分散控制系统的原理及运行案例·热控部分

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出版者:
作者:中国华电集团公司电气及热控技术研究中心 编
出品人:
页数:271
译者:
出版时间:2009-4
价格:38.00元
装帧:
isbn号码:9787508463216
丛书系列:
图书标签:
  • 分散控制系统
  • 热控
  • 原理
  • 运行案例
  • 工业控制
  • 自动化
  • 热力控制
  • 系统工程
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具体描述

《分散控制系统的原理及运行案例·热控部分》从设计原理出发,全面介绍了分散控制系统的体系结构、软件技术、硬件技术、网络技术、抗干扰技术、通用接口技术以及检修维护技术等内容。全书理论联系实际,体系完整,内容丰富,深入简出,反映了分散控制系统当前的新技术特征,具有很强的可读性和使用价值。

《工业自动化基础与实践:面向过程控制的工程应用》 内容提要 本书系统性地介绍了工业自动化领域的基础理论、核心技术以及在现代制造业中的实际应用。全书聚焦于构建高效、稳定、可扩展的工业控制系统,涵盖了从传感器、执行器到中央控制单元的完整技术链条。旨在为工程技术人员、自动化专业学生以及寻求系统化知识的行业从业者,提供一个全面、深入且注重实践操作的参考指南。 第一章:工业自动化概述与发展趋势 本章首先界定工业自动化的概念,阐述其在提升生产效率、保障产品质量和优化资源配置中的关键作用。通过回顾自动化技术的发展历程,特别是从继电器控制到可编程逻辑控制器(PLC)的演变,为读者建立起宏观的认知框架。重点分析了当前工业4.0、工业物联网(IIoT)和边缘计算对传统自动化架构带来的变革。讨论了数字化转型背景下,对自动化系统在数据处理能力、网络安全性和互操作性方面提出的新要求。本章强调,现代工业控制不再是孤立的设备控制,而是深度集成于企业信息系统(如MES、ERP)的整体解决方案。 第二章:过程测量与传感技术 本章深入探讨工业过程控制中至关重要的第一环节——信号采集。详细阐述了压力、温度、流量、液位等关键过程变量的测量原理、传感器类型及其选型依据。 温度测量: 涵盖热电偶、热电阻、红外测温仪的工作原理,并对比分析它们在不同工况(高温、腐蚀性、快速响应)下的适用性及误差来源。 压力与差压测量: 介绍弹性元件式、电容式、扩散硅式传感器的结构特点和校准方法。着重讲解如何选择合适的变送器量程和抑制高静压影响。 流量测量: 剖析容积式、差压式(孔板、文丘里管)、涡街式、电磁式和超声波流量计的工作机制,并对比其在气体、液体、浆料等不同介质中的测量精度和维护需求。 物位测量: 区分接触式(浮力、导波雷达)和非接触式(超声波、调波雷达、激光)测量技术,讨论其在复杂工况(如易结晶、强搅拌)下的抗干扰能力。 此外,本章还涵盖了信号的调理、远传、隔离技术,以及现场总线(如HART)在传感器数据传输中的应用。 第三章:执行机构与调节阀技术 本章关注如何依据控制指令对物理过程进行干预和调整。核心内容集中在执行机构的设计、特性与选型。 执行机构原理: 详细介绍气动、电动和液压执行器的结构和驱动原理。重点分析其速度、力矩特性、响应时间以及在不同电源条件下的可靠性。 调节阀: 调节阀是过程控制的“咽喉”。本章系统讲解直通、角式、三通调节阀的结构,以及球阀、蝶阀、隔膜阀等特殊阀门的适用场合。深入分析了阀门的流量特性(线性、等百分比、快开)与系统控制性能的关系。 阀门定位器与附件: 探讨智能阀门定位器(气动、电动)如何提高调节精度、实现远程诊断和阀门诊断(如Stiction、泄漏检测)。讲解了气源处理组件(过滤、减压、润滑)在保障阀门长期稳定运行中的作用。 第四章:可编程逻辑控制器(PLC)及其应用 本章是自动化控制系统的中枢讲解部分,全面介绍PLC的硬件架构、编程语言和应用实践。 PLC硬件结构: 剖析CPU模块、I/O模块(数字量/模拟量)、通信模块和电源模块的功能与配置原则。强调冗余CPU架构在关键任务中的必要性。 编程语言与指令集: 严格遵循IEC 61131-3标准,详细介绍梯形图(LD)、指令表(IL)、结构化文本(ST)、功能块图(FBD)和顺序功能图(SFC)的编程逻辑和使用场景。通过具体算例,讲解定时器、计数器、数据处理和数学运算在实际控制算法中的实现。 通信网络: 阐述工业以太网(如EtherNet/IP, PROFINET)和传统串行通信(如Modbus RTU/TCP)的协议栈、连接拓扑及数据交换机制。讨论如何构建高效、可靠的PLC网络结构。 第五章:过程控制回路与算法 本章是实现精确控制的核心技术讲解,侧重于经典PID控制及其优化。 反馈控制基础: 建立面向对象的控制回路概念模型,解析被控对象(一次、惯性环节、振荡环节)的动态特性描述(传递函数、阶跃响应)。 PID控制器原理: 深入剖析比例(P)、积分(I)、微分(D)三项的作用机理及其对系统稳定性和响应速度的影响。详述了串级控制、前馈控制等高级控制策略的结构和应用优势。 参数整定方法: 系统介绍经验整定法(如Ziegler-Nichols方法),并重点讲解基于模型的闭环频率响应法,以达到最优的控制性能。探讨积分饱和、死区补偿等实际工程问题及解决方案。 第六章:分布式控制系统(DCS)与系统集成 本章将视野从单元控制扩展到全流程的集中管理。 DCS架构解析: 介绍DCS系统的分层结构(现场层、控制层、监视层、管理层),对比PLC系统在处理大规模、复杂、高可靠性过程控制方面的优势。 人机界面(HMI/SCADA): 讲解操作员站(OS)和工程师站(ES)的功能配置。重点论述图形化界面设计原则,如何有效显示报警信息、趋势记录和历史数据查询,以支持操作员的决策。 系统集成与数据管理: 讨论DCS系统如何通过OPC UA等标准接口与制造执行系统(MES)进行数据交换。阐述过程数据历史归档(Historian)的架构和查询优化技术。 第七章:工业网络安全与系统可靠性工程 随着控制系统与企业网络的融合,网络安全和系统冗余成为保障生产连续性的关键。 网络安全基础: 识别工业控制系统(ICS)面临的独特安全威胁(如间谍软件、拒绝服务攻击)。讲解ISA/IEC 62443标准框架,并介绍网络分段(Purdue模型)、防火墙、访问控制列表在OT环境中的部署策略。 冗余与容错设计: 针对高可用性要求,详细分析电源、通信网络、I/O模块以及控制器的冗余配置方案(1+1、1:N)。探讨热备份和冷切换机制,确保系统在单一组件故障时能够无缝切换,避免生产中断。 系统维护与诊断: 介绍基于状态的监控(Condition-Based Monitoring)技术,利用诊断信息预测设备故障,实现预防性维护,从而最大化系统的平均无故障时间(MTBF)。 附录 附录部分提供标准工业数据手册、常用仪表参数表、基础的回路检查清单以及PLC故障代码参考,作为工程实践的快速参考工具。

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作为一名在DCS系统开发领域工作的工程师,我一直追求的是更高效、更智能、更安全的系统解决方案。《分散控制系统的原理及运行案例·热控部分》这本书,为我提供了许多关于DCS系统在热控领域创新应用的启发。书中关于“DCS系统智能化与数字化转型”的章节,对我尤其具有吸引力。它不仅探讨了如何利用大数据、人工智能等技术来提升DCS系统的分析和决策能力,还结合热控领域的实际,提出了许多前瞻性的设想。例如,书中对基于机器学习的预测性维护技术在热控设备上的应用进行了初步的探讨,这为我未来开发更智能的DCS系统提供了新的方向。我非常欣赏书中对“DCS系统与物联网(IoT)的融合”这一主题的论述。随着物联网技术的发展,如何将DCS系统与大量的现场传感器和智能设备进行无缝集成,实现数据的全面采集和智能分析,是一个重要的研究课题。书中对此进行了深入的分析,并给出了一些可行的技术方案。这本书不仅展现了DCS系统在当前技术发展中的重要地位,更指明了其未来发展的方向,对于我这样的系统开发者来说,是极具价值的参考。

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作为一名在海外工作的工程师,我一直关注着国内自动化控制技术的发展。《分散控制系统的原理及运行案例·热控部分》的出版,让我看到了国内DCS技术在热控领域的长足进步。这本书的英文翻译版如果能尽快推出,必将为国际读者提供一个深入了解中国在DCS应用方面成就的绝佳窗口。我非常欣赏书中对DCS系统在不同规模、不同类型热控装置中的应用差异进行了详细的阐述。例如,书中对大型发电厂DCS系统与小型工业锅炉DCS系统的配置、功能侧重点以及冗余要求的不同进行了对比分析,这对于理解DCS系统的灵活性和可扩展性非常有帮助。我特别关注书中关于“DCS系统集成与互操作性”的章节,在跨国项目和设备集成的过程中,如何确保不同供应商的DCS系统、PLC系统以及现场仪表能够协同工作,是一个普遍存在的挑战。书中对OPC、Modbus等通信协议的应用,以及在系统集成中可能遇到的问题和解决方案,都进行了详实的介绍,为我处理类似的国际项目提供了宝贵的参考。这本书不仅展现了DCS技术的深度,更体现了作者对热控应用场景的深刻理解,其在国内外技术交流方面所起到的作用不容小觑。

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我是一名在高校任教的自动化专业教师,一直致力于为学生们提供最前沿、最实用的专业知识。《分散控制系统的原理及运行案例·热控部分》这本书,是我教学工作中的又一得力助手。它以其清晰的结构、严谨的逻辑、丰富的案例,为我提供了一个非常好的教学素材库。书中对DCS系统核心概念的讲解,无论是分布式架构、网络通信、还是控制策略的实现,都非常到位,能够帮助学生们构建起对DCS系统的整体认知。我特别喜欢书中关于“DCS系统网络安全”的章节,在当今信息安全日益重要的时代,对学生进行网络安全意识的培养至关重要,而这本书在这方面提供了非常详细的指导和建议,包括如何防范恶意攻击、如何进行数据加密、如何建立安全访问策略等。此外,书中对各种热控典型应用案例的深入剖析,如发电厂锅炉控制、热电厂汽轮机控制、工业锅炉控制等,都为我的课堂教学提供了生动的实例。通过这些案例,学生们能够将抽象的DCS原理与实际的工业生产紧密联系起来,加深理解,激发学习兴趣。这本书的出版,无疑为我们高校自动化专业教学提供了又一高质量的参考教材,它将帮助我更好地培养未来的自动化工程师。

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在与同事们交流学习DCS系统的过程中,我发现大家对于如何更有效地利用DCS系统的各种功能,尤其是在复杂的控制场景下,存在一些困惑。《分散控制系统的原理及运行案例·热控部分》这本书,可以说是“及时雨”,它通过大量的实际案例,将DCS系统在热控领域的各种高级功能进行了生动而详实的讲解。我尤其欣赏书中关于“DCS系统在异常工况下的应对策略”的章节。在实际的工业生产中,设备故障、物料波动等异常工况时有发生,如何通过DCS系统来安全、有效地处理这些异常情况,至关重要。书中结合热控领域的各种典型异常工况,如超温、超压、流量异常等,详细介绍了DCS系统中的安全联锁、报警处理、紧急停车等功能是如何被激活和应用的,并给出了相应的操作步骤和注意事项。这对于提升我们现场操作人员处理突发事件的能力,保障生产安全具有非常重要的指导意义。这本书的内容,贴近实际工作需求,解决实际问题,对于一线操作和维护人员来说,都是一本不可多得的宝藏。

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这本《分散控制系统的原理及运行案例·热控部分》的出版,无疑为我这个在自动化控制领域摸爬滚打多年的工程师带来了一股清流。长期以来,分散控制系统(DCS)的概念虽然深入人心,但真正能将理论原理与实际运行案例,尤其是针对热控这一具体应用领域进行深度剖析的著作却相对稀缺。我迫不及待地翻阅了它,并被其中严谨的逻辑、清晰的阐述所深深吸引。书中对DCS核心架构,如控制器、I/O模块、通信网络、监控站等各个组成部分的原理进行了详尽的介绍,不仅仅是停留在概念层面,而是深入到各个组件的硬件构成、软件设计、通信协议以及它们之间如何协同工作,构成一个稳定可靠的控制体系。特别是关于冗余设计和故障诊断的章节,作者通过生动的比喻和详细的图示,将复杂的概念化繁为简,让我这个非DCS硬件专家也能轻松理解其精髓。更让我惊喜的是,书中并非仅仅罗列理论,而是紧密结合了热控领域的具体需求,比如锅炉、汽轮机、换热站等关键设备的控制逻辑、参数设定、安全联锁等方面,都给出了深入浅出的讲解。当我看到书中对不同类型热控对象在DCS系统中如何进行建模、控制策略的选取以及实际运行中的调优时,仿佛看到了自己工作中遇到的各种问题都得到了解答。这本书记载的不仅是知识,更是作者在实践中积累的宝贵经验,对于想要提升DCS系统应用能力的工程师来说,无疑是一本不可多得的宝典。

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作为一名刚刚接触DCS系统不久的新手,我一直渴望找到一本能够系统性地引导我入门的教材。终于,《分散控制系统的原理及运行案例·热控部分》的出现,满足了我的这一愿望。从书本的第一页开始,我就被作者清晰的写作风格和循序渐进的讲解方式所折服。它首先从DCS的基本概念入手,详细解释了与传统集中式控制系统相比,DCS在分布式、集成化、网络化方面的优势。随后,书中逐一剖析了DCS系统的各个功能模块,包括数据采集、控制回路、报警管理、历史趋势、操作员界面等,并且特别针对热控领域的特殊性,对这些功能模块进行了细致的阐述。例如,在数据采集部分,作者不仅介绍了各种传感器的类型和信号的类型,还详细讲解了如何通过I/O模块将这些模拟和数字信号接入DCS系统,并对信号的滤波、校准等关键步骤进行了说明。在控制回路部分,书中对PID控制、前馈控制、 ratio控制等常见控制算法在热控应用中的具体实现方式进行了深入的讲解,并提供了大量的案例分析,让我能够直观地理解不同控制策略的优缺点以及适用的场景。我特别喜欢书中关于“操作员界面设计”的章节,它不仅仅讲解了界面的布局和信息的呈现方式,更强调了以人为本的设计理念,如何通过直观、易于理解的界面来提升操作员的效率和安全性。对于我这样需要快速掌握DCS系统操作和基本原理的读者来说,这本书绝对是一份贴心的入门指南。

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作为一名在流程工业领域从事了十余年工艺优化的工程师,我一直在寻找一本能够帮助我更深入理解DCS系统如何与工艺过程相结合,从而实现精细化控制和优化的书籍。《分散控制系统的原理及运行案例·热控部分》的出现,简直就是为我量身定制的。它将DCS系统的理论原理与热控这一具体应用场景紧密结合,通过大量翔实的案例,揭示了DCS系统在提升工艺性能、降低能耗、保障安全生产等方面的巨大潜力。书中对各种热控关键参数,如温度、压力、流量、液位等,在DCS系统中是如何被采集、处理、显示和控制的,进行了详细的讲解。我尤其欣赏书中关于“先进控制策略在热控中的应用”的章节,它不仅介绍了模型预测控制(MPC)、自适应控制等先进控制方法的基本原理,更结合热控过程的特点,提供了具体的应用案例和参数调整建议。例如,书中对锅炉负荷预测与协调控制的讲解,就让我对如何利用DCS系统实现更经济、更稳定的锅炉运行有了全新的认识。此外,书中对DCS系统与MES、ERP等上位系统的集成,以及如何利用DCS系统的数据进行工艺分析和优化,也提供了非常有价值的指导。对于我这样的工艺优化工程师而言,这本书记载的不仅是DCS系统的运行知识,更是如何利用DCS系统赋能工艺优化的实用方法论。

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多年来,我一直在电力行业的自动化维护一线工作,对DCS系统的稳定性和可靠性有着极为严苛的要求。《分散控制系统的原理及运行案例·热控部分》这本书,正好契合了我对DCS系统深入理解的渴望。它不仅仅停留在DCS系统的“是什么”,更深入地探讨了“为什么”以及“如何做”。书中对DCS的架构设计,尤其是其在热控领域实现高可用性和容错能力的策略,进行了非常细致的论述。我尤其欣赏书中关于“系统诊断与故障排除”的章节,它通过列举实际运行中可能出现的各种典型故障,并逐一分析其产生的原因、诊断方法和相应的解决方案,为我提供了一套系统化的故障处理思路。例如,书中对通信故障、I/O模块故障、控制器死机等常见问题的分析,让我能够更加精准地定位问题根源,从而缩短停机时间,提高设备利用率。此外,书中关于DCS系统升级改造和性能优化的章节,也为我们这些实际维护人员提供了宝贵的参考。如何在新旧系统之间进行平滑过渡,如何在不影响正常生产的情况下进行系统升级,以及如何通过调整参数和优化控制策略来提升系统的运行效率和节能效果,这些都是我们在日常工作中经常面临的挑战,而这本书恰恰给出了许多切实可行的建议。这本书记载的不仅是DCS的理论知识,更是作者在实践中总结出的宝贵经验,让我受益匪浅。

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我是一名对工业自动化历史和发展趋势充满兴趣的爱好者,并且我注意到,《分散控制系统的原理及运行案例·热控部分》这本书,在技术深度和案例广度上都做得非常出色。它不仅仅是一本技术手册,更像是一部关于DCS系统在热控领域发展历程的记录。书中对DCS系统从早期概念的形成,到不同技术流派的演变,再到如今集成化、智能化的发展趋势,都进行了细致的梳理。我特别喜欢书中对不同国家、不同地区在DCS系统应用上的特点和差异的介绍。例如,书中对欧美和亚洲在DCS系统设计理念、技术标准和应用侧重点上的区别进行了对比分析,这让我能够更宏观地理解DCS技术在全球范围内的发展格局。此外,书中对一些经典热控项目DCS系统的应用案例的详细介绍,也让我对DCS系统在实际工程中的价值有了更深刻的认识。这些案例不仅仅是技术的展示,更是工程师们智慧和汗水的结晶。这本书以其丰富的历史视角和扎实的实践案例,为我打开了DCS系统领域的一扇新大门,让我对这项技术有了更全面、更深入的理解。

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在日常的DCS系统维护工作中,我常常会遇到一些系统性能不佳、效率不高的问题,而《分散控制系统的原理及运行案例·热控部分》这本书,为我提供了解决这些难题的思路和方法。书中对DCS系统性能优化的章节,简直是我的“救星”。它不仅仅讲解了理论上的优化方法,更重要的是,提供了许多基于实际运行数据的分析和调优技巧。例如,书中对PID控制器参数整定方法进行了详尽的论述,包括Ziegler-Nichols方法、临界比例度法以及基于模型的优化方法,并且结合热控过程的特点,给出了如何选择最合适的整定方法的指导。我还特别关注了书中关于“DCS系统报警管理与优化”的章节。很多时候,过多的报警不仅会干扰操作员,甚至可能导致重要的报警被忽略。这本书提供了如何对报警进行分级、如何设置报警延迟、如何进行报警抑制以及如何通过分析报警数据来改进工艺过程的有效方法。我曾经就通过书中提到的方法,对一个化工企业的DCS系统进行了报警优化,显著减少了无效报警,提高了操作员的响应效率。这本书的实用性,在于它能够直接指导我们在实际工作中解决问题,提升系统的运行质量。

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