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出版者:

作者:Kandray, Daniel

出品人:

页数:500

译者:

出版时间:2010-5

价格:$ 84.69

装帧:

isbn号码:9780831133467

丛书系列:

图书标签:

• 软件工程
• 计算机科学
• Programming
• Programmable
• Automation
• Programmable Logic Controllers
• Industrial Automation
• PLC Programming
• Automation Systems
• Robotics
• Manufacturing
• Process Control
• SCADA
• Instrumentation
• Mechatronics

《工业控制系统设计与实践》 内容简介： 本书旨在全面、深入地探讨现代工业控制系统的设计、实现、调试与优化，聚焦于那些驱动着当代制造业和基础设施运转的核心技术。它并非一本关于特定可编程逻辑控制器（PLC）或高级计算机编程语言的教科书，而是一部系统论述如何构建健壮、高效、可扩展的自动化解决方案的实用指南。 全书结构紧凑，内容涵盖了从概念规划到实际部署的整个生命周期，力求在理论深度与工程实践之间找到完美的平衡点。我们坚信，成功的自动化项目建立在对底层物理过程的深刻理解之上，并辅以恰当的控制策略和可靠的软硬件集成。 第一部分：控制系统基础与架构解析 本部分奠定了理解复杂自动化系统的理论基础。首先，我们将详细剖析工业现场的物理层，包括各种传感器（如温度、压力、流量、位置检测）的工作原理、信号调理技术，以及如何确保数据采集的准确性和实时性。我们深入讨论了各类执行器（如伺服电机、变频驱动器、液压与气动元件）的选择标准及其控制接口。 随后，章节转向控制系统的结构化设计。不同于将所有逻辑固化在单一设备中的传统做法，本书重点阐述了分层控制架构的必要性——从现场级（Level 0/1）到监控与数据采集（SCADA）层面（Level 2/3）。我们将分析分布式控制系统（DCS）、PLC 系统以及基于PC的控制系统的各自优劣，并指导读者如何在特定应用场景下做出最优的技术选型决策。特别地，我们会用大量篇幅解析工业通信网络的基础协议，如Modbus、Profibus/Profinet，以及面向未来工业物联网（IIoT）的EtherCAT和OPC UA标准，强调数据一致性和网络可靠性的关键要素。 第二部分：控制算法与策略实现 本部分是本书的核心，专注于将过程需求转化为可执行的控制逻辑。我们不会止步于基础的开关量控制，而是系统性地讲解经典模拟控制理论在工业环境下的应用。 比例-积分-微分（PID）控制器无疑占据重要地位，本书将超越教科书上的理想模型，详述在存在死区、饱和、非线性负载以及过程延迟（时间滞后）时的PID参数整定技巧，包括Ziegler-Nichols法、基于模型的闭环整定等多种实用方法。此外，针对更复杂的系统，我们引入了先进控制策略，如串级控制、前馈控制、解耦控制在多变量系统中的应用案例。 对于需要高精度动态响应的运动控制，本书专门辟出章节讨论伺服系统的调谐。我们将探讨如何通过分析系统的惯量、刚性和摩擦力，设计出兼顾速度与稳定性的速度环和位置环参数。针对间歇性或批处理过程，我们将探讨序列控制的设计原则，包括状态图法和SFC（Sequential Function Chart）的结构化编程实践。 第三部分：人机界面（HMI）与数据可视化 一个强大的控制系统必须配有直观且功能强大的操作界面。本部分聚焦于HMI的设计原则与开发实践。我们阐述了如何设计符合人因工程学的界面布局，确保操作员能够快速、准确地理解设备状态并进行有效干预。 内容涵盖了趋势分析、报警管理、配方管理以及历史数据记录的实现。重点强调了“报警泛滥”问题的规避策略，以及如何通过信息分层展示，将关键告警提升至首要位置。对于数据持久化，本书将介绍关系型数据库在存储过程数据中的应用，以及数据清洗和预处理技术，为后续的性能分析打下基础。 第四部分：系统集成、安全与可靠性 现代工业控制系统面临着日益严峻的网络安全挑战和对高可用性的要求。本部分将侧重于工程部署和系统保障。 在系统集成方面，我们指导读者如何进行系统集成测试（SIT）和现场调试（FAT/SAT）。这包括但不限于I/O点的核对、通信链路的压力测试以及对控制回路的闭环测试流程。 针对系统安全，我们将解析工业控制系统（ICS）的安全漏洞特点，并提供基于“纵深防御”原则的实施方案。讨论内容包括物理隔离、网络分段（DMZ）、访问控制策略、固件更新管理以及针对特定协议的安全加固措施。 在可靠性方面，本书探讨了冗余设计在关键应用中的重要性，包括热备CPU、冗余通信路径以及故障转移策略的实现。最后，我们将介绍如何构建一个全面的维护和故障诊断体系，利用诊断工具和日志分析，实现从被动响应到主动预测性维护的转变。 目标读者： 本书适合于自动化工程、电气工程、机械工程、化工过程控制等专业的本科生和研究生，以及在制造业、能源、水处理、交通等领域从事自动化项目的设计师、工程师和技术人员。它提供了一套完整的知识框架，帮助读者从零开始构建和管理复杂的、面向工业4.0环境的自动化解决方案。通过本书的学习，读者将能够超越对单一硬件功能的理解，掌握系统级的控制思维。

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《Programmable Automation》这本书，在我看来，是一扇通往未来工业新世界的大门。我是一名专注于工业信息化的技术顾问，我的任务是帮助企业提升其在数字化转型中的能力。Programmable Automation 是工业数字化转型中至关重要的一环，它承载着将物理世界与数字世界连接起来的使命。我希望这本书能够为我提供一套系统性的框架，帮助我理解 Programmable Automation 如何赋能企业的数字化转型。我尤其关注书中关于“互联互通”和“数据驱动”的章节，我认为这是构建智能工厂的核心要素。我希望它能够解释，如何通过 Programmable Automation 实现设备之间、系统之间的数据共享和协同工作，如何利用这些数据来优化生产流程、提升运营效率。我希望书中能够深入探讨“数字孪生”的概念，以及 Programmable Automation 如何在构建和维护数字孪生模型中发挥作用。我期待看到一些关于如何利用人工智能和机器学习技术来提升 Programmable Automation 的智能化水平的案例，例如预测性维护、自适应生产调度等。我更希望这本书能够为我提供一些关于如何评估和规划企业数字化转型策略的洞察，以及如何将 Programmable Automation 融入到更宏观的战略中。我希望这本书能够帮助我更好地引导我的客户，让他们能够充分理解 Programmable Automation 的价值，并能够有效地将其应用于自身的数字化转型过程中，最终实现业务的飞跃。

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初次拿到《Programmable Automation》这本书，我便被它所散发的严谨气息所吸引。我是一名大学里的自动化专业研究生，正在攻读学位，对于 Programmable Automation 的理论基础和前沿研究都充满了渴望。我的导师曾多次强调，理解Programmable Automation的本质，是掌握未来工业发展方向的关键。因此，我对于这本书寄予厚望，希望它能成为我学术研究的得力助手。我希望书中能够深入阐述Programmable Automation的核心理论，例如自动控制理论、系统辨识、最优控制等，并能将其与现代计算机科学、人工智能等学科相结合。我特别期待书中能够详细介绍一些经典的 Programmable Automation 系统模型，如PID控制器、模糊逻辑控制器、神经网络控制器等，并能提供详细的数学推导和算法实现。我希望书中能够涉及一些高级主题，如分布式控制系统（DCS）、监控与数据采集系统（SCADA）、制造执行系统（MES）等，以及它们在Programmable Automation中的作用。同时，我也希望这本书能够介绍一些最新的研究成果和发展趋势，例如基于机器学习的自适应控制、强化学习在机器人规划中的应用、以及软件定义的工业网络等。我希望书中能够提供一些实际案例研究，帮助我理解这些理论知识是如何在实际工程中应用的，并能提供一些具体的算法伪代码或仿真示例。我更希望这本书能够引领我思考Programmable Automation未来的发展方向，以及我作为一名研究人员，可以从哪些方向进行深入的探索。我期待能够通过阅读这本书，为我的毕业论文打下坚实的基础，并能够为这个领域的研究贡献一份力量。

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《Programmable Automation》这本书，在我眼中，是一本关于“智慧”的书，它不仅仅是关于机器如何运作，更是关于如何赋予机器思考和决策的能力。我是一名人工智能研究者，我的研究方向是机器学习在工业领域的应用。我深知，Programmable Automation 是实现人工智能在工业界落地的重要载体。我希望这本书能够为我提供一个更深入的视角，让我理解 Programmable Automation 在人工智能驱动下的演进方向。我尤其关注书中关于“自主系统”和“人机协作”的章节，我认为这是未来 Programmable Automation 的重要发展趋势。我希望它能够解释，如何通过机器学习算法，让自动化系统能够自主地学习、适应和优化，甚至在未知环境中做出决策。我希望书中能够探讨，如何设计更加直观、更易于交互的 Programmable Automation 系统，从而实现人与机器之间更加紧密的协作，共同完成复杂的任务。我期待看到一些关于如何将深度学习、强化学习等技术应用于机器人控制、路径规划、故障诊断等方面的案例。我更希望这本书能够激发我思考，如何将人工智能与 Programmable Automation 更深层次地融合，从而创造出更具颠覆性的自动化解决方案。我希望这本书能够成为我连接理论研究与实际应用的“桥梁”，帮助我将我的研究成果转化为切实可触的工业应用，推动人工智能在 Programmable Automation 领域的深度发展。

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当我拿到《Programmable Automation》这本书时，我第一反应就是它可能过于理论化，毕竟“Programmable”这个词本身就暗示着一种抽象的、需要逻辑思维的学科。我是一名经验丰富的现场工程师，我们解决问题更多的是依靠直觉、经验以及大量的试错。对于我来说，那些复杂的数学模型、算法推导，往往不如直接上手调试来得实在。然而，在翻阅了书中的目录后，我发现它的视角比我最初预期的要广泛得多。它似乎不仅仅局限于PLC编程，而是将“Programmable Automation”的概念延伸到了更广阔的领域，比如机器人技术、工业物联网（IIoT）、甚至是一些更具前瞻性的概念，如边缘计算和数字孪生。我特别好奇它如何处理这些跨领域的技术融合，以及如何在实际应用中将它们整合起来。我曾经遇到过一个项目，需要将一个老旧的自动化生产线与一个新兴的传感器网络连接起来，实现数据的实时采集和分析。当时我们团队对此束手无策，只能勉强实现有限的功能。我希望这本书能提供一些关于这种系统集成和互操作性的解决方案，能够教我如何构建一个更具弹性、更易于扩展的自动化系统。我希望它能够深入讲解如何设计可重用、模块化的自动化软件，以及如何确保不同供应商的设备能够顺畅地协同工作。我对于“可编程性”的理解，不仅仅是编写代码，更是一种系统设计的能力，一种让系统能够自我适应、自我优化的能力。我希望这本书能够帮助我突破现有的技术局限，能够让我从一个“执行者”转变为一个“创造者”，能够设计出更智能、更高效的自动化解决方案。我更希望看到一些关于网络安全在 Programmable Automation 中的重要性，以及如何防范潜在的攻击和风险。我需要了解的不仅仅是如何让机器动起来，更是如何让它们在复杂、动态的环境中安全、可靠地运行。

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《Programmable Automation》这本书，在我手中，更像是一份沉甸甸的知识宝藏，它承载了我对于“智慧制造”的期盼，以及对工业未来发展趋势的探索。我是一名产品经理，我的工作是理解市场需求，并将其转化为可行的产品策略。在当前这个快速变化的时代，自动化已经不再是简单的重复性劳动替代，而是成为提升企业核心竞争力的关键。我希望这本书能够为我提供一个清晰的框架，帮助我理解 Programmable Automation 在不同应用场景下的价值，以及它如何能够驱动产品创新和商业模式的转型。我尤其关注书中关于“软件定义自动化”的部分，我认为这代表了未来的一个重要方向。我希望它能够解释，如何通过软件的灵活性来克服硬件的固有局限，如何实现快速的产品迭代和定制化生产。我需要了解，Programmable Automation 如何帮助企业实现更精细化的生产管理，如何优化供应链，如何提升客户体验。我希望书中能够包含一些关于市场分析和行业趋势的洞察，帮助我更好地把握 Programmable Automation 的发展机遇。我期待看到一些关于如何评估和选择合适的 Programmable Automation 解决方案的指南，以及如何衡量其投资回报（ROI）。我希望这本书能够让我能够自信地与技术团队沟通，能够提出具有前瞻性的产品需求，并能够准确地评估技术的可行性。我更希望它能够启发我思考，Programmable Automation 在更广泛的社会领域，比如智慧城市、医疗健康等方面的应用潜力。我希望这本书不仅仅停留于工业场景，更能展现出Programmable Automation 在构建更美好、更智能的未来社会中的作用。

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拿到《Programmable Automation》这本书，我第一时间就被它所涵盖的广度所震撼。我是一名系统集成商，我的客户遍布各个行业，从食品饮料到汽车制造，再到航空航天。我需要为他们提供一站式的自动化解决方案，这要求我必须对各种自动化技术有深入的了解。我希望这本书能够为我提供一个全面的技术视野，让我能够清晰地认识 Programmable Automation 在不同行业中的应用特点和挑战。我特别关注书中关于“通用性”和“适应性”的论述，因为在实际项目中，我们经常会遇到各种各样非标的、定制化的需求。我希望它能够教授我如何设计能够灵活适应不同设备、不同工艺流程的自动化系统，如何通过软件的配置和参数调整来满足多样化的需求。我希望书中能够包含一些关于不同行业自动化标准的介绍，以及如何确保我们的解决方案能够符合这些标准。我期待看到一些关于如何进行风险评估和项目管理的最佳实践，尤其是在处理大型、复杂的集成项目时。我希望它能够提供一些关于如何与客户进行有效沟通，如何准确理解客户需求，以及如何提供高质量的技术支持的建议。我更希望这本书能够启发我思考，如何将 Programmable Automation 的理念延伸到更广阔的领域，例如服务机器人、智能家居等，从而为我的业务拓展新的可能性。我希望这本书能够成为我业务拓展的“智囊团”，让我能够为客户提供更具创新性和竞争力的自动化解决方案。

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当我翻开《Programmable Automation》这本书时，我被它所展现的宏大图景所吸引。我是一名物流行业的运营总监，我们公司正面临着巨大的挑战：如何提高效率、降低成本，同时还要应对日益增长的客户需求。自动化是解决这些问题的关键，而 Programmable Automation 更是我们提升运营能力的核心。我希望这本书能够为我提供具体的、可操作的思路，帮助我将 Programmable Automation 的理念应用到我们的仓储、配送等各个环节。我尤其关注书中关于“智能仓储”和“自动化物流”的部分，我希望它能够讲解如何利用可编程的机器人、AGV（自动导引车）以及智能分拣系统来优化我们的库存管理和订单处理流程。我希望它能够提供一些关于如何设计和实施大规模自动化物流系统的案例，以及其中可能遇到的挑战和解决方案。我期待看到一些关于如何利用传感器技术、二维码技术以及大数据分析来提升物流效率的讨论。我更希望书中能够强调 Programmable Automation 在提升物流安全性和可靠性方面的作用，例如如何通过编程来避免碰撞、减少货物损失。我希望这本书能够成为我优化运营、降低成本、提升客户满意度的“工具箱”，帮助我将我们的物流网络打造成一个更加高效、更加智能的现代化运营体系。

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当我第一次看到《Programmable Automation》这本书时，我感到了一种莫名的亲切感，因为“Programmable”这个词，对我来说，不仅仅是技术的词汇，更代表着一种创造和掌控的可能性。我是一名自由职业者，主要从事一些自动化设备的定制开发和集成工作。我的客户来自各行各业，他们的需求多种多样，从简单的流水线控制，到复杂的机器人协作，再到智能化的仓储管理。我深知，要想满足这些不断变化的需求，必须掌握真正“可编程”的自动化技术，而不是仅仅停留在预设的框架内。我希望这本书能够为我提供一套系统的、全面的知识体系，帮助我应对各种复杂的项目。我尤其关注书中关于“通用自动化平台”和“模块化设计”的内容，我认为这是实现高效、灵活开发的关键。我希望它能够教授我如何设计可复用、可配置的自动化软件组件，如何构建灵活的系统架构，以便能够快速地适应不同的应用场景。我希望书中能够包含一些关于不同编程语言和开发环境的比较和选择指南，例如IEC 61131-3标准下的各种语言（Ladder Diagram, Structured Text, Function Block Diagram等），以及Python、C++等在高级自动化应用中的使用。我希望它能够提供一些关于如何进行有效的系统集成和调试技巧，尤其是在处理跨平台、跨协议的复杂系统时。我更希望书中能够介绍一些关于如何利用开源技术和工具来加速开发过程，降低开发成本，从而为我的客户提供更具竞争力的解决方案。我期待这本书能够成为我手中的“瑞士军刀”，让我能够游刃有余地应对各种挑战，创造出更多令人惊叹的自动化产品。

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第一次翻开《Programmable Automation》这本书，我其实是带着一种混合着好奇和些许忐忑的心情。我一直对自动化领域抱有浓厚的兴趣，但具体到“Programmable Automation”这个概念，我总觉得它比一般的自动化要更深邃一些，似乎蕴含着某种可以被塑造、被赋予指令的智能。我的工作性质让我不得不频繁地与各种生产线、设备打交道，但很多时候，我只能进行基础的操作和维护，对于它们“为什么”会这样做，以及如何更灵活地调整它们的行为，我总是不得而解。这让我感到一丝瓶颈。这本书的封面设计虽然简洁，却透露出一种工业的严谨感，那种深邃的蓝色和硬朗的字体，仿佛在预示着一场智识的探索之旅。我当时最期待的是，它能否为我揭示那些隐藏在机械臂、传感器和PLC（可编程逻辑控制器）背后的“大脑”，让我能真正理解并掌握如何“编程”这些机器，让它们能够按照我的设想去工作，甚至去学习和适应新的任务。我希望这本书能从最基础的原理讲起，比如数字逻辑、二进制系统，然后逐步过渡到更高级的概念，如状态机、实时操作系统，甚至是一些更前沿的人工智能在自动化中的应用。我尤其关注那些关于实际案例和项目实施的部分，因为理论知识的堆砌固然重要，但如果不能落地，就如同空中楼阁。我希望作者能分享一些在不同行业（如制造业、物流、能源等）中，Programmable Automation是如何被成功应用的，其中遇到了哪些挑战，又是如何克服的。我希望通过阅读这本书，能够建立起一套完整的 Programmable Automation 的知识体系，从硬件到软件，从理论到实践，都能有一个清晰的认知。我非常期待书中能够包含一些图表、流程图和代码示例，这样能够帮助我更好地理解抽象的概念，并且能够快速地将知识转化为实际操作能力。我更希望能了解到，如何进行有效的故障排除和系统优化，因为在实际工作中，这些往往是最耗时也最令人头疼的问题。这本书，在我眼中，不仅仅是一本技术手册，更像是一把解锁未来自动化潜能的钥匙。

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《Programmable Automation》这本书，在我看来，是一本连接过去、现在与未来的桥梁。我是一名退休的资深自动化工程师，曾经参与过国内第一批自动化生产线的建设和改造。我见证了自动化技术的飞速发展，从最初的机械化，到今天的智能化。虽然我已经退休，但我对自动化领域的热情丝毫未减。我希望通过阅读这本书，能够了解当前 Programmable Automation 的最新发展动态，看看这个领域是否又有了我尚未了解的革命性突破。我特别好奇书中是否会提及一些关于“工业4.0”和“智能工厂”的具体实现路径，以及 Programmable Automation 在其中扮演的角色。我希望它能够解释，如何将物联网、大数据、人工智能等新兴技术与传统的自动化控制相结合，构建出真正意义上的智能工厂。我希望书中能够提供一些关于系统安全和可靠性方面的深刻见解，因为在复杂的自动化系统中，任何一个微小的疏忽都可能导致严重的后果。我期待看到一些关于如何进行长期系统维护和升级的策略，以及如何确保自动化系统的可持续发展。我更希望书中能够分享一些行业专家的经验和智慧，听听他们对 Programmable Automation 未来发展趋势的预测和建议。我希望这本书能够让我继续保持与时俱进，也希望能为一些年轻的工程师们提供一些我的经验和思考。我希望这本书能够引发我更多的思考，或许还能激发出我参与一些技术交流和分享的冲动，将我的经验传承下去。

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