具体描述
《液压与气动应用技术》结合最新的职业教育教学改革经验，按照以就业为导向、以能力为本位、突出应用能力和综合素质培养的原则进行编写。全书内容包括液压传动和气动技术两部分，共分13章，其中第1～9章为液压传动，第10～13章为气动技术。《液压与气动应用技术》主要论述了液压与气动的基础知识、液压元件、液压基本回路和应用、液压系统的安装和维护、气源装置、气动元件、气动基本回路以及气动系统的应用和维护等。
《液压与气动应用技术》在编写过程中突出“管用、够用、适用”的指导思想，采用理论实践一体化教学法优化课程内容，注重技能训练，选用工程项目应用实例以及新技术和新设备内容，以缩短学校教育与企业工程需要间的距离，提高学生的就业能力。《液压与气动应用技术》配有“职业导航”、“教学导航”、“知识分布网络”和“知识梳理与总结”，便于读者高效率地学习知识与技能。
《液压与气动应用技术》作为高职高专院校机械类专业、机电类专业及自动化类专业的教学用书，也可作为职工大学、成人教育学院、函授大学、电视大学、中职学校等液压与气压传动课程的教材，同时可作为企业工程技术人员的参考书。
《液压与气动应用技术》还配有光盘，提供精美的多媒体课件、习题参考答案和图片素材等，详见前言。
现代工业控制系统设计与实现 本书聚焦于21世纪工业自动化领域的核心技术——现代工业控制系统的设计、构建与优化。 随着工业4.0的浪潮席卷全球，传统制造模式正加速向智能化、网络化、柔性化转型。本教材/专著旨在为工程技术人员、自动化专业学生以及致力于提升生产效率的企业管理者提供一套系统、深入且极具实践指导意义的知识体系。它摒弃了对基础物理原理的冗余阐述，直接切入现代控制理论在复杂工业场景中的应用与集成。 本书内容结构严谨，逻辑清晰，由浅入深地构建了从底层感知到顶层决策的完整控制链条。全书共分八个主要部分，涵盖了现代工业控制系统的关键组成要素、设计方法论以及前沿技术趋势。 --- 第一部分：工业控制系统基础架构与演进（The Foundation and Evolution） 本部分首先界定了现代工业控制系统的基本概念框架，并深入剖析了其与传统控制模式（如继电器逻辑控制）的本质区别。重点阐述了分布式控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）和监督控制与数据采集系统（SCADA） 三大支柱的架构特点、硬件选型标准以及在不同规模和复杂性项目中的适用性分析。 控制系统层级模型解析： 详细剖析 ISA-95 标准框架下的五层模型（从现场设备层到企业管理层），探讨数据流、信息流和控制流在这些层级间的有效传递机制。 现场总线技术对比与选型： 深入研究 Profibus、Foundation Fieldbus、CANopen 以及最新的以太网/IP、PROFINET 等工业以太网协议的实时性、抗干扰能力、网络拓扑结构及其在不同行业（如过程控制、离散制造）中的最佳实践。 --- 第二部分：高性能PLC与嵌入式控制编程（High-Performance PLC and Embedded Control） 本部分将重点放在当今工业控制的核心执行单元——PLC的编程实践和高级功能应用。不仅限于指令表的学习，更侧重于结构化文本（ST）、函数块图（FB） 等高级语言在复杂算法实现中的优势。 先进运动控制算法集成： 探讨如何利用现代PLC实现多轴同步控制、电子凸轮、高速轨迹规划等先进运动控制功能，并分析伺服驱动器与控制器之间的参数调优技巧。 安全集成与冗余设计： 详细介绍功能安全标准 IEC 61508/61511 在PLC系统中的应用，包括安全PLC（Safety PLC）的选型、SIL等级的确定以及故障安全设计原则。 嵌入式系统接口： 简要介绍基于ARM或FPGA的定制化控制模块设计思路，重点放在如何通过低延迟接口（如PCIe、高速SPI）实现对新型传感器的直接驱动与数据预处理。 --- 第三部分：过程控制系统优化与先进控制技术（Process Control Optimization and Advanced Control） 针对流程工业（化工、冶金、电力等）的连续或批次过程，本部分提供了超越传统PID控制的解决方案。 过程控制回路的性能分析： 基于系统辨识理论，深入讲解如何准确获取过程对象的动态模型，包括阶跃响应法和频率响应法的实际操作步骤。 先进控制策略： 重点讲解模型预测控制（MPC） 的基本原理、约束处理能力及其在多变量耦合系统（如精馏塔控制）中的应用案例。此外，还将介绍模糊控制、自适应控制在非线性系统中的工程化部署。 批次过程控制（Batch Control）： 基于ISA-88标准，阐述批次控制系统的配方管理、过程指令（Procedure）的结构化编程以及中间状态的可靠切换技术。 --- 第四部分：工业网络与信息安全（Industrial Networks and Cybersecurity） 在万物互联的背景下，控制系统的网络化是必然趋势，但也带来了前所未有的安全挑战。本部分是本书的亮点之一。 工业物联网（IIoT）架构： 探讨如何将OT（操作技术）网络与IT（信息技术）网络安全、高效地集成。介绍MQTT、AMQP等轻量级消息协议在边缘计算节点上的应用。 网络拓扑与冗余设计： 详细分析环形冗余协议（如RSTP, PRP/HSR）在工业以太网中的部署，确保通信链路的毫秒级故障切换能力。 控制系统深度防御策略： 聚焦于工控系统特有的安全漏洞（如固件篡改、DDoS攻击对RTOS的影响），介绍微分段（Segmentation）、白名单机制、入侵检测系统（IDS）在ICS环境中的定制化部署方案。 --- 第五部分：人机界面（HMI）与可视化技术（Visualization Technologies） 有效的操作界面是确保人机交互效率和安全性的关键。本部分侧重于现代可视化设计原则和数据驱动的界面构建。 HMI/SCADA高级功能实现： 不仅限于变量的简单显示，更涵盖趋势分析、事件记录、报警管理（基于ISA 18.2标准）的工程实现。 数据可视化与认知工程： 探讨如何应用认知科学原理设计高效、低认知负荷的HMI界面，包括色彩学在报警优先级中的应用，以及三维可视化技术在复杂设备监控中的潜力。 移动化操作站开发： 介绍如何利用平板电脑或智能手机构建安全的移动HMI接口，实现远程诊断与授权操作。 --- 第六部分：数据采集、存储与分析（Data Acquisition, Storage, and Analytics） 现代控制系统不仅要“控制”，更要“学习”。本部分关注如何高效地从现场采集海量、高频的生产数据，并转化为决策支持信息。 时间序列数据库（TSDB）应用： 介绍InfluxDB, Prometheus等专业时间序列数据库在存储海量传感器数据时的优势，以及其与传统关系型数据库的协同工作模式。 边缘计算（Edge Computing）在控制中的实践： 论述数据清洗、过滤和初步模型推理如何在靠近现场的控制器或边缘网关上完成，以降低云端带宽压力并提高响应速度。 制造执行系统（MES）接口： 详细说明控制系统数据如何通过OPC UA等标准接口上传至MES层，实现工单跟踪、设备综合效率（OEE）的实时计算。 --- 第七部分：虚拟调试与仿真技术（Virtual Commissioning and Simulation） 在物理设备尚未到位或改造周期有限的情况下，仿真技术成为保障项目进度的关键工具。 数字孪生（Digital Twin）基础： 介绍构建高保真度设备、产线或工厂数字孪生的建模方法，包括使用Simulink/Simscape、AMESim等工具对物理系统进行精确数学建模。 软硬件在环（SIL/HIL）测试： 详细讲解如何利用仿真平台对PLC程序、SCADA系统进行功能验证和压力测试，特别是针对异常工况和故障场景的覆盖测试流程。 协同仿真平台集成： 探讨不同专业（电气、机械、控制）仿真模型在统一平台下的集成与数据交换标准。 --- 第八部分：系统集成、项目管理与未来趋势（Integration, Management, and Future Trends） 本书的收尾部分着眼于大型项目的实施流程和控制技术的发展方向。 系统集成方法论： 阐述从需求分析、系统规范（URS/FRS）到设计、集成、测试（FAT/SAT）的完整生命周期管理流程，强调跨专业团队的沟通与协作机制。 基于人工智能的系统维护： 介绍如何利用机器学习算法对历史运行数据进行分析，实现预测性维护（PdM），例如通过振动、电流信号异常检测设备早期故障。 自主系统与柔性制造： 展望自主移动机器人（AMR）与固定生产线的集成、云端控制的潜力以及面向小批量、多品种生产的柔性化产线重构技术。 本书的特点在于高度强调工程实践、系统集成思维以及对前沿工业协议和标准的深入掌握。 通过大量的工程实例、系统架构图和代码片段解析，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”。
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