具体描述
本书结合计算机、数字信号处理和传感器技术的最新发展，介绍了测量误差和数据处理的基础知识，电参数测量方法，非电量测试技术，智能仪器技术，检测新技术，检测系统的设计与分析，以及由单片机组成的测量系统的设计方法。
本书内容丰富，实用性强，可作为高等学校自动控制、检测、机电一体化等专业课教材，也可作为相关专业技术人员的参考用书。
现代工业控制系统设计与优化 作者： 张伟, 李明, 王芳 出版社： 机械工业出版社 出版日期： 2023年10月 ISBN： 978-7-111-78901-2 --- 内容简介 本书全面系统地阐述了现代工业控制系统的设计、实现、运行与优化等关键环节。随着工业4.0和智能制造的深入发展，传统的控制系统正面临着前所未有的挑战，要求更高的实时性、可靠性、柔性和智能化水平。本书紧密围绕这一时代需求，旨在为工程技术人员、高校师生提供一套兼具理论深度与工程实用性的参考指南。 全书共分十二章，内容涵盖了从系统规划、硬件选型到软件开发、网络通信、高级控制算法应用以及系统维护升级的完整生命周期。 第一部分：工业控制系统的基础与架构 第一章：工业控制系统的演进与发展趋势 本章首先追溯了 DCS (集散控制系统)、PLC (可编程逻辑控制器) 和 SCADA (数据采集与监视控制系统) 的发展历程，重点分析了当前工业控制系统（ICS）向集成化、信息化和网络化方向演进的内在驱动力，包括物联网（IIoT）、边缘计算和云计算对传统控制架构的冲击与融合。详细介绍了新一代工业控制系统的典型分层结构，包括现场层、控制层、管理层和决策层，并探讨了 CPS（信息物理系统）在现代制造中的核心地位。 第二章：现场传感器与执行器的选型与接口 详细介绍了用于温度、压力、流量、物位等关键工业参数的常用传感器原理、性能指标及其在复杂环境下的适应性选择。重点剖析了传感器信号的调理、线性化处理技术，以及数字传感器的发展趋势。在执行器方面，深入讲解了伺服电机、变频器、调节阀的工作原理、选型标准及与控制器的电气和通讯接口规范（如 4-20mA、HART 协议、IO-Link）。本章强调了现场总线技术（如 PROFIBUS DP/PA, Foundation Fieldbus）在提高现场数据采集可靠性和实时性方面的作用。 第三章：可编程逻辑控制器（PLC）与控制器选型 本章聚焦于主流 PLC 平台的架构、编程语言（遵循 IEC 61131-3 标准，包括 LD, FBD, ST, SFC）和指令集。通过实际案例对比分析了不同品牌（西门子 S7 系列、罗克韦尔 AB 系列等）在处理能力、冗余设计、安全等级和生态系统方面的优劣。详细阐述了模块化 I/O 系统的配置、故障诊断与热插拔技术，确保控制系统的稳定运行。 第四章：工业网络通信与互操作性 系统讲解了工业以太网（如 PROFINET, EtherNet/IP）和传统串行通信（如 Modbus RTU/TCP）的技术细节。重点分析了数据帧结构、报文交换机制、网络拓扑设计与安全隔离技术。本章着重讨论了如何构建高效、低延迟的控制网络，并介绍了 OPC UA 这一关键技术在实现跨平台、跨系统数据互操作性方面的核心作用。 第二部分：控制算法与软件实现 第五章：经典控制理论在工业中的应用 复习了经典 PID 控制的理论基础，深入探讨了 PID 调谐的工程实践方法，包括查表法、Ziegler-Nichols 法及基于模型的在线辨识调谐技术。对比分析了串联控制、前馈控制、解耦控制等高级控制结构在处理多变量耦合问题时的有效性。本章通过具体的锅炉温度控制、反应釜压力控制等案例，演示了如何根据工艺特性选择和优化控制策略。 第六章：先进过程控制（APC）技术 本章引入了现代控制理论在复杂系统中的应用，特别是针对具有大延迟、强耦合特性的化工和冶金过程。详细介绍了模型预测控制（MPC）的基本原理，包括系统辨识、模型建立（状态空间或传递函数）、约束处理和优化求解算法。同时，也探讨了模糊控制、神经网络控制等智能控制方法在非线性系统控制中的潜力与局限。 第七章：人机界面（HMI）与可视化设计 阐述了 HMI/SCADA 系统的设计原则，强调界面的直观性、信息密度和操作的安全性。内容包括画面布局设计规范、报警管理机制（依据 ISA 18.2 标准）、趋势图和历史数据分析功能的设计实现。重点讲解了如何通过有效的可视化手段，辅助操作员快速理解系统状态并做出正确决策。 第八章：控制系统软件的工程化开发 讨论了控制软件开发中的结构化编程、模块化设计和代码重用策略。介绍了面向对象编程在大型控制系统软件开发中的优势。本章还深入讲解了软件的调试方法，包括模拟仿真测试、硬件在环（HIL）测试，以及确保代码健壮性和可维护性的编码规范。 第三部分：系统集成、安全与优化 第九章：分布式控制系统（DCS）的集成与管理 聚焦于大型、高可靠性要求的 DCS 系统。详细介绍了 DCS 的冗余架构（控制器、网络、电源）、系统级数据一致性维护和系统范围的集成策略。本章阐述了 DCS 在电力、石油石化等关键基础设施中的部署模式，以及操作员站与工程师站的协同工作流程。 第十 অঞ্জ：工业控制系统的网络安全 随着系统互联性的增加，网络安全成为重中之重。本章深入分析了 ICS 领域面临的主要威胁，包括恶意软件、拒绝服务攻击和供应链漏洞。详细介绍了 ISA/IEC 62443 系列标准，并提供了从网络分段（DMZ 建立）、访问控制（最小权限原则）、安全审计到应急响应的实用安全加固措施。 第十一章：系统可靠性工程与故障诊断 探讨了提高工业控制系统可靠性的关键技术，包括组件冗余（N+1、1oo2、2oo3 结构）、热备份切换策略和预测性维护（PdM）的概念。详细介绍了基于状态监测和诊断算法的故障定位技术，以及如何利用历史报警数据和运行日志进行根本原因分析（RCA）。 第十二章：系统生命周期管理与升级 本章关注控制系统全生命周期中的资产管理和技术升级。涵盖了系统文档的维护、版本控制策略、遗留系统（Legacy System）的现代化改造路径选择（如平滑过渡、分步替换）。强调了在不中断生产的前提下，进行硬件更新和软件升级的技术考量与风险控制。 --- 目标读者 本书面向从事自动化工程、过程控制、设备管理及系统集成的专业工程师、项目经理，以及相关专业的研究生和高年级本科生。通过本书的学习，读者将能独立完成复杂工业自动化项目的系统规划、方案设计、实施集成和后期优化工作，显著提升在现代智能制造环境下的工程实践能力。 推荐理由 本书结构严谨，内容紧密结合当前工业界最前沿的技术应用，特别是对工业网络安全和先进过程控制的论述深入且具有指导意义。它不是一本理论教科书，而是一本将复杂控制理论转化为工程实践的实战手册。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 onlinetoolsland.com All Rights Reserved. 本本书屋 版权所有