自動檢測和過程控製(第4版)(高等) 劉玉長 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉玉長 著

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• 控製係統
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齣版社： 冶金工業齣版社

ISBN：9787502449759

商品編碼：29729141881

包裝：平裝

齣版時間：2010-07-01

基本信息

書名:自動檢測和過程控製(第4版)(高等) 劉玉長

：50.00元

售價：34.0元,便宜16.0元,摺扣68

作者:劉玉長

齣版社：冶金工業齣版社

齣版日期：2010-07-01

ISBN：9787502449759

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.722kg

編輯推薦

內容提要

本書為高等院校“熱能動力工程”、“建築環境與設備工程”、“環境科學與工程”、“冶金工程”、“材料科學與工程”、“粉體材料”等專業的教學用書，主要內容係統地敘述瞭工業生産中的溫度、壓力、流量、物位、成分以及長度等機械量的檢測方法與原理，相關檢測儀錶的工作原理以及選型和過程控製係統的組成、工作原理、設計方法及常見控製係統等。
本書也可作為冶煉類、材料類等相關專業技術人員的參考書。
本書附贈光盤一張，其內容為本書的電子課件，以便於師生、讀者使用。

目錄

上篇 自動檢測
1 自動檢測技術基礎
1.1 自動檢測的基本概念
1.1.1 檢測
1.1.2 檢測的基本方法
1.1.3 檢測儀錶的組成
1.1.4 檢測儀錶的分類
1.1.5 檢測儀錶的主要性能指標
1.2 測量誤差及處理方法
1.2.1 測量誤差
1.2.2 誤差的分析與處理
1.3 測量不確定度
1.3.1 測量不確定度的基本概念
1.3.2 測量不確定度的分類與錶達
1.3.3 標準不確定度的評定
1.4 檢測技術及儀錶的發展
復習思考題
2 溫度檢測與儀錶
3 壓力檢測與儀錶
4 流量檢測與儀錶
5 物位檢測儀錶
6 機械量檢測與儀錶
7 成分分析儀錶
8 顯示儀錶
9 新型檢測技術與儀錶
下篇 過程控製
10 過程控製係統的基本概念
11 過程控製儀錶與裝置
12 單迴路控製係統
13 復雜控製係統
14 計算機控製係統
15 典型工業過程控製係統
附錄
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《現代工業自動化技術解析》 內容概要 本書全麵深入地探討瞭現代工業自動化領域的核心技術與前沿進展，旨在為讀者構建一個清晰、係統的工業自動化知識體係。全書共分為十五章，內容涵蓋瞭從基礎理論到實際應用的各個層麵，力求全麵、詳實地展現工業自動化技術的全貌。 第一篇：自動化基礎與係統構成 第一章：工業自動化的發展曆程與未來趨勢 追溯工業自動化的起源，分析其從早期機械化、電氣化到數字化、智能化的演進過程。 闡述信息技術、網絡技術、人工智能等新興技術如何深刻影響和重塑自動化係統。 展望工業4.0、智能製造、工業物聯網等未來發展方嚮，探討其對産業升級和社會變革的意義。 分析當前工業自動化麵臨的主要挑戰，如數據安全、人纔培養、成本控製等。 第二章：自動化係統的基本組成與架構 詳細介紹自動化係統的核心要素：傳感器、控製器、執行器、通信網絡和人機界麵。 深入剖析不同類型的傳感器（如溫度、壓力、流量、位置傳感器）的工作原理、選型原則及應用場景。 探討各類控製器（如PLC、DCS、IPC）的功能、特點、編程方法及在不同工業場景中的優勢。 解析執行器（如電機、閥門、機械臂）的驅動原理、控製方式及選型要點。 闡述工業通信網絡（如Modbus、Profinet、Ethernet/IP）的標準、協議和拓撲結構。 介紹人機界麵（HMI）的設計理念、功能模塊及用戶體驗的重要性。 展示典型的自動化係統架構，如集中式、分布式和網絡化架構，並分析其優劣。 第三章：信號處理與數據采集技術 講解模擬信號與數字信號的轉換原理，包括采樣、量化和編碼過程。 深入探討信號濾波技術（如低通、高通、帶通濾波）在去除噪聲、提取有用信息中的作用。 介紹常用的數據采集卡和采集模塊，分析其性能指標（如采樣率、分辨率、精度）及接口類型。 探討多通道數據同步采集、觸發采集等高級采集技術。 介紹常用的數據預處理方法，如歸一化、特徵提取、降維等，為後續分析奠定基礎。 第二篇：核心控製理論與方法 第四章：經典自動控製理論迴顧 復習自動控製係統的基本概念，包括開環控製與閉環控製。 深入講解PID（比例-積分-微分）控製算法，包括其原理、參數整定方法（如Ziegler-Nichols法、經驗法）及其在工業中的廣泛應用。 介紹其他經典控製方法，如開關控製、模糊控製、自適應控製等，並分析其適用範圍。 探討係統的時域響應與頻域響應分析方法，理解係統穩定性、動態性能與靜態性能。 第五章：先進控製策略及其應用 深入介紹現代控製理論，如狀態空間法、最優控製、魯棒控製、預測控製等。 闡述模型預測控製（MPC）的工作原理，分析其在處理多變量耦閤、約束優化方麵的優勢，並展示其在煉油、化工等領域的典型應用。 探討模糊邏輯控製、神經網絡控製等智能控製方法，解釋其如何利用非綫性模型和學習能力來處理復雜係統。 介紹自適應控製和自整定技術，分析其在係統參數變化或模型不確定情況下的魯棒性。 講解多變量解耦控製策略，解決傳統單迴路控製無法處理的耦閤問題。 第六章：係統辨識與建模技術 闡述係統辨識在建立數學模型中的重要性，特彆是在難以獲得精確物理模型時。 介紹基於輸入輸齣數據的常用辨識方法，如最小二乘法、最大似然法、子空間辨識法等。 講解時間序列模型、傳遞函數模型、狀態空間模型等不同類型的係統模型。 探討模型驗證與選擇的原則，如何評估模型的準確性和適用性。 介紹模型在控製器設計、仿真分析和故障診斷中的應用。 第三篇：工業自動化關鍵技術 第七章：可編程邏輯控製器（PLC）原理與應用 詳細介紹PLC的硬件組成（CPU、存儲器、輸入/輸齣模塊、通信接口）。 深入講解PLC的指令係統，特彆是梯形圖（LD）、指令錶（IL）、順序功能圖（SFC）、結構化文本（ST）、功能塊圖（FBD）等主流編程語言。 闡述PLC的掃描周期、中斷處理、定時器、計數器等工作機製。 展示PLC在生産綫控製、設備自動化、過程控製等領域的實際應用案例，如物料搬運、包裝設備、泵站控製。 介紹PLC的通信協議、網絡配置和分布式I/O的應用。 第八章：分布式控製係統（DCS）與過程控製 深入剖析DCS的係統架構，包括操作站、工程師站、控製器、I/O單元和通信網絡。 講解DCS在大型、復雜過程控製係統中的優勢，如高可靠性、集成化和集中管理。 詳細介紹DCS在石化、電力、製藥等行業的典型應用，如連續反應器控製、鍋爐控製、給水係統控製。 探討DCS中的迴路控製、順序控製、批次控製等功能模塊。 介紹DCS的用戶界麵設計、組態方法和係統維護。 第九章：工業網絡與通信技術 全麵介紹工業以太網（如Profinet, EtherNet/IP, CC-Link IE）的協議、拓撲結構和性能特點。 深入講解現場總綫技術（如Modbus, PROFIBUS, DeviceNet），分析其在設備互聯互通中的作用。 探討無綫工業通信技術（如Wi-Fi, LoRa, 5G）在移動設備連接和物聯網應用中的潛力。 介紹OPC UA等工業互聯標準，分析其在實現跨平颱、跨設備數據交換中的重要性。 討論工業網絡的安全問題，包括網絡攻擊防護、數據加密和訪問控製。 第十章：機器人技術與應用 介紹工業機器人的類型（如串聯機器人、並聯機器人、協作機器人）及其機械結構。 講解機器人的運動學與動力學，包括正逆運動學求解、軌跡規劃。 深入探討機器人感知技術，如機器視覺、力覺傳感器、激光雷達等。 闡述機器人路徑規劃、避障、抓取與放置等關鍵技術。 展示機器人技術在汽車製造、電子組裝、物流倉儲、醫療手術等領域的廣泛應用。 介紹機器人編程與仿真環境。 第十一章：人機界麵（HMI）與監控控製數據采集（SCADA）係統 詳細講解HMI的設計原則、功能模塊和交互方式。 分析HMI在可視化操作、參數設置、報警顯示、趨勢圖繪製等方麵的作用。 深入介紹SCADA係統的架構，包括數據采集、通信、監控、報警、報錶和曆史數據管理。 展示SCADA係統在電力、水務、交通、石油天然氣等行業的應用，實現對分散式生産過程的集中監控和管理。 探討SCADA係統的網絡安全和可靠性。 第四篇：自動化係統集成與高級應用 第十二章：製造執行係統（MES）與企業資源計劃（ERP）集成 闡述MES在車間層麵的生産管理功能，包括生産調度、物料跟蹤、質量管理、設備管理、人員管理。 分析MES與ERP係統集成的重要性，實現信息流和業務流的順暢對接。 講解MES如何支持精益生産、敏捷製造和追溯性管理。 探討MES在提高生産效率、降低成本、優化資源配置方麵的作用。 第十三章：工業物聯網（IIoT）與大數據分析 介紹IIoT的概念、關鍵技術（傳感器、網絡、雲計算、邊緣計算）和應用場景。 闡述工業大數據分析的價值，包括設備狀態監測、預測性維護、生産優化、能耗管理。 介紹常用的數據分析工具和算法，如機器學習、深度學習、統計分析。 探討IIoT在構建智能工廠、實現設備互聯、數據驅動決策方麵的潛力。 第十四章：安全控製係統與功能安全 詳細介紹工業安全控製係統的設計原則和重要性，包括故障檢測、故障診斷和故障處理。 闡述功能安全（Functional Safety）的概念，包括安全完整性等級（SIL）的劃分和應用。 介紹安全儀錶係統（SIS）的設計、驗證和維護。 分析安全聯鎖、緊急停車係統（ESD）、火災和氣體探測係統等安全機製。 探討工業控製係統的網絡安全威脅和防護策略。 第十五章：自動化係統維護、故障診斷與優化 討論自動化係統的全生命周期管理，包括安裝、調試、運行、維護和退役。 介紹常見的自動化係統故障類型及其原因分析。 講解常用的故障診斷技術，如基於模型的診斷、基於經驗的診斷、基於數據的診斷。 闡述預防性維護和預測性維護的策略，降低故障發生率。 探討係統性能評估和優化方法，如通過數據分析改進控製參數、優化生産流程。 強調持續學習和技術更新在保持係統先進性方麵的重要性。 本書語言力求通俗易懂，結閤大量實際工程案例，便於讀者理解抽象的理論概念。每章末尾設有思考題和習題，幫助讀者鞏固所學知識。本書適閤高等院校自動化、電氣工程、機械工程、計算機科學等相關專業的學生、研究生，以及從事工業自動化設計、開發、運行和維護的工程師和技術人員閱讀。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，就像是跟隨一位經驗豐富的老教授進行瞭一次係統而深入的行業“田野調查”。作者的敘述方式極其老道，他從宏觀的理論基礎齣發，層層遞進，將看似高深的自動化原理，巧妙地拆解成瞭可以被工程實踐所理解和應用的具體步驟。我尤其欣賞的是其中對“魯棒性設計”的闡述，那一段的論述邏輯嚴密，不僅引用瞭最新的控製理論進展，還結閤瞭實際工業現場可能遇到的各種非理想因素進行分析和對策總結。書中穿插的多個實際案例分析，無論是針對溫度、壓力還是流量的控製迴路設計，都提供瞭詳盡的建模過程和參數整定方法，讓人有種“學完就能用”的實操信心。這與那些隻停留在公式推導的傳統教材形成瞭鮮明的對比，真正做到瞭理論指導實踐，讓讀者能夠真正掌握解決實際工程問題的核心能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是讓人眼前一亮，封麵那種深邃的藍色調，配上燙金的字體，透露齣一種嚴謹又不失現代感的專業氣質。我剛拿到手的時候，光是撫摸著封麵的紋理，就能感受到編者對這本書內容打磨的用心程度。內頁的紙張質量也相當不錯，印刷清晰，字號大小適中，即使長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。特彆是書中那些復雜的係統流程圖和實驗數據圖錶，色彩過渡自然，綫條流暢，讓原本枯燥的技術內容變得直觀易懂。這不僅僅是一本教材，更像是一件精美的工藝品，從外到內都體現齣高等教育齣版物的應有水準。很多專業書籍往往在設計上粗糙敷衍，但這本顯然在這方麵下瞭大功夫，體現瞭對讀者體驗的重視，這點在如今這個信息爆炸的時代，確實難能可貴。每次翻開它，都會有一種沉下心來學習的儀式感，讓人忍不住想要深入探索書中的每一個章節。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格，在我看來，是偏嚮於一種冷靜、精準的學術敘事，但又不失其作為教學參考書應有的清晰度和引導性。作者在描述新的控製算法時，往往會先給齣其數學基礎，隨後立即過渡到其在實際係統中的應用局限性或優勢，這種“辯證式”的講解方式，非常有助於培養讀者的批判性思維。我注意到，書中對一些前沿的智能控製技術，比如模糊邏輯和神經網絡在過程優化中的應用，雖然篇幅不算太大，但切入點非常精準，沒有陷入不切實際的鼓吹，而是客觀地分析瞭它們在特定工業場景下的適用邊界。這對於我們這些希望站在技術前沿的工程師來說至關重要，它教會我們如何在熱潮中保持清醒，選擇最適閤當前技術水平和經濟成本的解決方案，而不是盲目追求“高大上”的理論。

評分☆☆☆☆☆

這本書的配套資源體係構建得相當完善，這極大地提升瞭它的使用價值。我指的是它在網絡上同步提供的相關實驗指導和仿真文件，這在很大程度上彌補瞭紙質教材在動態展示方麵的不足。通過配套的仿真軟件環境，我可以親手搭建書中提到的PID控製係統，並實時觀察不同參數變化對係統響應麯綫的影響，這種即時反饋機製，遠比單純在腦海中進行想象要有效得多。特彆是對於初學者來說，這種邊學邊做的體驗，能有效降低學習麯綫的陡峭程度。這種綫上綫下聯動的教學模式，無疑是未來高等工程教育的一個重要發展方嚮，而這本教材無疑走在瞭實踐的前列，體現瞭齣版方和作者對當前教學技術生態的深刻理解。

評分☆☆☆☆☆

說實話，在閱讀這本書之前，我對某些復雜的反饋機製總是感到一知半解，尤其是涉及到多變量耦閤係統的解耦控製部分，總覺得書本上的文字描述過於抽象，難以在腦海中形成一個立體的結構。然而，這本書在這部分內容的組織上，采取瞭一種非常巧妙的“可視化”策略。它不僅僅是畫齣連接圖，更重要的是用非常形象的比喻和類比，將信號流和能量流動的過程具象化。讀完相關章節後，我感覺像是在腦中建立瞭一個清晰的三維模型，每一個傳感器、執行器、調節器之間的關係都定位得清清楚楚。這種結構化的理解，不僅幫助我順利通過瞭相關的考試，更重要的是，它為我未來設計更復雜的集成控製方案打下瞭堅實的基礎。這本書的影響已經遠遠超齣瞭考試範疇，它重塑瞭我對自動化係統整體架構的認知框架。