普通高等教育“九五”国家级重点教材:控制仪表与计算机控制装置

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周泽魁 编
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出版社: 化学工业出版社
ISBN:9787502539146
版次:1
商品编码:10588380
包装:平装
开本:16开
出版时间:2010-07-01
用纸:胶版纸
页数:382

具体描述

内容简介

   本书详细介绍典型过程仪表与计算机控制装置的构成原理、结构特点、线路分析和使用方法,培养学生具有仪表和控制装置的分析能力和构成控制系统的能力。作者在编写中力求深入浅出、注重实效。将电动、气动调节仪表和数字式调节仪表有机地融合在一起;计算机控制装置突出共性问题;内容上尽可能反映自动化仪表的先进水平。
   本书作为高等院校自动化、测控技术与仪器等相关专业的本科生教材,亦可满足相关专业研究生和从事工业自动化科研、设计、应用工作的工程技术人员的需要。

目录

1.概论
1.1 控制仪表与装置总体概述
1.2 仪表防爆的基本知识
1.3 仪表的分析方法

2.控制器
2.1 控制规律
2.2 模拟控制器
2.3 数字式控制器

3.变送器
3.1 概述
3.2 差压变送器
3.3 温度变送器

4.其他常用的单元仪表
4.1 开方器
4.2 积算器
4.3 辅助单元仪表

5.执行器
5.1 概述
5.2 执行机构
5.3 调节机构
5.4 执行器的选择计算
5.5 阀门定位器

6.计算机控制系统的基本知识
6.1 计算机控制系统概述
6.2 网络通信基础
6.3 开放系统互联参考模型
6.4 TCP/IP协议

7.可编程序控制器
7.1 概述
7.2 PLC基本工作原理
7.3 S7-300PLC及指令系统
7.4 可编程控制器的应用

8.集散控制系统
8.1 概述
8.2 DCS的硬件体系结构
8.3 DCS的软件系统
8.4 集散控制系统的应用

9.现场总线控制系统
9.1 现场总线概述
9.2 基金会现场总线
9.3 PROFIBUS现场总线
9.4 几个具体问题的分析

10.工业以太网
10.1 以太网体系结构简介
10.2 工业以太网的通信线缆和连接件
10.3 以太网应用于工业现场的关键技术
10.4 工业以太网的应用
附录 部分科学名词及其缩写
参考文献
《现代工业自动化技术概览》 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代工业自动化技术视角,涵盖从基础理论到前沿应用的广泛内容。它并非仅仅罗列各种仪表和装置的规格参数,而是着重于理解自动化系统设计的核心理念、关键技术及其在不同工业场景中的实际应用。 第一部分:自动化系统设计基础 本部分将首先梳理工业自动化的发展历程,引出自动化系统为何成为现代工业不可或缺的组成部分。我们将探讨自动化系统的基本构成要素,包括传感器、执行器、控制器以及通信网络,并深入分析它们各自的作用和相互关系。重点将放在如何根据具体的工艺流程和控制需求,选择合适的传感器来准确测量物理量,以及如何通过执行器实现对工艺参数的精确控制。此外,还将介绍不同类型的控制器,从传统的逻辑控制器到复杂的分布式控制系统(DCS)和可编程逻辑控制器(PLC),并分析它们在不同应用中的优势与局限性。 第二部分:传感与测量技术 传感器是自动化的“眼睛”和“耳朵”,其性能直接影响到整个系统的精度和可靠性。本部分将详细介绍各类主流传感器的原理、特性和选择依据。我们将深入研究温度传感器(如热电偶、热电阻、红外测温仪)、压力传感器(如应变式、电容式、压阻式)、流量传感器(如涡轮式、电磁式、超声波式)、液位传感器(如浮球式、电容式、雷达式)以及位置传感器(如编码器、光电开关)等。对于每种传感器,不仅会阐述其工作原理,还会讨论其精度、响应速度、环境适应性以及在具体工业过程中的典型应用案例。同时,还将涉及信号调理、滤波和数据采集等关键技术,以确保传感器数据的有效利用。 第三部分:执行与控制技术 执行器是自动化系统的“手”和“脚”,它们负责将控制器的指令转化为实际的物理动作。本部分将重点介绍各种类型的执行器,包括电机驱动(如步进电机、伺服电机、变频电机)、阀门驱动(如电磁阀、气动阀、电动阀)以及其他特种执行机构。我们将分析不同执行器的驱动方式、控制精度、响应特性以及在化工、机械制造、电力等行业的应用。在控制技术方面,将详细介绍PID(比例-积分-微分)控制算法的原理、参数整定方法以及在实际应用中的优化技巧。此外,还将涉及更高级的控制策略,如模糊控制、神经网络控制等,并探讨它们如何解决传统PID控制难以应对的复杂非线性系统问题。 第四部分:通信与组网技术 现代工业自动化系统是一个高度互联的网络,高效可靠的通信是其正常运行的基石。本部分将全面介绍工业通信协议和网络技术。我们将深入探讨RS-485、CAN总线、Profibus、Ethernet/IP、Modbus TCP等主流的现场总线和工业以太网协议,分析它们的特点、拓扑结构、数据传输速率以及在不同自动化场景下的适用性。同时,还将关注工业物联网(IIoT)的发展趋势,介绍OPC UA等开放式通信标准,以及它们在实现设备互联互通、数据采集与分析方面的作用。 第五部分:高级控制与智能化应用 随着技术的发展,工业自动化正朝着更加智能化、集成化的方向发展。本部分将探讨一些高级的控制理论和技术。我们将介绍模型预测控制(MPC)及其在优化生产过程、提高能源效率方面的应用。同时,还将深入探讨数据驱动的控制方法,例如机器学习在故障诊断、预测性维护以及优化控制参数方面的潜力。此外,还将关注机器人技术在自动化生产线上的应用,以及人工智能(AI)和大数据分析在提升工业生产效率、质量和安全水平方面的最新进展。 第六部分:系统集成与实践案例 最后,本部分将以多个实际的工业自动化项目为例,串联起前文所介绍的各项技术。我们将分析不同行业的自动化系统集成方案,例如发电厂的集散控制系统(DCS)、智能工厂的PLC控制系统、自动化物流仓库的监控系统等。通过分析这些案例,读者将能够更清晰地理解如何将理论知识应用于实际工程,如何进行系统设计、实施、调试与维护,以及如何根据具体需求选择和组合不同的自动化技术。本书旨在帮助读者建立起对现代工业自动化技术体系的整体认知,并为他们深入学习和实践相关技术打下坚实的基础。

用户评价

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《控制仪表与计算机控制装置》这本书,对我的意义,更像是一个“理论基石”,为我的后续学习奠定了坚实的基础。我特别喜欢书中关于数字信号处理在控制系统中的应用。书中介绍了数字滤波器的原理和设计方法,包括FIR(有限冲激响应)滤波器和IIR(无限冲激响应)滤波器。我记得书中曾经详细讲解了巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等经典数字滤波器的设计方法,并通过算例演示了如何根据频率响应的要求来设计滤波器参数。此外,书中还对采样定理进行了深入的阐述,解释了为什么需要对模拟信号进行采样,以及采样频率与信号带宽的关系。我曾经在理解采样定理时,花了很多时间去钻研书中的数学推导。这本书的价值在于它揭示了数字信号处理在现代控制系统中不可或缺的作用,以及如何有效地处理和分析数字信号。

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对于我来说,《控制仪表与计算机控制装置》这本书,更像是一位“耐心细致的老师”,它不会跳过任何一个细节,哪怕是最小的。我尤其欣赏书中关于自适应控制和模糊逻辑控制的介绍。书中详细讲解了自适应控制的基本原理,即控制器参数会根据系统性能的变化而自动调整,以及常见的自适应控制算法,如最小方差控制、模型参考自适应控制等。我记得书中对模糊逻辑控制的讲解,从模糊集合、模糊规则的建立,到模糊推理和解模糊的过程,都进行了非常详细的阐述,并通过一个简单的例子演示了如何设计一个模糊控制器。书中还对这两种控制方法在处理非线性系统和不确定系统方面的优势进行了分析。我曾经在探索更高级的控制策略时,会翻阅书中相关的章节。这本书的优点在于其对前沿控制理论的介绍,并以一种易于理解的方式呈现给读者,为深入研究提供了初步的认识。

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在我看来,《控制仪表与计算机控制装置》这本书,更像一本“工具箱”,里面装满了解决自动化问题的各种“工具”。我尤其喜欢书中关于数据采集与处理的部分。书中详细介绍了各种数据采集卡的类型、性能指标,以及如何利用它们来采集来自传感器的数据。此外,书中还对数据预处理技术,如滤波、去噪、量化等进行了详细的讲解。我记得书中曾经介绍了一个利用单片机采集温度数据的实验,详细讲解了如何选择ADC(模数转换器),如何编写采集程序,以及如何对采集到的数据进行处理和显示。书中还对实时操作系统(RTOS)在数据采集中的应用进行了介绍,这对于构建高效可靠的数据采集系统非常有帮助。我曾经在参与一个数据采集项目时,会参考书中的相关章节。这本书的优点在于其内容的前沿性和实用性,它为我们掌握现代数据采集和处理技术提供了指引。

评分

对于我来说,《控制仪表与计算机控制装置》这本书,就像是“原理的教科书”,每一页都充满了理论的深度。我特别喜欢书中关于系统辨识的部分。书中介绍了如何利用采集到的系统输入输出数据来辨识系统的数学模型,这在实际工程中非常重要,因为我们往往无法直接获得系统的精确模型。书中详细阐述了模型结构的选择、参数估计的方法,例如最小二乘法等。我记得书中曾经举了一个辨识一个简单RC电路模型的例子,通过采集输入电压和输出电流的数据,然后利用最小二乘法来估计电阻和电容的参数。书中对辨识模型的准确性评估也进行了讨论,例如残差分析、模型验证等。此外,书中还介绍了在线辨识和离线辨识的概念,以及它们在不同应用场景下的优缺点。这本书的价值在于它揭示了从实际数据到数学模型的桥梁,为我们理解和控制未知系统提供了理论基础。

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坦白说,《控制仪表与计算机控制装置》这本书,对我来说,更像是一座知识的宝库,里面的内容极其丰富,但需要耐心去挖掘。我特别喜欢书中关于数字控制系统部分的内容,例如关于数字控制器设计、离散时间系统分析以及数字滤波器的设计方法。书中详细介绍了Z变换、脉冲传递函数等概念,并通过实例演示了如何将连续时间系统离散化,以及如何设计数字控制器来满足特定的性能要求。我曾经花了一个周末的时间,反复研读书中关于状态空间法分析离散系统的内容,书中对可控性、可观性等概念的讲解,以及如何利用状态反馈来设计控制器,都让我受益匪浅。此外,书中还对计算机控制装置的硬件组成、接口技术、实时操作系统等方面进行了详细的介绍,这对于理解一个完整的自动化控制系统是如何工作的至关重要。我记得书中曾经举了一个关于 DCS (Distributed Control System) 的例子,详细介绍了其分层结构、通信方式以及在工业生产中的应用,这让我对大型工业自动化系统有了初步的认识。虽然有些章节的数学推导确实比较复杂,但书中提供的清晰的图示和逐步的讲解,能够帮助读者逐步理解。这本书的优点在于其系统性和全面性,它为我们提供了一个宏观的视角来理解控制仪表与计算机控制装置的整体架构和工作原理。

评分

《控制仪表与计算机控制装置》这本书,在我眼中,更像是“技术手册”,信息量大,需要反复查阅。我尤其对书中关于工业仪表和传感器的章节情有独钟。书中对压力传感器、温度传感器、流量传感器、液位传感器等各种常用工业仪表的原理、结构、性能指标、安装调试方法进行了详尽的介绍。我记得书中在介绍涡轮流量计时,详细讲解了其工作原理,包括流体对叶片的冲击,叶片的旋转速度与流量的关系,以及如何通过测量叶片转速来计算流量。书中还对这些传感器的选型提供了指导性建议,考虑到了介质的性质、测量范围、精度要求、环境条件等多种因素。此外,书中还对一些特殊的仪表,如色谱仪、质谱仪等,也进行了简要的介绍,虽然不是重点,但足以开阔视野。我曾经在项目遇到具体仪表选型问题时,会专门翻阅这本书,寻找相关信息和参考。这本书的优点在于其实用性和广泛性,它为实际工程应用提供了丰富的参考资料和技术指导。

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我眼中的《控制仪表与计算机控制装置》,更像一本“实践指南”,它不仅仅是理论,更注重实际的应用。我最喜欢的是书中关于具体控制系统设计的案例分析。书中详细讲解了如何根据实际的工艺要求,选择合适的控制策略,设计相应的控制算法,并最终实现控制。我记得书中曾经介绍了一个关于锅炉温度自动控制系统的设计过程,从对锅炉热力学特性的分析,到选择PID控制器,再到整定PID参数,以及如何考虑抗积分饱和等问题,都进行了详细的阐述。书中还对一些现代控制方法,如模糊控制、神经网络控制等,在实际应用中的潜力进行了展望,虽然介绍篇幅不多,但足以引起读者的兴趣。此外,书中还对PLC (Programmable Logic Controller) 的编程和应用进行了介绍,这对于理解现代工业自动化系统的实现方式非常有帮助。我曾经在学习PLC编程时,会参考书中的例子和原理。这本书的优点在于其理论与实践的结合,它能够帮助读者将抽象的控制理论转化为实际的工程应用。

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这本《控制仪表与计算机控制装置》在我刚开始接触自动化领域时,就如同一本厚重的字典,内容包罗万象,深度也足够。刚翻开书页,那些密密麻麻的公式和图表就足以让初学者望而却步。我至今还记得,第一次尝试理解PID控制算法时,书本中对离散化、采样时间、积分饱和等概念的详尽阐述,以及随之而来的各种数学推导,都让我花费了大量的时间和精力去消化。那些看似抽象的理论,在书中通过具体的工程实例,如温度控制、流量控制等,得到了生动的体现。例如,书中在介绍传感器时,详细讲解了不同类型传感器的基本原理、技术参数、适用范围以及选型原则,甚至还涉及到一些鲜为人知的特殊传感器。当我遇到实际问题时,翻阅这本教材,往往能找到理论上的支撑和解决问题的思路。它不仅仅是知识的堆砌,更是一种思维方式的培养,教会我如何将复杂的系统分解,如何分析问题,如何寻找最优的解决方案。虽然有些章节的晦涩难懂,但正是这种深入骨髓的讲解,让我对控制理论有了更深刻的认识,也为我日后更深入的学习打下了坚实的基础。即使现在我已经毕业工作多年,遇到一些疑难杂症时,我还是会习惯性地翻出这本书,它总能给我一些启发,让我重新审视问题,找到新的突破口。这本书的价值,在于它提供的不仅是知识,更是解决问题的能力和对学科本质的理解。

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这本书《控制仪表与计算机控制装置》在我的学习生涯中扮演了“导师”的角色,虽然它的内容十分详实,但有时却像一个循循善诱的长者,用一种略显古朴的方式引导着我。我印象最深刻的是书中关于反馈控制系统的分析方法。从开环系统到闭环系统的演变,从静态误差到动态误差的分析,再到各种性能指标如稳定性、响应速度、稳态精度等。书中关于根轨迹法和频率响应法分析系统稳定性的讲解,是我花了大量时间去理解的。我曾经尝试用根轨迹法来分析一个二阶系统的稳定性,书中提供的详细步骤和示意图,让我能够一步步地追踪根轨迹的变化,并理解其对系统稳定性的影响。此外,书中还对各种控制器的类型,如比例控制器、积分控制器、微分控制器以及它们的组合(PID控制器)进行了深入的分析。我记得书中对PID参数整定方法,如Ziegler-Nichols方法,进行了详细的阐述,并分析了各种方法的优缺点。虽然书中的例子可能相对早期,但其核心原理和分析方法至今仍具有重要的指导意义。这本书的价值在于其严谨的理论分析和对基本原理的深入挖掘,它帮助我建立起对反馈控制系统的深刻认识。

评分

《控制仪表与计算机控制装置》这本书,对我而言,更像是“概念的启蒙者”,很多晦涩的概念都在这里得到了初次的认识。我印象最深刻的是书中关于系统稳定性的概念。书中不仅仅停留在理论定义,而是从多个角度去解释稳定性,比如 Lyapunov 稳定性,以及如何通过特征值、奈奎斯特图、伯德图等来判断系统的稳定性。我记得书中关于根轨迹的讲解,让我理解了当系统参数变化时,系统的极点会如何移动,从而影响系统的稳定性。书中还区分了不同类型的稳定性,例如渐近稳定性、有限稳定性等,并对它们进行了详细的解释。我曾经为了理解李雅普诺夫稳定性理论,反复阅读书中相关的章节,虽然理解过程颇为艰难,但最终还是受益匪浅。这本书的价值在于它为我打开了理解系统行为和可靠性的一个重要窗口。

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买的教程 质量满意

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教科书,大家都懂的,不多解释啦

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很难找的书,在这里找到了哦。

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