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出版者:中國電力

作者:文群英[等]編

出品人:

頁數:283

译者:

出版時間:2007-2

價格:24.50元

裝幀:

isbn號碼:9787508351834

叢書系列:

圖書標籤:

• 熱力學
• 自動化
• 過程控製
• 工業自動化
• 熱力過程
• 控製係統
• 能源工程
• 機械工程
• 係統建模
• 仿真技術

《工業熱力係統的智能調控與優化》 內容簡介： 本書深入探討瞭現代工業生産中至關重要的熱力過程自動化，聚焦於如何通過先進的控製理論、智能化算法與集成化係統設計，實現對復雜熱力過程的精準監控、高效調控和持續優化。本書旨在為從事熱力工程、自動化控製、過程工程等領域的工程師、研究人員以及相關專業的學生提供一本全麵而實用的參考著作。 第一部分：工業熱力過程基礎與自動化需求 本部分首先迴顧瞭工業生産中常見的熱力過程，包括但不限於鍋爐係統、汽輪機、換熱站、製冷係統、工業窯爐以及化工反應過程中的熱量傳遞與能量轉化。詳細闡述瞭這些過程的物理機理、關鍵參數（如溫度、壓力、流量、焓值、熱負荷等）及其相互影響。在此基礎上，深刻分析瞭傳統熱力過程在效率、能耗、環保、安全以及生産柔性等方麵存在的挑戰。接著，本書詳細闡述瞭熱力過程自動化的必要性與緊迫性，強調瞭其在提升生産效率、降低運行成本、保障産品質量、減少環境汙染以及提高本質安全水平方麵的重要作用。我們將重點介紹自動化係統在實現穩定運行、響應外界變化、適應工藝調整以及實現能源梯級利用等方麵的核心價值。 第二部分：先進控製策略在熱力過程中的應用 本部分是本書的核心內容之一，將係統性地介紹適用於復雜熱力過程的先進控製策略。我們將從經典的PID控製齣發，迴顧其原理、整定方法及其局限性，並探討如何通過改進型PID（如增量式PID、串級PID）來剋服某些挑戰。隨後，本書將重點介紹模型預測控製（MPC）。我們將詳細講解MPC的原理，包括建立過程模型、預測未來輸齣、優化控製輸入以及滾動優化等核心步驟。通過豐富的案例，展示MPC在處理多變量耦閤、約束優化以及實現經濟調度方麵的優勢。此外，還將深入探討自適應控製、模糊控製、神經網絡控製等智能化控製方法。我們將分析這些方法如何應對過程參數變化、非綫性特性以及模型不確定性，並討論它們在提高控製精度、魯棒性以及應對復雜工況下的可行性。本書還將涉及魯棒控製、最優控製等理論在特定熱力過程優化中的應用，為讀者提供解決疑難問題的理論工具。 第三部分：熱力過程中的傳感器、執行器與通信技術 實現高效熱力過程自動化離不開精確可靠的測量和控製設備。本部分將詳細介紹在工業熱力過程中常用的各類傳感器，包括溫度傳感器（熱電偶、熱電阻、紅外測溫儀）、壓力傳感器（差壓變送器、壓力開關）、流量傳感器（渦輪流量計、電磁流量計、質量流量計）以及液位傳感器等。我們將分析不同類型傳感器的測量原理、性能指標（如精度、響應速度、穩定性）、適用範圍以及安裝維護要點。同時，本書也將深入探討各類執行器，如調節閥（氣動、電動、液壓）、泵、風機以及電磁閥等。我們將分析其結構原理、選型原則、控製特性以及常見故障。此外，本書還將重點介紹工業通信技術在熱力過程自動化中的應用，包括現場總綫技術（如PROFIBUS、Modbus）、以太網/IP、OPC UA等。我們將闡述這些通信協議如何實現數據的實時采集、設備間的互聯互通以及與上位控製係統的集成，為實現全廠自動化信息一體化奠定基礎。 第四部分：熱力過程的監測、診斷與優化 本部分將聚焦於如何利用自動化係統提供的海量數據，實現熱力過程的智能化監測、故障診斷與性能優化。我們將介紹先進的監測技術，包括實時數據可視化、趨勢分析、預警係統以及基於狀態的監測（CbM）方法。我們將深入探討故障診斷技術，包括基於模型的方法、基於數據驅動的方法（如機器學習、深度學習）以及專傢係統等。通過實際案例，展示如何快速準確地識彆設備故障、工藝異常，並提供相應的處理建議。此外，本書還將重點介紹熱力過程的優化方法。我們將討論如何利用優化算法，例如綫性規劃、非綫性規劃、遺傳算法、粒子群算法等，對熱力過程進行經濟性優化、能耗優化以及環保性能優化。我們將結閤實際生産場景，講解如何根據不同的優化目標，設計相應的優化模型和控製策略。 第五部分：集成化與智能化熱力自動化係統設計 本部分將引導讀者理解如何構建一個集成化、智能化的熱力自動化係統。我們將介紹分布式控製係統（DCS）、可編程邏輯控製器（PLC）以及監督控製與數據采集（SCADA）係統在熱力過程自動化中的應用架構和功能。重點將闡述如何將測控設備、控製係統、數據管理平颱以及優化算法進行有機集成，構建一個統一的信息化管理平颱。本書還將探討物聯網（IoT）技術、大數據分析以及人工智能（AI）在未來熱力過程自動化發展中的作用。我們將展望如何通過這些新興技術，實現更高級彆的預測性維護、自主優化以及生産過程的柔性化與智能化。 結論與展望 最後，本書將對熱力過程自動化的發展趨勢進行總結，並對未來的研究方嚮和技術應用進行展望，包括但不限於低碳化、數字化轉型、虛擬現實（VR）/增強現實（AR）在維護與操作中的應用、以及更加強調能源互聯網與熱力過程的協同優化等。 本書力求語言通俗易懂，理論與實踐相結閤，通過豐富的圖錶、流程圖和案例分析，幫助讀者深入理解熱力過程自動化的核心概念和關鍵技術，並能夠將其應用於實際工程項目中，從而提升工業生産的整體效能。

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這本書的內容簡直讓人耳目一新，作者對復雜概念的闡述深入淺齣，那種娓娓道來的敘述方式，仿佛一位經驗豐富的導師在耳邊細細講解。我特彆欣賞其中對理論模型的構建和實際應用場景的結閤，每一個案例都充滿瞭實踐的智慧，讓人讀起來津津有味，絲毫沒有枯燥感。它不僅僅是一本教材，更像是一部充滿洞察力的行業指南，對於我們這些希望在實踐中不斷精進的專業人士來說，無疑是一筆寶貴的財富。書中對新技術趨勢的敏銳捕捉，也讓讀者能站在行業前沿思考未來的發展方嚮，這種前瞻性是很多同類書籍所欠缺的。

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說實話，剛拿到這本書的時候，我還有點擔心它會過於理論化，畢竟這個領域涉及的數學和物理基礎非常紮實。然而，閱讀體驗完全超齣瞭我的預期。作者似乎有一種魔力，能將那些原本晦澀難懂的公式和原理，通過精妙的圖示和生動的比喻活靈活現地展現齣來。我感覺自己不是在啃書本，而是在進行一場思維的探索之旅，每翻過一頁，都能感受到知識的重量和厚度。尤其是一些關於係統穩定性和魯棒性的章節，分析得極其透徹，為我解決手頭上的一個長期睏擾提供瞭新的思路，這種頓悟的感覺非常棒。

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這本書的排版和邏輯結構設計得極其考究，閱讀流程的順暢感令人稱贊。作者采用瞭一種循序漸進的敘事結構，從宏觀的係統架構設計，逐步深入到微觀的算法實現和參數整定。這種層層遞進的組織方式，極大地降低瞭學習的認知負荷。我發現自己可以很自然地在不同章節間跳轉，查找所需信息，而且交叉引用做得非常好，能夠迅速將分散的知識點串聯起來形成完整的知識網絡。對於需要快速掌握某一特定控製技術的人來說，它的索引和目錄設計也極為友好，檢索效率很高。

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作為一名長期關注能源效率和可持續發展的人士，我發現這本書中關於能耗優化和過程建模的部分尤其引人入勝。它不僅僅關注“如何讓過程穩定運行”，更進一步探討瞭“如何讓過程以最優化的能效運行”。作者在討論先進控製策略時，總能巧妙地融入經濟性和環境影響的考量，這使得整個技術討論的維度得到瞭極大的拓寬。這本書讓我深刻體會到，現代自動化不僅僅是冰冷的邏輯和算法的堆砌，更是對資源利用效率的精細化管理和對社會責任的積極迴應。讀完後，我對未來工業控製的發展方嚮有瞭更宏大和深刻的理解。

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我更傾嚮於從工程實踐的角度來評價這本書。它展現瞭對實際工業控製係統深刻的理解。書中對不同類型傳感器和執行器的特性分析得非常細緻，對於如何根據具體工況選擇最優的控製策略，提供瞭非常詳實的數據支持和邏輯推導。很多教科書隻停留在理論層麵，但這本書卻非常務實地討論瞭實際部署中會遇到的各種非理想因素，比如噪聲乾擾、延遲補償等，這些細節的把握，體現瞭作者深厚的工程背景和對現場經驗的珍視。這本書為我參與的下一個大型項目打下瞭堅實的理論和技術基礎。

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