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出版者:化學工業

作者:[美] 道格拉斯

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:2003-3-1

價格:7.7

裝幀:

isbn號碼:9787502513351

叢書系列:

圖書標籤:

• 過程控製
• 係統工程
• 自動化
• 化工過程
• 控製係統設計
• 工業自動化
• 儀錶控製
• PID控製
• MATLAB仿真
• 過程工業

《現代化工過程自動化儀錶與控製》 內容簡介： 本書深入探討瞭現代化工生産過程中所涉及的自動化儀錶和控製係統。在化工行業日益追求高效、安全、環保和經濟效益的今天，先進的自動化技術已成為不可或缺的核心驅動力。本書旨在為讀者構建一個全麵而深入的認知框架，理解並掌握化工過程自動化的基本原理、關鍵技術以及實際應用。 第一部分：化工過程的自動化基礎 本部分將首先介紹化工過程自動化的發展曆程、重要性及其在現代化工生産中的核心地位。我們將分析化工過程的基本特性，如動態性、非綫性、時滯等，並闡述這些特性對自動化控製提齣的挑戰。隨後，我們將詳細介紹自動控製的基本概念，包括反饋控製、前饋控製、串級控製、比值控製等，並解析不同控製策略在化工過程中的適用場景和優缺點。同時，本書還將引入係統辨識的概念，介紹如何通過實驗數據建立化工過程的數學模型，為後續的控製係統設計奠定基礎。 第二部分：自動化儀錶與傳感技術 在本部分，我們將聚焦於化工過程中各種關鍵參數的測量儀錶。詳細介紹溫度、壓力、流量、液位、濃度、pH值等物理量和化學量的傳感器原理、結構、選型原則以及在不同工況下的應用特點。本書將涵蓋傳統的儀錶技術，如熱電偶、電阻溫度計、差壓變送器、渦輪流量計等，並深入介紹先進的智能傳感器技術，如紅外、激光、超聲波、色譜等，以及它們如何提升測量精度和可靠性。此外，還將討論儀錶信號的轉換、傳輸以及在惡劣化工環境下的防護措施。 第三部分：控製係統硬件與軟件平颱 本部分將重點介紹實現自動化控製所需的硬件設備和軟件平颱。詳細闡述可編程邏輯控製器（PLC）、分布式控製係統（DCS）以及可編程自動化控製器（PAC）的核心功能、體係結構、編程方法和在化工生産中的部署應用。我們將分析不同控製係統平颱的優劣勢，以及如何根據生産規模、控製復雜度、投資預算等因素進行閤理選型。此外，還將介紹人機界麵（HMI）的設計理念和應用，以及如何通過SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）係統實現生産過程的集中監控和數據管理。 第四部分：先進控製策略與應用 在掌握瞭基礎理論和硬件平颱後，本部分將深入探討更為先進的控製策略。我們將詳細介紹模型預測控製（MPC）的原理、算法和在復雜化工過程優化中的應用，例如煉油、乙烯裂解等。同時，還將講解自適應控製、模糊控製、神經網絡控製等智能控製方法，以及它們在解決非綫性、時變係統控製難題時的優勢。本書還將涉及過程優化、故障診斷與容偏（FDD）等高級主題，探討如何利用先進控製技術提升過程的經濟效益和運行穩定性。 第五部分：係統集成、安全與維護 自動化控製係統的成功實施離不開係統的集成、安全性和可靠的維護。本部分將介紹如何將儀錶、控製設備、上位機係統等進行有效的集成，構建穩定可靠的自動化運行體係。我們將深入探討化工自動化係統的網絡安全問題，包括信息安全威脅、防護策略以及相關的行業標準。此外，還將詳細闡述自動化控製係統的日常維護、故障排除、定期校驗和升級換代的重要性，以及如何建立有效的維護流程，確保係統的長期穩定運行。 第六部分：案例分析與未來發展 本書最後將通過多個實際的化工生産過程案例，直觀展示自動化儀錶與控製技術的應用效果。例如，將深入分析精餾塔的控製策略、反應器的溫度與壓力控製、汙水處理廠的自動化管理等。通過這些案例，讀者可以更清晰地理解理論知識在實踐中的應用，並從中學習到解決實際問題的經驗。最後，本書還將展望化工過程自動化儀錶與控製技術的未來發展趨勢，如工業物聯網（IIoT）、大數據分析、人工智能在過程控製中的應用、數字化轉型等，為讀者描繪自動化技術在未來化工生産中的廣闊前景。 本書適閤於化工、化學工程、自動化、機械工程等相關專業的學生、研究人員以及在化工行業從事生産、設計、運行、維護工作的工程師。通過閱讀本書，讀者將能夠全麵掌握現代化工過程自動化儀錶與控製的核心知識，提升解決實際工程問題的能力，為推動化工行業的智能化、綠色化發展貢獻力量。

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這本書給我最大的感受是“務實”和“前瞻性”的完美平衡。它紮根於當前成熟的工業標準和應用技術，確保讀者學到的知識是立即可用的，能夠立即應用到現有的生産綫上。然而，它並沒有止步於此，在接近尾聲的章節中，作者開始展望未來，對工業4.0、雲計算在過程優化中的應用、以及基於機器學習的自適應控製的潛力進行瞭審慎的探討。這些前瞻性的內容並非空泛的科幻描述，而是建立在對現有技術瓶頸清晰認識的基礎之上，提齣瞭切實可行的研究方嚮和挑戰。我特彆欣賞作者對待新興技術的態度——既不盲目追捧，也不一味排斥，而是用批判性的眼光去評估其在過程控製這一高可靠性領域的適用性。這本書的齣版，無疑為新一代控製工程師提供瞭一份既能應對當前挑戰，又能指引未來方嚮的權威指南。它不僅僅是一本教材，更像是一位經驗豐富的老工程師在為你規劃職業發展路徑。

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閱讀過程中，我深刻體會到作者在文字錶達上的嚴謹與剋製，用詞精準，絕不拖泥帶水，這對於理工科書籍來說是至高無上的優點。例如，在討論模糊控製和神經網絡控製的融閤應用時，作者並沒有陷入過多的哲學思辨，而是直接給齣瞭一個清晰的數學框架和可驗證的性能指標對比。書中的例題設計得非常巧妙，它們往往不是孤立的數學練習，而是源於真實工業控製場景的簡化模型，比如一個高精度溫控爐或者一個復雜反應釜的套D控製係統。完成這些例題後，讀者不僅掌握瞭計算方法，更重要的是理解瞭如何將理論轉化為實際可操作的工程方案。此外，書中對軟件工具的引用也非常客觀，沒有偏袒任何一傢商業軟件，而是側重於介紹背後的算法實現邏輯，這使得我們能夠觸類旁通，無論未來使用何種平颱，其底層思想都是相通的。這種‘授人以漁’的教學理念，讓這本書的價值超越瞭時效性，成為瞭一本可以長期參考的工具書。

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這本書的結構安排極具匠心，它仿佛是為一位有誌於成為資深控製工程師的讀者量身定製的路綫圖。它沒有將理論和實踐割裂開來，而是采用瞭一種螺鏇上升的講解模式。第一遍接觸某個概念時，給齣一個直觀的、宏觀的解釋；當後續章節深入到更復雜的集成或優化問題時，再迴過頭來對初級概念進行更深層次的數學剖析和工程驗證。這種設計極大地降低瞭初學者的入門門檻，同時又保證瞭資深人士能夠從中挖掘齣新的思考角度。特彆是關於項目實施和調試維護的部分，它詳細列齣瞭從現場調試到係統升級的全生命周期管理流程，這在很多同類書籍中往往是被一筆帶過的部分。作者用詳實的篇幅描述瞭“調試現場”會遇到的各種突發狀況和排故思路，這其中的經驗總結，是金錢和時間都難以買到的寶貴財富，對於剛步入職場的工程師來說，簡直是及時雨。

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這本書的內容深度和廣度令人印象深刻，它絕不是那種浮於錶麵的概覽式手冊，而是真正深入到瞭過程控製係統的核心原理和實踐層麵。開篇對自動控製理論的復習，沒有浪費筆墨做無謂的重復，而是直奔工業應用場景中的痛點，比如如何處理非綫性和時滯問題，這一點讓我耳目一新。隨後進入到傳感器與執行器的選型和集成部分，作者對各種新型智能傳感器的介紹，尤其是對數字孿生在現場設備層麵的初步應用探討，顯示齣作者緊跟行業前沿的視野。最讓我受益匪淺的是關於控製策略的論述，從經典的PID調優到現代的先進控製（如MPC），作者不僅詳細講解瞭數學模型，更結閤瞭實際化工、電力等不同行業案例，拆解瞭每種策略在不同工況下的優缺點和實施難點。書中對於係統安全性和可靠性設計的章節，更是極具價值，涵蓋瞭故障診斷、冗餘設計和網絡安全防護的最新標準，這對於保障大型生産設施的穩定運行至關重要。

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這本書的封麵設計得十分簡潔大氣，灰藍色的主調讓人感覺沉穩可靠，正中央的抽象綫條設計，仿佛是復雜控製迴路的縮影，充滿瞭工業美感。我一拿到手，就被這種低調的專業感吸引瞭。內頁的紙張質量上乘，觸感溫潤，即便是長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。裝幀工藝也十分紮實，書脊的處理使得翻頁過程非常順暢，這一點對於需要頻繁查閱的工程技術書籍來說，簡直是福音。排版布局是這本書的一大亮點，圖文混排的恰到好處，關鍵公式和重要的概念都有清晰的邊框或不同的字體進行突齣顯示，讓人在快速瀏覽時也能迅速抓住重點。章節之間的邏輯銜接做得非常自然流暢，即便是跨越瞭多個專業領域的內容，作者也總能找到巧妙的過渡句，引導讀者平穩地進入下一個知識模塊。尤其是那些復雜的流程圖和係統架構圖，綫條清晰，標注詳細，即便是初次接觸這些概念的讀者，也能通過圖示建立起宏觀的認知框架。這種對細節的極緻追求，體現瞭齣版方對專業讀者的尊重，也極大地提升瞭閱讀體驗。

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