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頁數:128

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出版時間:2010-8

價格:13.60元

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isbn號碼:9787122085139

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圖書標籤:

• 潔身器
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• 清潔

現代工業流程控製係統：原理、設計與實踐 內容簡介 本書深入探討瞭現代工業領域中至關重要的自動化與控製技術，旨在為工程師、技術人員及相關專業學生提供一個全麵、係統且貼近實踐的知識體係。全書內容聚焦於工業流程的優化、精確控製以及係統可靠性的保障，結構上遵循從基礎理論到前沿應用的遞進邏輯。 第一部分：工業控製基礎理論與元件 本部分為構建整個控製係統大廈奠定堅實的理論基礎。 第一章：自動控製係統概述 本章首先界定瞭工業控製的範疇、重要性及其在現代製造業中的核心地位。詳細闡述瞭反饋控製、開環控製等基本控製策略的原理與適用場景。著重分析瞭工業流程的動態特性，包括時間延遲、慣性、積分環節等典型環節的數學模型構建，為後續的係統分析打下基礎。討論瞭控製係統對響應速度、穩態精度和動態性能的要求標準。 第二章：傳感器與檢測技術 工業控製的“眼睛”是傳感器。本章全麵剖析瞭各類工業傳感器的工作原理、選型原則及安裝注意事項。內容涵蓋： 1. 溫度測量： 熱電偶、熱敏電阻、紅外測溫儀的工作機理與綫性化處理。 2. 壓力與流量測量： 差壓變送器、渦街流量計、電磁流量計的結構特點及在復雜介質中的應用挑戰。 3. 位置與液位檢測： 限位開關、光電傳感器、超聲波和雷達液位計的精確度比較與抗乾擾措施。 重點探討瞭傳感器信號的調理技術，如濾波、放大、綫性化補償，以及如何將模擬信號可靠地轉換為數字信號（A/D轉換）。 第三章：執行器與調節元件 執行器是控製係統的“手臂”。本章詳細介紹瞭各類工業執行器的驅動、響應特性及維護。 1. 電動、氣動與液動機構： 對比分析瞭它們在響應速度、負載能力和環境適應性上的優劣。 2. 調節閥（控製閥）技術： 深入講解瞭調節閥的流量特性（綫性、等百分比、快開）、泄漏等級標準，以及氣動/電動調節機構的選型與安裝調試。 3. 變頻驅動技術： 闡述瞭交流電機變頻驅動（VFD）的基本原理，如矢量控製、直接轉矩控製（DTC），及其在節能降耗和精確速度控製中的應用。 第二部分：過程控製與算法實現 本部分聚焦於如何利用數學模型和算法對工業過程進行有效管理。 第四章：經典PID控製理論 PID控製器是工業控製領域應用最廣泛的算法。本章從拉普拉斯變換齣發，詳細推導瞭PID控製器的數學模型（連續型與離散型）。重點講解瞭比例、積分、微分項各自的作用機製及參數整定方法： 1. 理論整定法： 如波特圖法、根軌跡法。 2. 工程整定法： 詳細介紹西門子、歐姆龍等主流廠商推薦的經驗整定（如Ziegler-Nichols法）及在綫自整定技術的應用。 此外，深入討論瞭PID控製在飽和、積分飽和、死區補償等實際工程問題中的優化策略。 第五章：先進過程控製（APC）技術 針對復雜多變量、強耦閤的工業過程，本章介紹瞭超越傳統PID的控製策略： 1. 模型預測控製（MPC）： 詳述其核心思想——滾動優化、預測模型、約束處理，並給齣在化工、冶金等領域的應用案例分析。 2. 解耦控製： 針對具有顯著耦閤效應的係統，介紹串級控製、前饋控製的設計與實施，以及動態矩陣控製（DMC）的基本結構。 3. 自適應控製與模糊控製： 討論係統參數變化時，自適應控製如何自動調整控製器增益；介紹模糊邏輯在處理非綫性、定性信息方麵的優勢。 第三部分：工業自動化係統架構 本部分係統性地介紹瞭支撐現代工業控製的硬件與軟件平颱。 第六章：可編程邏輯控製器（PLC）及其編程 PLC是現代離散/順序控製的核心。本章詳細介紹主流PLC（如西門子S7係列、羅剋韋爾ControlLogix）的硬件架構（CPU、I/O模塊、通信模塊）。 在編程方麵，重點解析瞭IEC 61131-3標準下的五種編程語言： 1. 梯形圖（LD）： 側重邏輯開關量控製的實現。 2. 指令錶（IL）： 匯編語言級彆的實現。 3. 結構化文本（ST）： 用於復雜算法描述。 4. 功能塊圖（FBD）與順序功能圖（SFC）： 在復雜流程切換與狀態管理中的應用。 第七章：分布式控製係統（DCS）與現場總綫 對於大型、連續過程的控製，DCS是首選架構。本章講解DCS的層次結構（操作層、控製層、過程層），及其高可靠性、集散化管理的特點。 重點闡述瞭工業通信協議在控製係統中的關鍵作用： 1. 現場總綫技術： Profibus DP/PA、Foundation Fieldbus、CANopen 的技術特性、拓撲結構及數據交換機製。 2. 工業以太網： EtherNet/IP、Profinet IO 的實時性保證機製。 第八章：人機界麵（HMI）與數據監控 HMI是操作員與控製係統交互的窗口。本章講解瞭現代HMI的設計原則，包括信息可視化、報警管理、趨勢顯示等。深入探討瞭數據采集與監視控製係統（SCADA）的架構，如何實現對分散設備的遠程監視、數據存儲和報錶生成。 第四部分：係統集成、安全與維護 本部分關注係統的全生命周期管理與未來發展趨勢。 第九章：控製係統的集成與調試 成功的工業控製項目依賴於高效的集成。本章指導讀者完成從設計到投運的各個關鍵步驟： 1. 係統集成： 儀錶選型、I/O點分配、控製櫃設計規範。 2. 離綫仿真與在綫調試： 使用軟件工具（如MATLAB/Simulink接口）進行虛擬調試，以及現場“熱態”和“冷態”調試流程。 3. 性能驗證與驗收測試（FAT/SAT）： 如何製定嚴格的測試用例以確保係統滿足設計要求。 第十章：工業網絡安全與係統可靠性 隨著控製係統與企業信息網絡（IT）的融閤，網絡安全成為關鍵。本章介紹工業控製係統（ICS）的安全威脅模型（如Stuxnet、勒索軟件），並詳細闡述瞭ISA/IEC 62443係列標準在縱深防禦、區域劃分、訪問控製中的應用。同時，討論瞭冗餘設計（熱備、冷備）、故障診斷與預測性維護在提升係統運行可靠性中的作用。 結論與展望 本書最後對工業4.0、物聯網（IIoT）和邊緣計算對傳統控製模式的衝擊進行瞭展望，強調瞭數據分析能力在下一代智能製造係統中的核心地位。 本書內容詳實，圖錶豐富，理論深度與工程實用性並重，適閤作為高等院校自動化、電氣工程、機械工程及相關專業的高年級教材或參考書，是工業現場工程師進行係統升級、故障排查和能力提升的權威參考資料。

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這本書的封麵設計相當樸實，封麵的插圖選擇瞭那種帶著時代感的機械圖紙風格，綫條工整，配色偏嚮於藍灰色調，一下子就給人一種專業、嚴謹的感覺。我本來對這類技術書籍是持保留態度的，總覺得可能過於晦澀難懂，充斥著枯燥的公式和難以理解的專業術語。然而，當我翻開第一頁時，那種強烈的閱讀興趣就被點燃瞭。作者在開篇部分並沒有急於拋齣那些復雜的理論，而是用非常生動的語言，將“潔身器”這個在日常生活中看似簡單卻又充滿工程學智慧的設備，進行瞭宏觀的脈絡梳理。他從曆史演進的角度切入，講述瞭早期機械結構如何一步步演化到現代集成電路控製係統的過程，這種敘事方式極大地降低瞭技術門檻，讓人感覺這不是在讀一本說明書，而是在聽一位資深工程師娓娓道來他的畢生所學。特彆是關於材料學在不同代産品中的應用對比，那種細緻入微的觀察和對性能影響的深入分析，讓人對這個看似尋常的設備産生瞭全新的敬畏之心。整體而言，初印象是非常積極的，它成功地將枯燥的技術細節包裝在瞭一個引人入勝的敘事框架之內。

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最後的總結部分，這本書成功地構建瞭一個從原理到實踐、從理論到應用的完整知識閉環。盡管它是一本關於特定設備的專業書籍，但其中蘊含的係統工程思維、故障診斷邏輯以及精細化管理理念，對於從事任何精密機械或電子設備維護的專業人士都具有極強的普適性。我尤其贊賞作者在附錄中提供的“工具校準參考錶”和“常見故障代碼對照錶”，這些都是在實際工作中極其依賴的快速參考資料，作者將它們集成進書本，體現瞭對讀者使用場景的充分體諒。閱讀完最後一章，我感到自己對設備的理解不再停留在錶麵的操作層麵，而是深入到瞭驅動其運轉的核心邏輯。這本書不僅僅是一本工具書，更像是一位經驗豐富的導師，通過文字和圖錶，毫無保留地傳授瞭一套完整的、經過時間檢驗的解決問題的思維框架。它無疑會成為我工作颱邊一本經常被翻閱的常備參考書。

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深入閱讀中段部分時，我明顯感覺到瞭作者在處理復雜結構圖解上的匠心獨運。很多關於內部水路布局和傳感器校準的章節，如果用純文字描述，恐怕會讓人讀得一頭霧水，甚至産生錯覺。但這本書的排版和圖示質量達到瞭一個非常高的水準。每一個關鍵的閥門、密封件或者電磁綫圈的連接點，都被精心繪製瞭三維剖視圖，並且關鍵部件都做瞭編號，隨後在旁邊的文字中，這些編號會和具體的參數、故障排查流程一一對應起來。這種圖文並茂的組織方式，極大地提升瞭理解效率。例如，在講解“壓力反饋迴路異常”這一常見故障時，作者不僅給齣瞭理論上的電路分析，還配上瞭一張現場維修人員常用的工具清單和操作步驟圖，其詳盡程度幾乎可以替代實地培訓。我特彆欣賞作者對“模塊化思維”的強調，他始終在引導讀者將整個係統拆解成若乾個可獨立測試和維護的單元，這種結構化的分析方法論，對於任何想要從事相關維護工作的人來說，都是寶貴的財富。

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從文本的論述風格上來看，這本書的作者顯然是一位具有深厚工程實踐背景的學者。他的語言風格非常務實，不尚空談，每一個論斷都建立在嚴密的實驗數據或者成熟的工業標準之上。我注意到，作者在引用一些國際標準或者行業規範時，總是會附帶上自己的專業解讀，解釋為什麼這個標準被設定為當前的數值，以及在特定環境（比如高海拔或極寒地區）下，這個標準可能需要做齣的微調。這種批判性思維和對細節的執著，讓閱讀過程充滿瞭一種智力上的挑戰和滿足感。與市麵上那些為瞭湊字數而堆砌概念的書籍不同，這本書的每一句話似乎都是經過反復推敲的，信息密度極高。有時候我需要放慢速度，甚至需要藉助其他基礎物理學的資料來輔助理解某些能量轉換的細節，但這正是檢驗一本優秀技術讀物的標準——它能激發你主動去探索更深層次的知識，而不是被動地接受信息。

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這本書最讓我感到震撼的，是其對“前瞻性維護”和“故障預警係統”的探討部分。這部分內容顯然超越瞭一般的維修手冊範疇，更像是一份麵嚮未來設備研發的白皮書。作者沒有滿足於教會讀者如何修好已經壞掉的東西，而是深入挖掘瞭導緻故障發生的根本原因，並提齣瞭利用大數據分析和機器學習模型來預測潛在的失效點。他花瞭大量的篇幅來討論如何優化流體力學設計以減少水垢沉積，以及如何通過調整高頻超聲波振蕩器的功率麯綫，來延長其壽命。書中引用的案例研究非常貼近行業內的實際痛點，很多都是我在以往的經驗中碰壁後纔勉強找到解決方案的問題，而這本書直接給齣瞭一個係統性的、可復製的優化方案。這讓我深刻認識到，真正的專業書籍，不僅要解決當下的問題，更要具備引領行業發展的視野和深度。這種前瞻性，使得這本書的價值遠遠超齣瞭其印刷的成本。

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