自动检测和过程控制(第4版)(高等) 刘玉长 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘玉长 著

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出版社： 冶金工业出版社

ISBN：9787502449759

商品编码：29729141881

包装：平装

出版时间：2010-07-01

基本信息

书名:自动检测和过程控制(第4版)(高等) 刘玉长

：50.00元

售价：34.0元,便宜16.0元,折扣68

作者:刘玉长

出版社：冶金工业出版社

出版日期：2010-07-01

ISBN：9787502449759

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.722kg

编辑推荐

内容提要

本书为高等院校“热能动力工程”、“建筑环境与设备工程”、“环境科学与工程”、“冶金工程”、“材料科学与工程”、“粉体材料”等专业的教学用书，主要内容系统地叙述了工业生产中的温度、压力、流量、物位、成分以及长度等机械量的检测方法与原理，相关检测仪表的工作原理以及选型和过程控制系统的组成、工作原理、设计方法及常见控制系统等。
本书也可作为冶炼类、材料类等相关专业技术人员的参考书。
本书附赠光盘一张，其内容为本书的电子课件，以便于师生、读者使用。

目录

上篇 自动检测
1 自动检测技术基础
1.1 自动检测的基本概念
1.1.1 检测
1.1.2 检测的基本方法
1.1.3 检测仪表的组成
1.1.4 检测仪表的分类
1.1.5 检测仪表的主要性能指标
1.2 测量误差及处理方法
1.2.1 测量误差
1.2.2 误差的分析与处理
1.3 测量不确定度
1.3.1 测量不确定度的基本概念
1.3.2 测量不确定度的分类与表达
1.3.3 标准不确定度的评定
1.4 检测技术及仪表的发展
复习思考题
2 温度检测与仪表
3 压力检测与仪表
4 流量检测与仪表
5 物位检测仪表
6 机械量检测与仪表
7 成分分析仪表
8 显示仪表
9 新型检测技术与仪表
下篇 过程控制
10 过程控制系统的基本概念
11 过程控制仪表与装置
12 单回路控制系统
13 复杂控制系统
14 计算机控制系统
15 典型工业过程控制系统
附录
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《现代工业自动化技术解析》 内容概要 本书全面深入地探讨了现代工业自动化领域的核心技术与前沿进展，旨在为读者构建一个清晰、系统的工业自动化知识体系。全书共分为十五章，内容涵盖了从基础理论到实际应用的各个层面，力求全面、详实地展现工业自动化技术的全貌。 第一篇：自动化基础与系统构成 第一章：工业自动化的发展历程与未来趋势 追溯工业自动化的起源，分析其从早期机械化、电气化到数字化、智能化的演进过程。 阐述信息技术、网络技术、人工智能等新兴技术如何深刻影响和重塑自动化系统。 展望工业4.0、智能制造、工业物联网等未来发展方向，探讨其对产业升级和社会变革的意义。 分析当前工业自动化面临的主要挑战，如数据安全、人才培养、成本控制等。 第二章：自动化系统的基本组成与架构 详细介绍自动化系统的核心要素：传感器、控制器、执行器、通信网络和人机界面。 深入剖析不同类型的传感器（如温度、压力、流量、位置传感器）的工作原理、选型原则及应用场景。 探讨各类控制器（如PLC、DCS、IPC）的功能、特点、编程方法及在不同工业场景中的优势。 解析执行器（如电机、阀门、机械臂）的驱动原理、控制方式及选型要点。 阐述工业通信网络（如Modbus、Profinet、Ethernet/IP）的标准、协议和拓扑结构。 介绍人机界面（HMI）的设计理念、功能模块及用户体验的重要性。 展示典型的自动化系统架构，如集中式、分布式和网络化架构，并分析其优劣。 第三章：信号处理与数据采集技术 讲解模拟信号与数字信号的转换原理，包括采样、量化和编码过程。 深入探讨信号滤波技术（如低通、高通、带通滤波）在去除噪声、提取有用信息中的作用。 介绍常用的数据采集卡和采集模块，分析其性能指标（如采样率、分辨率、精度）及接口类型。 探讨多通道数据同步采集、触发采集等高级采集技术。 介绍常用的数据预处理方法，如归一化、特征提取、降维等，为后续分析奠定基础。 第二篇：核心控制理论与方法 第四章：经典自动控制理论回顾 复习自动控制系统的基本概念，包括开环控制与闭环控制。 深入讲解PID（比例-积分-微分）控制算法，包括其原理、参数整定方法（如Ziegler-Nichols法、经验法）及其在工业中的广泛应用。 介绍其他经典控制方法，如开关控制、模糊控制、自适应控制等，并分析其适用范围。 探讨系统的时域响应与频域响应分析方法，理解系统稳定性、动态性能与静态性能。 第五章：先进控制策略及其应用 深入介绍现代控制理论，如状态空间法、最优控制、鲁棒控制、预测控制等。 阐述模型预测控制（MPC）的工作原理，分析其在处理多变量耦合、约束优化方面的优势，并展示其在炼油、化工等领域的典型应用。 探讨模糊逻辑控制、神经网络控制等智能控制方法，解释其如何利用非线性模型和学习能力来处理复杂系统。 介绍自适应控制和自整定技术，分析其在系统参数变化或模型不确定情况下的鲁棒性。 讲解多变量解耦控制策略，解决传统单回路控制无法处理的耦合问题。 第六章：系统辨识与建模技术 阐述系统辨识在建立数学模型中的重要性，特别是在难以获得精确物理模型时。 介绍基于输入输出数据的常用辨识方法，如最小二乘法、最大似然法、子空间辨识法等。 讲解时间序列模型、传递函数模型、状态空间模型等不同类型的系统模型。 探讨模型验证与选择的原则，如何评估模型的准确性和适用性。 介绍模型在控制器设计、仿真分析和故障诊断中的应用。 第三篇：工业自动化关键技术 第七章：可编程逻辑控制器（PLC）原理与应用 详细介绍PLC的硬件组成（CPU、存储器、输入/输出模块、通信接口）。 深入讲解PLC的指令系统，特别是梯形图（LD）、指令表（IL）、顺序功能图（SFC）、结构化文本（ST）、功能块图（FBD）等主流编程语言。 阐述PLC的扫描周期、中断处理、定时器、计数器等工作机制。 展示PLC在生产线控制、设备自动化、过程控制等领域的实际应用案例，如物料搬运、包装设备、泵站控制。 介绍PLC的通信协议、网络配置和分布式I/O的应用。 第八章：分布式控制系统（DCS）与过程控制 深入剖析DCS的系统架构，包括操作站、工程师站、控制器、I/O单元和通信网络。 讲解DCS在大型、复杂过程控制系统中的优势，如高可靠性、集成化和集中管理。 详细介绍DCS在石化、电力、制药等行业的典型应用，如连续反应器控制、锅炉控制、给水系统控制。 探讨DCS中的回路控制、顺序控制、批次控制等功能模块。 介绍DCS的用户界面设计、组态方法和系统维护。 第九章：工业网络与通信技术 全面介绍工业以太网（如Profinet, EtherNet/IP, CC-Link IE）的协议、拓扑结构和性能特点。 深入讲解现场总线技术（如Modbus, PROFIBUS, DeviceNet），分析其在设备互联互通中的作用。 探讨无线工业通信技术（如Wi-Fi, LoRa, 5G）在移动设备连接和物联网应用中的潜力。 介绍OPC UA等工业互联标准，分析其在实现跨平台、跨设备数据交换中的重要性。 讨论工业网络的安全问题，包括网络攻击防护、数据加密和访问控制。 第十章：机器人技术与应用 介绍工业机器人的类型（如串联机器人、并联机器人、协作机器人）及其机械结构。 讲解机器人的运动学与动力学，包括正逆运动学求解、轨迹规划。 深入探讨机器人感知技术，如机器视觉、力觉传感器、激光雷达等。 阐述机器人路径规划、避障、抓取与放置等关键技术。 展示机器人技术在汽车制造、电子组装、物流仓储、医疗手术等领域的广泛应用。 介绍机器人编程与仿真环境。 第十一章：人机界面（HMI）与监控控制数据采集（SCADA）系统 详细讲解HMI的设计原则、功能模块和交互方式。 分析HMI在可视化操作、参数设置、报警显示、趋势图绘制等方面的作用。 深入介绍SCADA系统的架构，包括数据采集、通信、监控、报警、报表和历史数据管理。 展示SCADA系统在电力、水务、交通、石油天然气等行业的应用，实现对分散式生产过程的集中监控和管理。 探讨SCADA系统的网络安全和可靠性。 第四篇：自动化系统集成与高级应用 第十二章：制造执行系统（MES）与企业资源计划（ERP）集成 阐述MES在车间层面的生产管理功能，包括生产调度、物料跟踪、质量管理、设备管理、人员管理。 分析MES与ERP系统集成的重要性，实现信息流和业务流的顺畅对接。 讲解MES如何支持精益生产、敏捷制造和追溯性管理。 探讨MES在提高生产效率、降低成本、优化资源配置方面的作用。 第十三章：工业物联网（IIoT）与大数据分析 介绍IIoT的概念、关键技术（传感器、网络、云计算、边缘计算）和应用场景。 阐述工业大数据分析的价值，包括设备状态监测、预测性维护、生产优化、能耗管理。 介绍常用的数据分析工具和算法，如机器学习、深度学习、统计分析。 探讨IIoT在构建智能工厂、实现设备互联、数据驱动决策方面的潜力。 第十四章：安全控制系统与功能安全 详细介绍工业安全控制系统的设计原则和重要性，包括故障检测、故障诊断和故障处理。 阐述功能安全（Functional Safety）的概念，包括安全完整性等级（SIL）的划分和应用。 介绍安全仪表系统（SIS）的设计、验证和维护。 分析安全联锁、紧急停车系统（ESD）、火灾和气体探测系统等安全机制。 探讨工业控制系统的网络安全威胁和防护策略。 第十五章：自动化系统维护、故障诊断与优化 讨论自动化系统的全生命周期管理，包括安装、调试、运行、维护和退役。 介绍常见的自动化系统故障类型及其原因分析。 讲解常用的故障诊断技术，如基于模型的诊断、基于经验的诊断、基于数据的诊断。 阐述预防性维护和预测性维护的策略，降低故障发生率。 探讨系统性能评估和优化方法，如通过数据分析改进控制参数、优化生产流程。 强调持续学习和技术更新在保持系统先进性方面的重要性。 本书语言力求通俗易懂，结合大量实际工程案例，便于读者理解抽象的理论概念。每章末尾设有思考题和习题，帮助读者巩固所学知识。本书适合高等院校自动化、电气工程、机械工程、计算机科学等相关专业的学生、研究生，以及从事工业自动化设计、开发、运行和维护的工程师和技术人员阅读。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，就像是跟随一位经验丰富的老教授进行了一次系统而深入的行业“田野调查”。作者的叙述方式极其老道，他从宏观的理论基础出发，层层递进，将看似高深的自动化原理，巧妙地拆解成了可以被工程实践所理解和应用的具体步骤。我尤其欣赏的是其中对“鲁棒性设计”的阐述，那一段的论述逻辑严密，不仅引用了最新的控制理论进展，还结合了实际工业现场可能遇到的各种非理想因素进行分析和对策总结。书中穿插的多个实际案例分析，无论是针对温度、压力还是流量的控制回路设计，都提供了详尽的建模过程和参数整定方法，让人有种“学完就能用”的实操信心。这与那些只停留在公式推导的传统教材形成了鲜明的对比，真正做到了理论指导实践，让读者能够真正掌握解决实际工程问题的核心能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面那种深邃的蓝色调，配上烫金的字体，透露出一种严谨又不失现代感的专业气质。我刚拿到手的时候，光是抚摸着封面的纹理，就能感受到编者对这本书内容打磨的用心程度。内页的纸张质量也相当不错，印刷清晰，字号大小适中，即使长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。特别是书中那些复杂的系统流程图和实验数据图表，色彩过渡自然，线条流畅，让原本枯燥的技术内容变得直观易懂。这不仅仅是一本教材，更像是一件精美的工艺品，从外到内都体现出高等教育出版物的应有水准。很多专业书籍往往在设计上粗糙敷衍，但这本显然在这方面下了大功夫，体现了对读者体验的重视，这点在如今这个信息爆炸的时代，确实难能可贵。每次翻开它，都会有一种沉下心来学习的仪式感，让人忍不住想要深入探索书中的每一个章节。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，在我看来，是偏向于一种冷静、精准的学术叙事，但又不失其作为教学参考书应有的清晰度和引导性。作者在描述新的控制算法时，往往会先给出其数学基础，随后立即过渡到其在实际系统中的应用局限性或优势，这种“辩证式”的讲解方式，非常有助于培养读者的批判性思维。我注意到，书中对一些前沿的智能控制技术，比如模糊逻辑和神经网络在过程优化中的应用，虽然篇幅不算太大，但切入点非常精准，没有陷入不切实际的鼓吹，而是客观地分析了它们在特定工业场景下的适用边界。这对于我们这些希望站在技术前沿的工程师来说至关重要，它教会我们如何在热潮中保持清醒，选择最适合当前技术水平和经济成本的解决方案，而不是盲目追求“高大上”的理论。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配套资源体系构建得相当完善，这极大地提升了它的使用价值。我指的是它在网络上同步提供的相关实验指导和仿真文件，这在很大程度上弥补了纸质教材在动态展示方面的不足。通过配套的仿真软件环境，我可以亲手搭建书中提到的PID控制系统，并实时观察不同参数变化对系统响应曲线的影响，这种即时反馈机制，远比单纯在脑海中进行想象要有效得多。特别是对于初学者来说，这种边学边做的体验，能有效降低学习曲线的陡峭程度。这种线上线下联动的教学模式，无疑是未来高等工程教育的一个重要发展方向，而这本教材无疑走在了实践的前列，体现了出版方和作者对当前教学技术生态的深刻理解。

评分☆☆☆☆☆

说实话，在阅读这本书之前，我对某些复杂的反馈机制总是感到一知半解，尤其是涉及到多变量耦合系统的解耦控制部分，总觉得书本上的文字描述过于抽象，难以在脑海中形成一个立体的结构。然而，这本书在这部分内容的组织上，采取了一种非常巧妙的“可视化”策略。它不仅仅是画出连接图，更重要的是用非常形象的比喻和类比，将信号流和能量流动的过程具象化。读完相关章节后，我感觉像是在脑中建立了一个清晰的三维模型，每一个传感器、执行器、调节器之间的关系都定位得清清楚楚。这种结构化的理解，不仅帮助我顺利通过了相关的考试，更重要的是，它为我未来设计更复杂的集成控制方案打下了坚实的基础。这本书的影响已经远远超出了考试范畴，它重塑了我对自动化系统整体架构的认知框架。