自动化技术计算机科学技术

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isbn号码:9787502328245
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  • 计算机技术
  • 工业自动化
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具体描述

智能制造时代下的工业控制系统与前沿技术探索 图书名称:工业自动化系统集成与前沿算法应用研究 图书简介: 本书旨在深入剖析当代工业自动化系统的架构、关键技术及其在复杂工业场景中的集成应用。在“工业4.0”和“智能制造”浪潮席卷全球的背景下,传统自动化模式正经历深刻变革。本书不仅涵盖了经典的可编程逻辑控制器(PLC)、分布式控制系统(DCS)和监督控制与数据采集系统(SCADA)等基础控制理论与工程实践,更聚焦于面向未来的智能决策、优化控制与网络安全技术。 全书结构清晰,内容层层递进,从硬件基础到软件平台,再到高级控制策略和数据驱动的智能分析,勾勒出一幅现代工业自动化全景图。 --- 第一部分:工业控制系统的基石与架构演进 本部分着重于构建稳健工业控制系统的理论基础和主流技术路线。 第一章:工业控制系统的演进脉络与系统架构 详细梳理了从继电器逻辑到现代分布式控制系统的发展历史。重点剖析了当前工业控制系统的三层架构(现场层、控制层、管理层)的协同工作机制。探讨了基于现场总线(如Profibus, Foundation Fieldbus, EtherCAT)的实时数据通信标准,以及它们如何保障高可靠性和低延迟的数据传输。特别引入了时间敏感网络(TSN)技术在超低延迟控制网络中的前瞻性应用探讨。 第二章:核心控制器技术:PLC、PAC与工业PC 深入解析了可编程逻辑控制器(PLC)的硬件结构、指令集(梯形图、指令表、结构化文本)及其在离散事件控制中的核心地位。同时,本书区别性地介绍了可编程自动化控制器(PAC)与传统PLC在处理复杂算法、大数据集成和高速运动控制方面的性能优势。对工业PC(IPC)在需要开放式操作系统和强大计算能力时的应用场景进行了详尽的案例分析。 第三章:过程控制的集约化:DCS与SCADA的深度整合 针对流程工业(化工、电力、冶金),本书详细阐述了分布式控制系统(DCS)的冗余设计、高可用性策略和先进过程控制(APC)模块的集成。在SCADA层面,重点讨论了人机界面(HMI)的设计原则、报警管理策略以及远程监控与诊断技术的实现方法,强调数据可视化在提升操作人员决策效率中的作用。 --- 第二部分:高级控制策略与系统优化 本部分超越了传统的开关量和PID控制,深入研究了提升系统性能、实现精益生产的高级算法与模型。 第四章:先进过程控制(APC)技术详解 系统阐述了模型预测控制(MPC)的核心原理、模型辨识方法以及在多变量耦合系统中的应用。对比了基于模型的控制与基于反馈的控制之间的差异,并提供了实际生产线中利用MPC实现能耗优化和产品质量波动的实例分析。此外,还涵盖了自适应控制和鲁棒控制理论在参数变化环境下的适用性。 第五章:高速运动控制与机器人协作 聚焦于伺服驱动、多轴同步控制及离线编程技术。本书详细讲解了五轴以上复杂运动轨迹的规划算法(如样条插值、反向运动学求解),以及在高速包装、精密装配等领域的应用。特别对工业机器人与自动化生产线的集成,特别是柔性制造系统(FMS)中的任务分配与路径优化进行了深入探讨。 第六章:系统可靠性、安全性和维护策略 在强调生产效率的同时,安全性与可靠性是工业系统的生命线。本章探讨了故障诊断与预测性维护(PdM)的理论基础,包括基于振动分析、热成像和电流特征的早期故障识别技术。更重要的是,本书对工业控制系统(ICS)的网络安全威胁模型(如Stuxnet类攻击)进行了分析,并介绍了纵深防御策略、安全隔离(Purdue模型应用)和安全审计的最佳实践。 --- 第三部分:数据驱动的智能决策与未来方向 随着计算能力的飞跃,数据已成为驱动自动化系统向智能化迈进的关键要素。本部分关注数据科学在工业控制中的落地应用。 第七章:工业物联网(IIoT)的数据采集与边缘计算 阐述了IIoT架构如何连接现场设备、云端平台与企业资源规划(ERP)系统。重点分析了MQTT、OPC UA等工业协议在异构设备数据互操作性方面的作用。边缘计算(Edge Computing)在实时数据预处理、本地控制决策和减少云端带宽压力方面的技术优势被详尽解析。 第八章:基于机器学习的工业过程优化与状态评估 本书不再将机器学习视为独立学科,而是作为控制系统性能提升的工具。探讨了监督学习(如回归模型用于质量预测)、无监督学习(如聚类分析用于设备异常模式识别)在工业数据中的应用。引入强化学习(RL)在复杂调度和动态环境下的最优控制策略探索中的潜力,并讨论了数据质量和模型可解释性在工业决策中的重要性。 第九章:数字孪生(Digital Twin)与虚拟调试 数字孪生技术是连接物理世界与虚拟世界的桥梁。本章详细描述了如何构建高保真度的设备级、产线级乃至工厂级的数字模型。重点阐述了虚拟调试(Virtual Commissioning)流程,即在物理设备投入运行前,利用数字孪生平台进行控制逻辑和安全联锁的全面验证,从而极大缩短项目周期并规避现场风险。 第十章:面向未来的自动化挑战与前瞻研究 总结了当前自动化技术发展面临的挑战,如高混合度生产需求的柔性化、异构系统的互操作性标准化等。对量子计算在复杂优化问题中的潜在影响、自主系统(Autonomous Systems)在工厂环境中的融合路径,以及更高级别的安全认证标准进行了展望。 --- 目标读者: 本书适合于自动化工程、控制科学、机械电子工程及计算机科学相关专业的本科高年级学生、研究生,以及在制造业、能源、流程工业中从事系统集成、控制优化和智能制造系统研发的工程师和技术管理人员。本书提供的理论深度和工程实践案例,旨在帮助读者构建全面的知识体系,以应对未来工业系统的复杂性与智能化挑战。

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读后感

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用户评价

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坦白说,《自动化技术与计算机科学技术》这个书名,对于我这个刚刚踏入大学校园,主修计算机科学的学生来说,简直是量身定做。我正处于知识积累的初级阶段,渴望构建一个坚实的理论基础,并了解这些理论如何在现实世界中得到应用。我非常关注本书对计算机科学核心概念与自动化技术之间关系的阐述。例如,数据结构和算法在设计高效自动化系统中的作用;操作系统原理如何支撑实时控制系统的稳定运行;以及网络通信技术如何实现分布式自动化系统的协同工作。我希望能在这本书中找到这些学科之间的逻辑联系,并理解它们是如何相互促进、共同发展的。我特别希望书中能够包含一些关于嵌入式系统和实时操作系统(RTOS)的内容。在自动化领域,嵌入式系统扮演着至关重要的角色,它们是许多智能设备的大脑。我希望能学习到如何设计、开发和调试嵌入式系统,以及如何利用RTOS来满足实时性要求,确保自动化任务的精确执行。此外,我也对软件工程在自动化项目中的实践非常感兴趣。随着自动化系统的规模和复杂度的不断增加,有效的软件工程实践变得尤为重要。这本书是否会介绍一些关于敏捷开发、DevOps,以及持续集成/持续部署(CI/CD)在自动化系统开发中的应用?我希望能从中学习到如何构建高质量、可维护的自动化软件,并提高开发效率。我希望这本书能够成为我大学期间宝贵的学习资源,为我未来的学术研究和职业发展打下坚实的基础,让我能够 confidently 地投身于自动化技术的浪潮。

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这本书的标题让我眼前一亮,《自动化技术与计算机科学技术》。我一直对这两者如何融合,以及它们在未来将如何塑造我们的世界充满了好奇。我所在的行业正经历着前所未有的数字化转型,而自动化无疑是这场变革的核心驱动力之一。我希望这本书能为我提供一个清晰的视角,让我理解那些支撑着智能工厂、自动驾驶汽车和机器人手臂背后的计算机科学原理。我尤其关注那些关于机器学习、人工智能和算法优化在自动化领域应用的章节。我听说这本书深入浅出地讲解了复杂的概念,我期待着能从中学习到如何将这些理论知识转化为实际应用。作为一个对技术充满热情的人,我渴望了解那些能够真正改变我们工作和生活方式的创新。这本书是否会介绍一些最新的自动化技术发展趋势?例如,边缘计算在实时自动化决策中的作用,或者物联网(IoT)如何与自动化系统协同工作,实现更高效的数据采集和控制?我希望这本书能提供一些前瞻性的见解,让我能够预测未来技术发展的方向,并在我的工作中更好地规划和实践。此外,我对安全性问题也很感兴趣,因为自动化系统的普及也带来了新的安全挑战。这本书是否会探讨如何确保自动化系统的安全性、可靠性以及如何防范潜在的网络攻击?理解这些方面的内容将对我至关重要,因为一个看似微小的安全漏洞都可能导致灾难性的后果。我希望这本书不仅能让我掌握技术知识,更能让我形成一个全面的、负责任的技术观。

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《自动化技术与计算机科学技术》这个书名,听起来就像是一把钥匙,能够打开通往更高效、更智能世界的门。我是一名对新兴技术充满好奇的业余爱好者,我喜欢阅读那些能够拓宽我视野、激发我思考的书籍。我希望这本书能够以一种轻松有趣的方式,为我介绍自动化技术和计算机科学这两个看似复杂而又息息相关的领域。我尤其想了解的是,计算机科学中的哪些基本原理是构建自动化系统的基石?例如,逻辑门和布尔代数是如何影响自动化电路的设计的?程序设计语言又是如何用来控制和指挥自动化设备的?我希望能从书中找到这些基础知识的讲解,并理解它们是如何支撑起那些宏大的自动化工程的。同时,我也对自动化技术在提升个人生活品质方面的潜力感到兴奋。除了工业自动化,这本书是否会介绍一些关于智能家居、智能办公,甚至是智能健康管理的应用?我希望能了解,如何通过简单的自动化设备和软件,让我们的日常生活变得更加便捷、舒适和高效。例如,智能恒温器是如何学习我的生活习惯并自动调节室温的?智能音箱又是如何通过语音指令来控制家电、播放音乐的?我希望这些贴近生活的例子,能够让我感受到科技带来的温暖和便利。此外,我对自动化技术的伦理和社会影响也充满疑问。随着技术的不断发展,自动化在带来便利的同时,也引发了一些关于就业、隐私和数据安全等方面的担忧。这本书是否会对此进行探讨?我希望这本书能够让我对自动化技术有一个更全面、更深入的认识,不仅了解它的强大之处,更能理性地看待它可能带来的挑战,从而以一种负责任的态度拥抱这个智能化的时代。

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《自动化技术与计算机科学技术》这个书名,让我立刻联想到的是现代工业的升级换代,以及信息技术的飞速发展。我是一名在制造业一线工作多年的工程师,深切地感受到技术进步对我们行业带来的巨大冲击和机遇。我希望这本书能够提供一些关于工业自动化前沿技术的深度解析,并重点关注计算机科学在其中扮演的核心角色。我尤其想了解的是,本书是否会深入探讨工业物联网(IIoT)和数字孪生(Digital Twin)等概念。IIoT如何将传感器、设备和系统连接起来,实现数据的实时采集和分析?数字孪生又如何通过虚拟模型来模拟和优化物理过程,从而提升生产效率和产品质量?我希望能从书中获得关于这些新兴技术的原理、应用场景以及相关的计算机科学挑战的深刻理解。同时,我也对自动化在质量控制和预测性维护方面的应用非常感兴趣。例如,机器视觉技术是如何通过计算机图像处理和模式识别来实现产品缺陷的自动检测的?而基于大数据分析和机器学习的预测性维护系统,又如何能够提前预警设备故障,减少停机时间?我希望这本书能为我提供一些实际的解决方案和技术细节,让我能够将这些先进的技术应用到我的工作中,不断提升生产线的整体效能。此外,我也对自动化系统的信息安全和可靠性方面的内容很关注。随着工业系统的互联互通程度不断提高,网络安全威胁也随之而来。这本书是否会探讨如何保护自动化系统免受攻击,以及如何确保系统的稳定运行?我希望这本书能让我对自动化技术有一个全面、深入的认识,并为我在实际工作中应对各种挑战提供有力的技术支持。

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《自动化技术与计算机科学技术》这个书名,让我联想到的是一种将抽象的理论转化为具体行动的力量。我是一名正在攻读计算机科学硕士学位的学生,对于如何将课堂上学到的知识应用于解决实际问题充满了渴望。我希望这本书能够为我提供一些关于自动化系统设计与实现的理论指导和实践案例。我尤其关注本书对软件开发生命周期在自动化项目中的应用。例如,需求分析、系统设计、编码实现、测试部署以及维护升级等各个阶段,在自动化项目中与传统软件开发有何不同?我希望能从书中学习到一些针对自动化系统特点的开发方法论和最佳实践。同时,我也对本书在算法优化和性能调优方面的探讨很感兴趣。在自动化系统中,效率和实时性往往是至关重要的考量因素。这本书是否会介绍一些关于如何优化算法、减少计算资源消耗,以及提高系统响应速度的技术和工具?例如,并行计算、分布式计算,或者高效的数据处理技术。我希望从中能够学习到一些实用的技巧,以便在我的研究项目或未来的工作中,能够构建出高效、可靠的自动化解决方案。此外,我也对本书在仿真和建模方面的介绍非常期待。在自动化系统的开发和测试过程中,仿真和建模能够极大地降低风险、缩短开发周期。这本书是否会介绍一些常用的仿真软件和建模技术,以及它们在自动化系统设计中的应用?我希望这本书能够成为我学术研究的有力支撑,为我提供更广阔的视野和更深入的理解,让我能够 confidently 地投身于自动化技术的创新与实践。

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拿到《自动化技术与计算机科学技术》这本书,我首先被它扎实的理论基础和广泛的适用性所吸引。我从事软件开发多年,深知计算机科学是现代技术体系的基石,而自动化则是提升效率、解放生产力的关键。这本书的标题完美地契合了我的兴趣点,它似乎在揭示两者之间千丝万缕的联系,以及它们如何共同构建我们日益智能化的世界。我最期待的部分是关于算法在自动化中的应用。我希望能深入了解那些驱动机器人精准运动、优化生产流程、甚至实现复杂决策的算法。比如,我一直对强化学习在机器人控制方面的突破感到惊叹,这本书是否会详细阐述相关的原理和实现细节?我希望能够从中学习到如何设计和优化这些算法,以应对现实世界中各种复杂的挑战。同时,我也对这本书在软件工程与自动化相结合方面的探讨非常感兴趣。随着自动化系统的日益复杂,如何构建 robust、可维护的软件系统变得尤为重要。这本书是否会介绍一些最佳实践,例如如何利用敏捷开发方法来加速自动化解决方案的迭代,或者如何通过微服务架构来构建可扩展的自动化平台?我希望这本书能为我提供一些切实可行的指导,让我能够在我的项目中更好地应用这些理念。此外,作为一名开发者,我对如何测试和验证自动化系统也充满疑问。确保自动化系统能够稳定可靠地运行是至关重要的,这本书是否会涵盖相关的测试技术和方法论?例如,模拟测试、集成测试以及端到端测试在自动化系统开发中的作用?我希望这本书能为我提供一个系统的框架,让我能够 confidently 地部署和管理自动化解决方案,从而真正发挥其价值。

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老实说,《自动化技术与计算机科学技术》这个书名一开始让我有些犹豫。我并不是科班出身的计算机科学家,我的背景更偏向于工业工程和管理。但我深知,在当今这个时代,不懂一些基础的计算机科学和自动化原理,就像是寸步难行。我一直对我们车间的生产效率提升有着迫切的需求,而自动化是显而易见的解决方案。我希望这本书能用一种易于理解的方式,为我这些非技术背景的读者打开一扇门,让我能明白那些“幕后”的逻辑。我尤其关心的是,这本书是否会介绍一些实际的案例,展示自动化技术是如何在不同行业实现降本增效的?我希望通过具体的例子,来理解自动化是如何优化资源配置、减少人为错误、以及提升整体运营效率的。比如,在制造业中,智能排产系统是如何工作的?在物流领域,自动化仓储系统又有哪些创新之处?我希望这些内容能给我带来一些启发,让我能够识别出我们企业内部可以应用自动化技术的地方。此外,我也对自动化对人力资源的影响感到好奇。随着自动化程度的提高,一些重复性、危险性的工作岗位可能会被取代,但同时也会创造出新的就业机会。这本书是否会探讨这种社会和经济层面的影响?我希望从中能了解到,我们应该如何为这种转变做好准备,如何培养和发展适应未来自动化时代所需的新技能。我希望这本书能让我不仅在技术层面有所收获,更能在战略层面,对自动化技术的发展及其潜在影响有一个更宏观的认识,从而更好地规划企业未来的发展方向。

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《自动化技术与计算机科学技术》这个书名,让我联想到的是一股强大的技术浪潮,正席卷着我们生活的方方面面。我是一名对未来科技趋势充满兴趣的普通读者,我希望这本书能够以一种清晰、生动的方式,为我揭示这场技术变革的核心。我常常在新闻中看到关于人工智能、机器人、智能家居的报道,但总觉得隔着一层纱,不够深入。这本书是否会从计算机科学的基础出发,解释这些看似高深的技术是如何实现的?比如,机器学习是如何让机器“学习”和“决策”的?神经网络究竟是怎样的结构,又如何模拟人脑的思考过程?我希望能从这本书中获得对这些基本概念的透彻理解,而不是停留在表面。我也对自动化技术在日常生活中的应用感到好奇。除了工业自动化,我们还能在哪些领域看到自动化的身影?例如,智能交通系统是如何通过数据分析和算法优化来缓解交通拥堵的?智能医疗设备又是如何通过自动化来提高诊断的准确性和效率的?我希望这本书能提供一些贴近生活,甚至有些“黑科技”的应用案例,让我感受到科技改变生活的真实力量。此外,我对自动化技术带来的便利性和可能性充满了憧憬。我希望这本书能够激发我的想象力,让我思考自动化技术在未来可能会带来哪些令人意想不到的创新。例如,个性化教育的实现,或者更高效的资源管理系统,甚至是全新的娱乐体验。我希望这本书能让我不仅理解“是什么”,更能激发我思考“能做什么”,从而拥抱一个更加智能、便捷、美好的未来。

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《自动化技术与计算机科学技术》这个书名,勾起了我对未来工作形态的好奇心。我是一名正在考虑职业转型的人,希望能够进入一个充满活力、技术驱动的行业。我希望这本书能够为我提供一个关于自动化技术和计算机科学领域职业发展方向的清晰指引。我尤其想了解的是,在这个领域有哪些主要的职业岗位?例如,自动化工程师、软件开发工程师、数据科学家,或者机器人工程师等等。这本书是否会介绍这些岗位的职责、所需的技能以及他们之间的联系?我希望能从中找到适合我的职业定位,并了解我需要学习哪些知识和技能来达到这些要求。同时,我也对自动化技术在不同行业的应用前景非常感兴趣。除了传统的制造业,自动化技术在金融、医疗、教育,甚至是艺术领域,又有哪些创新性的应用?我希望能通过本书的案例分析,了解自动化技术如何赋能各行各业,并为这些行业带来新的增长点。例如,金融领域的算法交易,医疗领域的智能诊断,或者教育领域的个性化学习平台。我希望这些信息能够帮助我更好地理解这个行业的广阔前景,并为我的职业选择提供有力的参考。此外,我也对本书关于持续学习和技能提升的建议非常期待。自动化技术和计算机科学领域发展迅速,知识更新换代也很快。我希望本书能够提供一些关于如何保持竞争力、不断学习新技术的指导和资源。我希望这本书能够成为我职业转型道路上的灯塔,为我指明方向,赋能我迎接一个充满机遇的未来。

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当我看到《自动化技术与计算机科学技术》这个书名时,我脑海中浮现的不是冰冷的机器代码,而是充满想象力的未来图景。我是一名科技博主,热衷于分享和解读最新的技术发展趋势,并试图用通俗易懂的语言将其传递给我的读者。我希望这本书能够为我提供丰富的内容素材,帮助我理解和呈现自动化技术与计算机科学的深度融合。我特别关注书中关于人工智能在自动化领域的前沿应用。例如,自然语言处理(NLP)是如何让机器人能够理解和回应人类指令的?计算机视觉又是如何让无人机和自动驾驶汽车“看懂”世界的?我希望这本书能提供一些关于这些AI技术背后的算法和模型,以及它们在实际自动化场景中的具体实现方式。我希望能从书中挖掘出一些令人惊叹的案例,例如AI驱动的智能工厂、能够进行自主学习和优化的机器人,或者能够与人类进行无缝协作的智能助手。此外,我也对本书在人机交互(HCI)和用户体验(UX)在自动化系统设计中的作用的探讨很感兴趣。随着自动化系统越来越贴近我们的生活,如何设计出直观、易用、令人愉悦的交互界面至关重要。这本书是否会介绍一些关于设计智能、人性化的自动化界面的原则和方法?我希望书中能包含一些关于如何平衡技术复杂性和用户体验的案例研究,为我提供一些创作灵感。我希望这本书能够成为我内容创作的宝库,让我能够创作出引人入胜、富有洞察力的文章,帮助我的读者更好地理解和拥抱这个由自动化技术驱动的未来。

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