——大概是在讲一个工厂里整体的流程控制。不过，我一直对“整体”和“流程”这两个词有点模糊的概念，所以这本书对我来说，就像是在探索一个巨大的、错综复杂的迷宫。我希望它能帮我理清思路，将那些零散的、看似不相关的设备和操作，串联成一条清晰的生产线。我尤其期待书中能举一些具体的案例，比如某个化工企业的生产流程，或者食品加工厂的自动化控制系统。如果能有图示或者流程图那就更好了，这样我这个“小白”也能看得更明白。我对书中关于“实时监控”、“数据分析”和“优化决策”这些内容特别感兴趣。我知道现代工业离不开这些技术，但具体是怎么实现的，我一直没搞懂。这本书能不能为我揭示背后的奥秘？我希望它能用通俗易懂的语言，解释那些复杂的控制算法和系统架构，让我能理解它们是如何协同工作的，又是如何实现整体效率的最大化。另外，我也想知道，在实际应用中，这些控制系统会面临哪些挑战，比如数据干扰、设备故障、甚至是人为失误，而书中有没有给出相应的解决方案或应对策略？总而言之，我期待这本书能给我带来一场知识的盛宴，让我对“Plantwide Process Control”有一个全面而深刻的认识。

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读到《Plantwide Process Control》这个书名，我第一反应是它可能涉及一些比较高深的理论，但同时又充满了吸引力。我一直觉得，要把一个大型的工业设施运转起来，绝不仅仅是操作几个开关那么简单，背后一定有一套精妙的系统在支撑。我希望这本书能够让我一窥这个“精妙系统”的究竟。我特别想了解书中关于“模型预测控制（MPC）”的内容，因为我听说过它在优化控制方面有着非常出色的表现，但我一直没能深入理解其背后的数学原理和实现方式。这本书能否用一种更容易理解的方式，为我解释MPC是如何工作的，以及它在Plantwide Process Control 中扮演的角色？同时，我也对书中关于“人机界面（HMI）”和“操作员培训”的讨论很感兴趣。我知道，再先进的系统，最终都需要人来操作和维护，所以良好的HMI设计和充分的操作员培训，对于系统的成功运行至关重要。我希望这本书能提供一些关于如何设计有效HMI以及如何进行人机协同操作的见解。另外，对于“可持续性”和“节能减排”这些日益重要的议题，我希望这本书能探讨Plantwide Process Control 在实现这些目标方面所能发挥的作用，以及可能采用的相应控制策略。

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这本书的书名《Plantwide Process Control》听起来就充满了技术性和专业性，对于我这样对工业自动化略知一二的读者来说，它就像是一本揭示现代制造业“幕后故事”的宝典。我一直很好奇，那些庞大的工厂是如何做到如此高效、精确地运行的，而不是像我小时候看过的某些卡通片里那样，机器笨拙地乱作一团。我相信这本书会从宏观的角度，系统地介绍整个工厂层面的控制策略和技术。我特别关注那些关于“全局优化”和“多变量耦合”的内容。我知道，工厂的各个部分都不是孤立的，一个环节的变化可能会影响到其他环节，甚至整个生产流程。我希望这本书能教我如何去识别这些相互依赖关系，并设计出能够同时考虑多个因素的控制方案。我对于书中关于“鲁棒性”和“容错性”的论述也充满期待。毕竟，在工业生产中，意外情况总是难以避免的，如何让整个控制系统在面对干扰和故障时，依然能够保持稳定运行，这是至关重要的。我希望这本书能提供一些行之有效的技术手段和设计原则。另外，我也想了解，在实际的Plantwide Process Control 部署过程中，会遇到哪些实际的挑战，比如成本、人员培训、以及不同部门之间的协调问题，这本书是否会给读者一些可操作的建议。

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