化工仪表计算机校验技术

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出版者:
作者:王慧
出品人:
页数:243
译者:
出版时间:2010-2
价格:39.80元
装帧:
isbn号码:9787122071477
丛书系列:
图书标签:
  • 化工仪表
  • 计算机校验
  • 自动化控制
  • 工业自动化
  • 过程控制
  • 数据校验
  • 仪器仪表
  • 校验技术
  • 可靠性
  • 测试技术
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具体描述

《化工仪表计算机校验技术》介绍了化工仪表计算机校验系统的硬件组成及软件编程方法。内容包括压力(差压)变送器校验、镍铬-金铁热电偶校验、工作用廉金属热电偶校验、热电阻温度自动测量校验等方面的内容。《化工仪表计算机校验技术》注重理论与实践的结合,软件编写严格按照国家校验规程进行,也有按照厂家设备通信协议的编程,还有误差分析、拟合曲线、回归方程与分度表求取的工程实践。

《化工仪表计算机校验技术》可以作为自动化工程技术人员、软件开发人员项目开发参考书,也可作为科学技术人员及大专院校师生参考书。

现代工业自动化控制系统原理与应用 内容提要: 本书深入探讨了现代工业自动化控制系统的基本原理、核心技术及在各个行业的广泛应用。全书内容结构严谨,逻辑清晰,旨在为读者构建一个全面、系统的自动化控制知识框架。我们从自动控制理论的基础概念入手,系统阐述了反馈控制、前馈控制等经典控制策略的数学模型与实现方法。随后,本书重点剖析了现代过程控制技术,如先进过程控制(APC)、模型预测控制(MPC)的工作机制、建模方法及其在复杂、强耦合生产过程中的优化控制能力。 在硬件层面,本书详细介绍了分布式控制系统(DCS)、可编程逻辑控制器(PLC)和数据采集与监视控制系统(SCADA)的架构设计、组件选型、网络通信协议(如HART、Modbus、EtherNet/IP)的应用与故障诊断。特别地,针对安全仪表系统(SIS)的独立性、可靠性设计、功能安全标准(IEC 61508/61511)的遵循与实施进行了深入的论述,确保读者理解如何构建高可靠性的安全保障体系。 此外,本书紧跟工业智能化发展趋势,着重介绍了基于工业物联网(IIoT)的智能工厂解决方案。内容涵盖了现场总线技术在数据采集中的优势、边缘计算在实时决策中的作用,以及大数据分析在设备预测性维护(PdM)和工艺优化中的应用案例。软件工程方面,本书也涵盖了控制系统软件的生命周期管理、仿真技术(如MATLAB/Simulink环境下的系统建模与仿真)在控制回路整定与验证中的重要性。 本书特别强调实践操作与工程案例的结合。通过大量的实际工业案例分析,读者可以掌握如何根据特定工艺要求选择合适的控制策略和硬件平台,如何进行系统的集成调试、性能评估以及长期的运维管理。本书力求平衡理论深度与工程实用性,是自动化工程专业学生、自动化系统设计与实施工程师、以及致力于提升生产效率和安全水平的工业界人士的理想参考读物。 --- 第一章:自动控制理论基础回顾与拓展 本章首先回顾了自动控制系统的基本构成,包括检测元件、执行器、控制器等。我们着重于对经典控制理论中的传递函数、频率响应分析(波德图、奈奎斯特图)进行深入剖析,并引入了现代控制理论中的状态空间表示法,为分析多变量系统和非线性系统奠定理论基础。针对工业现场常见的过程对象(如一阶滞后、二阶系统、纯延迟环节),我们详细阐述了如何利用系统辨识技术获取精确的数学模型,这是后续进行有效控制设计的前提。本章强调了控制系统稳定性的判据(如Routh-Hurwitz判据)在工程设计中的实际意义,并初步介绍了PID控制器的经典整定方法(如Ziegler-Nichols法)的优缺点及在复杂过程中的局限性。 第二章:工业过程控制系统的硬件平台 本章聚焦于支撑现代自动化控制的核心硬件设备。首先,我们对分布式控制系统(DCS)的系统架构、冗余设计、控制站与操作站的配置进行了详尽的介绍。DCS在大型、连续化生产过程中的集中监控与协调控制优势被重点突出。其次,本书详细讲解了可编程逻辑控制器(PLC)的硬件选型、编程语言标准(遵循IEC 61131-3标准,如梯形图、指令表、结构化文本等)的应用,并结合典型的开关量逻辑控制案例,阐述了PLC在离散制造和顺序控制中的核心作用。数据采集与监视控制系统(SCADA)作为上位监控层,其人机界面(HMI)的设计原则、历史数据管理和远程通信能力是本章的另一重点。本章还深入探讨了工业网络技术,对比了不同现场总线技术(如PROFIBUS, Foundation Fieldbus, DeviceNet)在带宽、实时性、抗干扰能力上的差异,并提供了网络拓扑结构设计与电磁兼容性(EMC)处理的工程建议。 第三章:先进过程控制(APC)技术与应用 本章是本书的亮点之一,专注于超越传统PID控制的现代控制技术。我们首先讲解了先进过程控制(APC)的必要性,特别是针对高耦合、大延迟、非线性强烈的化工、冶金等流程工业的挑战。核心内容是模型预测控制(MPC),包括其核心思想——基于系统模型进行滚动时域的优化求解。本书详细拆解了MPC的构建步骤:精确的过程模型辨识(步长响应法、最小二乘法)、约束条件的引入(软约束与硬约束)、以及在线优化求解器的选择与配置。此外,本章还介绍了其他重要的APC技术,如解耦控制、Smith预估器在纯延迟环节中的应用、以及反馈线性化技术。通过典型的反应器温度控制、精馏塔塔顶压力控制等案例,读者将理解如何利用APC实现操作窗口的拓展和能耗的最小化。 第四章:控制系统安全与可靠性工程 随着工业过程复杂度和风险的提升,控制系统的安全可靠性成为工程设计的重中之重。本章系统阐述了功能安全(Functional Safety)的概念,并详细解读了IEC 61508(电/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全)和IEC 61511(过程工业的安全仪表系统生命周期)这两大国际标准。内容涵盖了从风险评估(如HAZOP分析、LOPA分析)到确定安全完整性等级(SIL)的全过程。在硬件选型上,本书区分了基本过程控制系统(BPCS)和安全仪表系统(SIS),强调了SIS的独立性、低故障概率和高可用性设计要求。本章还探讨了冗余架构的选择(1oo2, 2oo3等)及其对系统平均危险失效概率(PFDavg)的影响,并介绍了安全联锁管理软件和SIS的定期测试与验证方法。 第五章:工业智能化与数据驱动的优化 本章面向工业 4.0 和智能制造的前沿。我们首先探讨了工业物联网(IIoT)在控制系统中的集成架构,重点分析了边缘计算(Edge Computing)在现场数据预处理和实时决策中的关键作用。数据采集方面,本书不仅关注传统控制信号,还涵盖了如何高效集成非结构化数据(如视频、维护记录)。随后,本书深入讲解了基于数据驱动的智能维护策略。不同于传统的定期维护(TBM),我们详细介绍了基于传感器状态监测的预测性维护(PdM)模型构建,包括振动分析、热成像技术在关键旋转设备健康评估中的应用。最后,本章讨论了如何利用机器学习算法(如神经网络、随机森林)对历史生产数据进行挖掘,以实现对工艺参数的自适应优化,从而在保证产品质量的前提下,实现能源消耗的最小化和设备寿命的最大化。 第六章:系统集成、调试与全生命周期管理 控制系统的成功实施不仅依赖于优秀的设计,更依赖于严谨的集成与调试过程。本章提供了从工厂验收测试(FAT)到现场启动(SAT)的详细流程指导。在调试阶段,本书强调了“由低到高、由简到繁”的调试原则:先调试I/O点,再进行回路测试,最后进行联锁和高级控制策略的验证。特别地,系统仿真工具(如HYSYS Dynamics, Aspen Plus Dynamics)在控制策略验证中的作用被着重强调,它能够安全地模拟系统在异常工况下的表现。在系统投入运行后,本章还指导读者如何建立有效的控制系统文档管理体系,如何进行定期的系统审计、性能评估和必要的系统升级换代,确保系统能够长期稳定、高效地运行。

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用户评价

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这本书给我留下了深刻的印象,虽然我不是化工仪表领域的专业人士,但作者的讲解方式却让我这个门外汉也能够大致理解其中的精髓。书中最令我感到惊喜的是,它并没有像很多技术类书籍那样枯燥乏味,而是通过大量的实例和图表,生动地展示了计算机校验在化工仪表中的实际应用。例如,书中详细介绍了如何利用现代化的计算机系统对温度、压力、流量等关键参数的传感器进行校准,并提供了不同类型仪表在不同工况下的校验步骤。我尤其欣赏作者在讲解过程中,并没有回避复杂的理论,而是用通俗易懂的语言将其解释清楚,并将其与实际操作紧密结合。比如,在讨论误差分析时,作者不仅仅罗列了各种误差的来源,还通过图示和计算示例,让读者直观地理解这些误差是如何产生的,以及如何通过校验来减小它们的影响。此外,书中对一些常用校验软件的操作界面和功能也进行了详细的介绍,这对于即将踏入化工仪表行业的初学者来说,无疑是一份宝贵的入门指南。我不得不承认,在阅读这本书之前,我对“计算机校验”这个概念知之甚少,但读完后,我不仅对其有了初步的认识,甚至对它在提升化工生产的精度和安全性方面所起到的作用有了更深的理解。整本书的叙事流畅,逻辑清晰,让人读起来感觉非常顺畅,仿佛在听一位经验丰富的工程师娓娓道来。

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这本书的论述角度非常新颖,它将化工仪表校验技术置于一个更宏观的生产管理框架下进行探讨。我之前一直认为校验只是一个孤立的技术环节,但通过这本书,我认识到它实际上是整个生产流程质量控制体系中的一个关键节点。作者在书中强调了校验数据与生产运行数据的关联性,并介绍了如何通过分析校验数据来优化工艺参数,提高产品收率。这让我看到了校验技术在企业效益提升方面的巨大潜力。书中关于风险评估和预防性维护的内容也给我留下了深刻的印象。作者详细阐述了如何通过对仪表校验数据的长期监测,来预测设备的老化和故障,从而提前进行维护,避免非计划停机带来的巨大损失。这种将技术手段与经济效益相结合的阐述方式,对于企业管理者和技术人员都具有很强的参考价值。此外,书中关于不同国家和行业在校验技术标准上的差异性分析,也让我对国际化的化工生产有了更深入的了解。这本书的优点在于,它能够从多个维度审视化工仪表校验技术,并将其在实际生产中的应用价值进行了充分的挖掘,使读者能够更全面地理解这项技术的重要性。

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这本书为我打开了一个全新的视角,让我看到了计算机技术如何在现代化工生产中扮演着如此重要的角色。我之前一直认为化工仪表就是一些简单的测量工具,但通过这本书,我了解到它们实际上是整个生产过程的“眼睛”和“神经系统”,而计算机校验则是确保这些“眼睛”看得清晰、“神经”传递准确的关键环节。书中的案例分析让我印象深刻,比如在描述如何通过计算机校验来优化反应釜的温度控制时,作者详细列举了不同校验方法的效果对比,以及对最终产品质量和能源消耗的实际影响。这种将理论知识与实际效益紧密联系的阐述方式,极大地增强了我对书中内容的认同感。我也非常赞赏作者在书中对数据采集和处理方面的深入探讨。我了解到,现代化的校验系统不仅仅是简单的比对,更包含了大量的数据分析和趋势预测功能,这对于提前发现设备潜在问题、防止事故发生具有至关重要的意义。书中的一些图表,如不同仪表的响应曲线和校验结果的雷达图,虽然初看有些专业,但结合文字解释后,便能清晰地理解其中蕴含的信息。这本书的优点在于,它能够将一个相对抽象的技术概念,通过丰富的案例和直观的图示,变得具体可感,从而激发读者的学习兴趣,并引导他们深入思考。

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这本书的语言风格非常沉稳大气,但字里行间却透露出作者深厚的专业功底和丰富的实践经验。我特别欣赏作者在描述复杂技术问题时,所表现出的严谨和条理。书中对一些关键校验参数的定义和计算方法,都进行了非常详细的说明,并且辅以清晰的图示和公式推导,让人不得不佩服作者对细节的把控能力。我了解到,在实际的化工生产中,任何一个微小的误差都可能导致严重的后果,而这本书恰恰教会我如何通过严谨的校验来规避这些风险。书中对几种典型化工仪表的校验方法进行了详细的对比分析,并针对不同仪表的特点,给出了相应的优化建议。这对于一线操作人员来说,无疑是一份非常实用的操作指南。我特别注意到,作者在书中多次强调了“实践出真知”的理念,并鼓励读者在实际工作中多思考、多总结。这种循循善诱的教育方式,让我感觉像是在接受一位经验丰富的前辈的指导,受益匪浅。这本书的专业性毋庸置疑,但其可读性也非常高,我作为一个非专业人士,在阅读过程中也能够感受到知识的循序渐进,并对化工仪表校验技术有了更深的认识。

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这本书的阅读体验非常独特,作者在行文中展现出一种前瞻性的视野,让我对化工仪表未来的发展趋势产生了浓厚的兴趣。书中关于智能化校验技术的部分,让我对“工业4.0”和“智能制造”有了更具体的概念。作者并没有仅仅停留在现有技术的介绍,而是描绘了未来校验系统可能的发展方向,例如基于人工智能的自适应校验,以及与MES、ERP系统的深度融合,实现校验数据的实时共享和分析。这让我看到了化工仪表技术发展的无限可能。书中的技术细节虽然深入,但作者的叙述方式却非常考究,他善于运用类比和比喻,将一些复杂的算法和模型解释得易于理解。我特别喜欢书中关于“数字孪生”在校验过程中的应用设想,这不仅是一个技术上的突破,更是对整个化工生产管理模式的革新。此外,作者对校验过程中的标准化和规范化也进行了详细的阐述,这对于保证化工生产的长期稳定性和安全性至关重要。总的来说,这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本关于化工仪表行业未来发展的启示录,它能够激发读者对技术创新的思考,并为行业发展提供新的思路。

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