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出版者:

作者:Verhappen, Ian/ Pereira, Augusto

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:610.00 元

装帧:

isbn号码:9781934394762

丛书系列:

图书标签:

• 工业自动化
• 现场总线
• Foundation Fieldbus
• 过程控制
• 仪表
• 通信协议
• 数字化转型
• 工业网络
• 传感器
• 控制系统

智能工厂的基石：互联、协同与高效 在这瞬息万变的工业时代，效率、可靠性与灵活性已成为企业生存与发展的关键。从严谨的流程控制到精密的设备诊断，每一个环节都依赖于强大的数据采集与通信能力。本书将带领您深入探索构建未来智能工厂的底层技术——一种革命性的现场总线通信技术，它不仅重塑了自动化系统的架构，更以前所未有的方式赋能着工业生产的智能化转型。 本书聚焦于一种先进的数字通信协议，该协议的设计初衷是为了应对传统自动化系统在集成、配置与维护方面所面临的诸多挑战。它并非仅仅是一种通信手段，而是一种集成了设备信息、诊断能力与互操作性的综合性解决方案。通过采用这种技术，工业现场的设备不再是孤立的个体，而是能够以一种标准化、智能化、信息丰富的方式相互连接、协同工作。 核心理念：开放、集成与智能化 本书深入剖析了这种现场总线技术的核心理念，重点在于其开放性、集成性与智能化。 开放性： 告别了过去 proprietary（专有）的通信方式，这种技术秉持开放标准，允许来自不同供应商的设备无缝集成。这意味着用户不再受制于单一的设备供应商，能够根据实际需求自由选择最佳的设备，极大地提高了系统的灵活性和投资回报率。本书将详细阐述其开放标准的构成，以及如何利用这些标准实现跨供应商的设备互联互通。 集成性： 这种技术从根本上改变了传统系统“点对点”或“主从”的连接模式。它提供了一种先进的、高效的网络拓扑结构，允许所有设备直接接入网络，共享信息。这种集成性极大地简化了布线，减少了安装和维护的复杂性，并且能够实时采集和传输海量数据，为更高级别的应用提供坚实的基础。本书将详细介绍其网络架构、通信机制以及数据模型，帮助读者理解其高效集成的原理。 智能化： 这或许是该技术最令人瞩目的革新之处。它不仅仅是传输“0”和“1”，更是传输“信息”。每个连接到网络的设备都拥有自己的数字模型，包含了设备的身份、功能、配置信息、实时状态以及诊断数据。这种“信息模型”使得设备能够自我描述、自我配置，并且能够主动上报其健康状况和潜在问题。本书将深入探讨这种信息模型的工作原理，设备描述文件（DD）的作用，以及如何利用这些智能信息实现预测性维护、远程诊断和故障排除，从而最大程度地减少停机时间，提高生产效率。 从实践到应用：深入解析的关键领域 本书将从理论到实践，全面覆盖该技术在工业自动化领域的应用。 通信协议与网络架构： 深入解析其底层的通信协议，包括数据链路层、网络层、应用层等，以及物理层选项。详细介绍各种常见的网络拓扑结构，如设备级网络、控制级网络等，并分析其优缺点以及适用场景。理解这些基础知识是掌握该技术并进行有效部署的前提。 设备模型与互操作性： 详细讲解设备模型（Device Model）的概念，包括对象模型、属性、服务以及命令等。阐述设备描述文件（DD）在实现设备互操作性中的关键作用，以及如何利用DD文件进行设备的配置、诊断和管理。 配置与诊断工具： 介绍市场上主流的配置与诊断工具，以及如何使用这些工具对网络进行组态、参数设置、设备管理和故障排除。本书将通过实例展示如何利用这些工具简化复杂的工程任务。 安全性考量： 在工业4.0时代，网络安全至关重要。本书将探讨该技术在网络安全方面所提供的机制，包括访问控制、数据加密等，并为读者提供构建安全可靠工业网络的建议。 应用场景与案例研究： 通过丰富的实际应用案例，展示该技术在不同行业（如石油化工、制药、电力、食品饮料等）中的成功部署与应用。从简单的过程控制回路到复杂的分布式控制系统，我们将剖析其如何解决实际工程问题，提升生产效率和可靠性。 未来发展趋势： 展望该技术未来的发展方向，包括与工业物联网（IIoT）、人工智能（AI）等新兴技术的融合，以及在数字孪生、边缘计算等领域的潜在应用。 谁应该阅读本书？ 本书适合以下人群： 自动化工程师与系统集成商： 寻求理解和掌握新一代现场总线技术，以设计、实施和维护更先进、更智能的自动化系统。 过程控制工程师： 希望深入了解如何利用先进的通信技术提高过程控制的精度、稳定性和响应速度。 工厂经理与运营人员： 关注如何通过技术升级提升工厂的整体运营效率、降低维护成本并实现预测性维护。 设备制造商与开发者： 致力于开发符合行业标准、具有良好互操作性的智能工业设备。 对工业自动化技术感兴趣的学生与研究人员： 希望全面了解当前和未来工业通信技术的发展趋势。 本书将以清晰的语言、详实的图示和深入的分析，帮助您深刻理解这一革命性的技术，并为您在智能工厂建设的征程中提供宝贵的指导。

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这本书的封面设计简直是一场视觉的盛宴，那种深邃的蓝色调配上银色的金属质感字体，立刻就给人一种专业、前沿的科技感。我原本以为这会是一本枯燥的技术手册，但翻开第一页，我就被作者那种娓娓道来的叙事方式给吸引住了。它不像教科书那样生硬地堆砌概念，而是像一位经验丰富的老工程师在跟你分享他的心路历程。特别是关于现场总线架构的演变那一段，作者没有直接抛出复杂的协议栈，而是通过一个引人入胜的工业场景重构，让我们真切地感受到为什么需要这种新的通信范式。他对于不同总线技术之间历史性权衡的分析，精辟得让人拍案叫绝，仿佛能看到那些决策者在面对性能、成本和实时性之间的博弈。书中对网络拓扑结构的设计哲学有独到的见解，强调了冗余性和自愈能力的构建，而非仅仅是满足基本的数据传输需求。读完这部分内容，我对于工业自动化领域中“可靠性”的理解深度得到了质的飞跃，不再停留在表面，而是触及到了底层逻辑的构建层面。整个阅读过程是一种享受，知识的吸收变得自然而流畅，丝毫没有阅读晦涩难懂技术文档的疲惫感。

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这本书最让我惊喜的是，它成功地将理论的宏大叙事与实际工程中的“坑”巧妙地结合在了一起。作者似乎非常了解一线工程师在项目实施中会遇到的各种棘手问题——从电磁兼容性（EMC）导致的间歇性丢包，到不同厂商设备在互操作性方面产生的细微差异。书中专门辟出了一章，详细讨论了在恶劣工业环境下，如何选择合适的屏蔽层、接地方式以及线缆敷设的最佳实践。这部分内容简直就是一本“避坑指南”。比如，关于总线终端电阻的选择，它不仅仅给出了欧姆值，还结合了总线长度和驱动能力进行了敏感度分析，指导读者如何在现场进行精确的阻抗匹配调优。更绝妙的是，作者还穿插了一些项目案例分析，这些案例不是完美的教科书式成功，而是描述了某个项目中因为忽视了某个细节而导致的停机事故，以及最终是如何运用书中的原理解决问题的。这种真实感和实用性，是那些纯理论书籍无论如何也无法比拟的，它让我感觉作者不只是一个学者，更是一个在泥泞中摸爬滚打出来的实战家。

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从排版和可读性的角度来看，这本书的处理方式非常人性化。在信息密度如此之高的情况下，编辑团队显然下了大功夫来优化阅读体验。章节之间的逻辑过渡极其顺滑，几乎不存在“卡壳”的感觉。作者善于运用类比来解释那些抽象的通信概念。比如，他将数据包的优先级划分比喻成交通管制中的应急车道管理，将冲突检测机制类比成会议中的发言权争夺。这种生活化的比喻，极大地降低了初学者进入这个领域的心理门槛。此外，书中所使用的插图质量非常高，不仅仅是简单的示意图，很多关键的数据流和时序图都经过了精心绘制，线条清晰，色彩分明，能够瞬间抓住核心信息。尤其值得称赞的是，书末附带的术语表和缩略语索引做得极其详尽，面对那些铺天盖地的专业缩写，查阅起来毫不费力，这在需要频繁查阅特定技术细节时显得尤为重要。总而言之，它在保证学术严谨性的同时，做到了极佳的知识传递效率。

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我必须承认，这本书的深度远超出了我的预期，它不是那种浮于表面的“快速入门”指南。我特别欣赏作者在深入探讨特定模块通信机制时所展现出的那种近乎偏执的严谨性。例如，在讲解数据链路层的数据帧结构时，作者并没有满足于提供一个标准化的图示，而是逐位逐字节地剖析了每一个字段的含义、校验位的计算逻辑以及在不同设备间如何进行仲裁。这种对细节的打磨，使得即便是对于那些已经工作多年的工程师来说，也能从中发现新的理解盲点。我拿身边另一本老旧的参考书与之对比，深感后者在实时性保证和时间同步机制上的论述显得多么的草率和概括化。这本书则像一把精密的解剖刀，将复杂的实时操作系统（RTOS）调度如何与现场总线的数据周期完美契合的原理剖析得淋漓尽致。特别是关于“确定性通信”的章节，作者用大量的图表和数学模型来支撑其论点，论证过程严密且无懈可击，让你不得不信服这种复杂设计背后的必然性。这绝对是一本需要反复研读，并在实际工作中对照查阅的工具书，而不是一次性读完就束之高阁的消遣读物。

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这本书的视角非常具有前瞻性，它并未将目光仅仅局限于当前市场的主流应用，而是对未来工业网络的发展趋势进行了深入的探讨和预测。作者花了不少笔墨来讨论基于以太网的控制系统（如TSN）与传统现场总线技术的融合与竞争关系。他没有简单地站队，而是客观地分析了每种技术在特定场景下的性能边界和应用潜力。特别是对于网络安全在工业控制系统中的重要性，这本书提出的应对策略非常具有启发性，涵盖了从物理层隔离到应用层加密的完整安全体系框架，这在很多同类书籍中是比较少见且不够深入的。通过阅读这些关于未来趋势的章节，我感觉自己仿佛站在了一个制高点上，能够更清晰地审视当前技术的局限性，并为下一代系统的规划做好知识储备。这本书不仅仅教会了我“现在如何做”，更重要的是，它启发了我思考“未来应该怎么做”，这对于任何希望在工业技术领域保持领先地位的人来说，都是无价的财富。

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