分布式控制系统(DCS)设计与应用实例(第3版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王常力，罗安主编 著

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• DCS
• 分布式控制系统
• 过程控制
• 自动化
• 工业自动化
• 控制系统设计
• 应用实例
• 仪表控制
• PLC
• 工业控制

店铺： 文轩网旗舰店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121284793

商品编码：10442750704

出版时间：2016-05-01

作  者:王常力,罗安 主编 定  价:168 出 版 社:电子工业出版社 出版日期:2016年05月01日 页  数:798 装  帧:平装 ISBN:9787121284793 ●第1章DCS基本原理和发展历程
●1.1什么是DCS
●1.2控制系统概述
●1.2.1控制系统的基本组成
●1.2.2测量方法和测量装置
●1.2.3控制方法和运算处理装置
●1.2.4控制的执行方法和执行装置
●1.2.5控制系统各要素的关系
●1.2.6控制系统的人机界面
●1.2.7直接控制与监督控制
●1.2.8本书的要点
●1.3DCS的发展历史
●1.3.1控制系统的发展历史
●1.3.2仪表控制系统的基本概念
●1.3.3早期的仪表控制系统——基地式仪表
●1.3.4近代仪表控制系统——单元式组合仪表
●1.3.5数字式单回路调节器SLC
●1.3.6计算机控制系统
●1.3.7控制系统从模拟技术向数字技术的演进
●1.3.8分布式控制系统的产生及其特点
●部分目录

内容简介

本书以DCS应用设计为目标，从基础控制系统实现方法入手，辅以丰富的实际应用案例，详细地介绍了DCS的构造、原理和当前的近期新技术、产品、技术规范、指标、标准和验收测试方法，以及在各种典型行业（电力、石化、水泥、造纸、制药、水处理、管网）的应用。力求使读者能够以本书为参考，解决在DCS的应用设计及运行管理过程中的各种实际问题。由于本书各个章节相对独立，因此读者既可以按照顺序逐章阅读，也可以根据需要单独阅读有关章节。 王常力,罗安 主编 王常力，时任青联委员、信息产业部电子第六研究所所长、"自动化博览”主编、北京和利时系统工程股份有限公司总裁。曾获：HS-DCS-1000系统1994年获电子工业部科技进步二等奖；HS2000DCS系统1995年获北京市试验区百拳产品奖；HS-DAS-5000核电站计算机系统1998年获重量新产品奖。

现代工业脉搏的跳动：新一代工业自动化控制系统发展趋势与实践 在日新月异的工业4.0浪潮中，智能化、柔性化、网络化已成为推动制造业升级的核心动力。作为现代工业自动化领域的中坚力量，新一代工业自动化控制系统正经历着深刻的变革，其发展轨迹不仅关乎生产效率的提升，更直接影响着企业在全球价值链中的竞争力。本书旨在深入剖析当前工业自动化控制系统的前沿技术、核心理念及其在不同行业中的多元化应用，为广大工程技术人员、研发人员以及对工业自动化感兴趣的读者提供一份全面、深刻且具有前瞻性的参考。 第一部分：系统架构与核心技术演进 本书的开篇将聚焦于新一代工业自动化控制系统的架构变迁。传统的集中式或分布式控制模式在面对日益复杂的生产流程和海量数据的挑战时，正逐步向更加灵活、开放和互联的架构演进。我们将深入探讨以下几个关键的技术方向： 云边协同与边缘计算的应用： 随着物联网（IoT）技术的成熟，工业数据的采集和传输能力得到了极大提升。然而，将所有数据都传输到云端进行处理不仅面临着网络带宽和延迟的问题，也可能带来安全隐患。因此，云边协同的架构应运而生，将部分数据处理和决策能力下沉到生产现场的边缘设备（如PLC、网关），实现实时响应和本地优化，同时将聚合、分析后的数据上传至云端进行更深层次的应用和管理。本书将详细阐述边缘计算在工业场景下的部署模式、软件架构以及与云平台的数据交互机制，并通过典型案例展示其在故障诊断、预测性维护、能效管理等方面的优势。 工业物联网（IIoT）的深度融合： IIoT是实现工业数据互联互通的基础。本书将深入解析IIoT的关键组成部分，包括传感器技术（MEMS、RFID、工业摄像机等）、通信协议（MQTT、CoAP、OPC UA等）、数据采集与传输平台，以及如何构建一个稳定、可靠、安全的IIoT网络。我们将重点关注工业级设备的连接方式、数据格式的标准化、以及如何通过IIoT技术实现生产设备、物流系统、管理平台之间的无缝信息流动。 人工智能（AI）与机器学习（ML）赋能的智能控制： AI和ML是驱动新一代自动化控制系统走向智能化的核心技术。本书将超越传统的PID控制和模糊逻辑，深入探讨如何运用机器学习算法实现生产过程的自适应优化、参数自整定、以及对异常工况的预测与预警。例如，通过深度学习模型对传感器数据进行分析，可以实现对产品质量的实时检测和缺陷识别；利用强化学习算法，可以优化生产排程，提高资源利用率；基于机器学习的故障诊断模型，能够提前预测设备故障，减少非计划停机时间。本书还将介绍常用的AI/ML框架在工业领域的应用，以及模型训练、部署和持续优化的流程。 数字孪生（Digital Twin）技术的实现与价值： 数字孪生作为物理世界与数字世界的桥梁，为工业自动化控制提供了前所未有的模拟、分析和优化能力。本书将详细介绍数字孪生的构建方法，包括如何从实际设备中采集数据，如何建立高精度的三维模型，以及如何将实时数据与模型进行同步。我们将重点阐述数字孪生在生产线仿真、工艺参数优化、设备状态监控、远程运维以及人员培训等方面的应用价值，并通过实例展示如何通过数字孪生实现“虚实一体”的智能化生产管理。 网络安全与数据隐私的保障： 随着工业系统的互联互通程度不断提高，网络安全的重要性愈发凸显。本书将系统性地介绍工业控制系统（ICS）面临的网络威胁，以及应对这些威胁的关键技术和最佳实践。我们将探讨安全通信协议的应用、访问控制策略的实施、数据加密技术的使用、入侵检测与防御系统（IDS/IPS）的部署，以及如何建立完善的安全管理体系，确保生产数据的安全性和系统的稳定运行。 第二部分：行业应用与实践案例解析 理论知识的掌握需要与实际应用相结合。本书的第二部分将精选多个典型工业场景，深入剖析新一代工业自动化控制系统如何在这些领域发挥关键作用，并提供详实的实践案例。 智能制造中的柔性生产线： 在汽车制造、电子产品组装等行业，柔性生产线是实现多品种、小批量生产的关键。本书将重点关注如何利用先进的机器人技术、AGV/AMR（自主移动机器人）以及可重构的自动化设备，配合智能化的调度和控制系统，实现生产线的快速切换和产品的高度定制化。案例将涵盖如何通过MES（制造执行系统）与DCS/PLC的协同，实现生产指令的下发、物料的自动配送以及生产过程的实时监控。 能源与电力系统的智能化调度： 在电力行业，智能电网的建设是提升能源效率和保障供电可靠性的核心。本书将探讨如何运用先进的自动化控制技术，实现对发电、输电、配电和用电环节的精细化管理。例如，利用AI算法优化电网的负荷预测和调度，实现可再生能源的稳定接入；通过分布式能源管理系统（DEMS），实现对分布式电源（如太阳能、风能）的协同控制；以及如何利用SCADA（数据采集与监控系统）和DCS实现对电网状态的实时监控和故障诊断。 流程工业的精细化控制与优化： 石油化工、制药、食品饮料等流程工业对生产过程的精确控制有着极高的要求。本书将解析如何利用先进的传感器、执行器以及复杂的控制算法（如模型预测控制MPC），实现对反应温度、压力、流量等关键参数的精确调控，以提高产品收率、降低能耗并保证产品质量。案例将聚焦于如何通过DCS与先进过程控制（APC）技术的结合，实现生产过程的自优化和动态调整，以应对原材料波动和市场需求变化。 智慧城市与基础设施的自动化管理： 智慧城市的概念离不开庞大而精密的自动化控制系统。本书将探讨新一代自动化控制技术在城市交通管理（如智能信号灯控制、交通流量预测）、水务系统（如供水管网监控、污水处理自动化）、环境监测（如空气质量、噪音监测）等领域的应用。我们将分析如何通过物联网、大数据分析和AI技术，提升城市基础设施的运行效率和管理水平。 智能仓储与物流的自动化升级： 随着电子商务的飞速发展，智能仓储和物流自动化成为行业焦点。本书将介绍如何利用自动化立体仓库（AS/RS）、AGV/AMR、拣选机器人等技术，结合WMS（仓库管理系统）和WCS（仓库控制系统），实现仓储作业的无人化和智能化。案例将展示如何通过优化的路径规划、高效的库存管理以及实时的订单处理，大幅提升仓储效率和准确性。 第三部分：系统设计原则与实施要点 在深入了解了前沿技术和应用场景之后，本书的第三部分将回归系统设计的本质，为读者提供一套系统性的设计原则和实施指导。 需求分析与系统方案设计： 详细阐述如何进行全面的需求分析，包括工艺流程、性能指标、安全要求、经济性考量等，并在此基础上制定最优化的系统架构和技术选型方案。 硬件选型与集成： 介绍如何根据实际需求选择合适的控制器（PLC、PAC、DCS）、传感器、执行器、通信设备等，并强调硬件集成过程中的兼容性、可靠性以及互操作性。 软件开发与组态： 深入探讨自动化控制系统软件的设计理念，包括PLC编程、HMI/SCADA组态、数据库设计、以及如何运用面向对象、模块化等先进的软件工程方法。 系统集成与调试： 详细介绍系统集成过程中需要注意的关键环节，包括硬件连接、网络配置、软件联调，以及系统投入运行前的全面测试与验证。 运维管理与生命周期服务： 强调系统投入运行后的运维管理的重要性，包括设备巡检、故障排除、性能优化、软件更新以及如何构建一套完善的设备生命周期管理体系。 标准化与规范化： 介绍与工业自动化控制系统相关的国际和行业标准（如IEC 61131-3、ISA-95等），以及在系统设计和实施过程中遵循标准化和规范化的重要性，以确保系统的互操作性和长期可维护性。 本书的最后，我们将对未来工业自动化控制系统的发展方向进行展望，包括更加智能化、自主化、绿色化以及与人类协作的进一步深化，为读者描绘一幅充满希望的未来工业图景。通过对新一代工业自动化控制系统全面而深入的探讨，本书旨在帮助读者建立起系统性的认知框架，掌握前沿技术，理解实际应用，并在实际工作中能够高效地进行系统设计、实施与运维，最终为推动工业现代化进程贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

令我印象深刻的是，本书不仅仅停留在理论层面，而是花了大量的篇幅来探讨DCS在实际工程中的应用。我特别喜欢其中关于石油化工、电力系统和智能制造等行业的案例分析，这些案例不仅真实地展示了DCS的强大功能，还详细介绍了在这些领域中DCS的设计挑战、实施过程以及所带来的效益。例如，在石油炼制装置的案例中，作者详细描述了如何针对高温高压、易燃易爆的危险环境设计DCS系统，包括安全仪表系统（SIS）的集成、故障诊断与处理机制等，这些细节的呈现极大地提升了我的实践认知。

评分☆☆☆☆☆

这本书还有一个亮点在于其前瞻性。在讨论DCS的发展趋势时，作者不仅回顾了DCS的历史演变，还对未来DCS可能的发展方向进行了预测，例如与物联网（IoT）、人工智能（AI）的融合，以及在云计算和大数据分析方面的应用前景。这让我意识到，DCS技术并非一成不变，而是在不断进步和发展的。这本书提供的知识体系，能够帮助我更好地理解和应对未来DCS领域可能出现的变革，为我个人的职业发展打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的篇幅和深度远超我的预期，内容涵盖了分布式控制系统（DCS）的方方面面，从基础理论的阐述到复杂工程应用的剖析，几乎面面俱到。我尤其欣赏作者在介绍概念时的严谨性，例如在阐述DCS的体系结构时，不仅仅是简单地列举各个组成部分，而是深入分析了它们之间的相互关系、通信机制以及冗余策略，这对于理解DCS的稳定性和可靠性至关重要。书中对各种控制算法的讲解也十分到位，从PID的经典应用到更高级的预测控制和模糊逻辑控制，作者都提供了清晰的数学推导和实际案例，帮助我理解如何在不同场景下选择和优化控制策略。

评分☆☆☆☆☆

作为一名初学者，我最担心的就是技术书籍的晦涩难懂。然而，这本书的写作风格非常亲切，即使是对于一些复杂的概念，作者也尝试用更加直观易懂的方式来解释。书中穿插的图表和流程图也起到了很好的辅助作用，让我能够更清晰地把握DCS系统的整体框架和工作原理。而且，作者在讲解过程中，经常会联系实际应用场景，这样一来，理论知识就不再是枯燥的文字，而是与实际工程紧密结合，极大地增强了我的学习兴趣和动力。

评分☆☆☆☆☆

从技术细节上看，这本书对DCS网络通信协议的讨论也相当深入。我一直对MODBUS、PROFIBUS、HART等协议在DCS中的应用感到好奇，而这本书恰好详细解释了这些协议的原理、特点以及在不同DCS品牌中的具体实现。更重要的是，作者还探讨了网络安全在DCS系统中的重要性，并提出了一些有效的防护措施，这在当前数字化浪潮下显得尤为关键。此外，书中还提到了DCS系统的组态工具和软件开发环境，这为我理解如何进行DCS的二次开发和定制化提供了宝贵的参考。