集散控製係統組態調試與維護 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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任麗靜，周哲民（主編）

圖書標籤:

• 集散控製係統
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現代製造與自動化技術應用叢書：工業網絡通信與數據采集係統設計 叢書定位： 本叢書旨在為工業領域工程師、技術人員以及相關專業學生提供全麵、深入且實用的技術參考與實踐指南。聚焦於現代工業自動化體係中的核心組成部分——工業網絡通信、數據采集（SCADA/DCS）以及物聯網（IIoT）集成，緻力於彌閤理論知識與實際工程應用之間的鴻溝。 本書：《工業網絡通信與數據采集係統設計》 作者團隊介紹： 本書由多位在大型石化、電力和高端裝備製造企業具有超過二十年一綫工程經驗的資深係統架構師和網絡安全專傢聯閤編撰。他們不僅參與瞭多個國傢級重大工業項目的係統集成，同時也是國內多所知名高校自動化專業的客座講師，確保瞭內容的權威性、前瞻性與實操性。 --- 第一部分：工業網絡基礎架構與標準體係解析 本部分將係統性地梳理支撐現代工業控製的通信網絡基礎，從物理層到應用層，進行詳盡的剖析與對比。 第一章：工業通信協議的演進與現狀 1.1 傳統串行通信（RS-232/485）的局限性與現代應用場景重估。 1.2 現場總綫（Fieldbus）的深度剖析：Profibus DP/PA、Foundation Fieldbus、CANopen 及其在不同行業（如化工過程控製、離散製造）中的適用性分析。重點探討時間同步機製（如IEC 61588 PTP/IEEE 1588）在硬實時控製中的作用。 1.3 工業以太網（Industrial Ethernet）的崛起：EtherNet/IP、PROFINET IO、EtherCAT 的核心技術差異、性能指標對比（如抖動Jitter、周期性Cycle Time），以及在高速運動控製和分布式I/O架構中的部署策略。 1.4 OPC UA（Open Platform Communications Unified Architecture）作為跨平颱數據互操作性的基石：從傳統OPC DA到UA模型的深度解析，安全框架、信息建模（Information Modeling）及其在構建企業信息物理係統（CPS）中的關鍵地位。 第二章：工業網絡拓撲設計與硬件選型 2.1 冗餘與可靠性設計：從環網冗餘（MRP/RRPP）到雙星、網狀拓撲的設計原則，以及故障切換時間的計算與優化。 2.2 工業級網絡設備選型：工業交換機（Layer 2/3）、網關（Gateway）的關鍵性能指標（如背闆帶寬、吞吐量、溫度等級），PoE（Power over Ethernet）在現場設備供電中的應用。 2.3 電磁兼容性（EMC）與屏蔽設計：分析噪聲源（變頻器、高頻開關電源）對通信信號的影響，以及工業電纜的選擇、正確接地和屏蔽層的處理規範，確保數據傳輸的完整性。 2.4 無綫工業網絡技術：ISA100.11a、WirelessHART 在移動設備和偏遠區域數據采集中的部署考量，以及5G在工業控製中的低延遲應用探索。 --- 第二部分：數據采集係統（SCADA/DCS）的架構與實現 本部分聚焦於如何高效、安全地從底層現場設備中提取、處理、存儲和可視化生産數據，構建可靠的監控與操作平颱。 第三章：SCADA 係統架構與關鍵組件 3.1 SCADA 係統分層模型：從HMI/操作站到曆史數據庫（Historian）、主站服務器（Master Station）的邏輯劃分。 3.2 實時數據庫（RTDB）的優化與管理：數據點命名規範、更新頻率策略、緩衝區溢齣預防機製。 3.3 曆史數據管理與趨勢分析：長周期數據存儲方案（關係型數據庫 vs. 時序數據庫 TSDB），數據壓縮算法的應用，以及關鍵性能指標（KPI）的實時計算模塊設計。 3.4 人機界麵（HMI）的設計原則：基於人因工程學的布局、報警管理係統（Alarm Management）的國際標準（如ISA 18.2）遵循，以及操作員工作負荷的最小化設計。 第四章：分布式控製係統（DCS）與集成策略 4.1 DCS 的基本控製層級與功能塊（Function Block）設計理念。 4.2 異構係統集成挑戰：如何通過中間件（Middleware）或專有協議轉換器，實現傳統PLC、DCS 與現代SCADA平颱之間的數據交換和狀態同步。 4.3 過程控製迴路的配置與優化：PID 算法的參數整定方法（Ziegler-Nichols, Cohen-Coon），以及先進過程控製（APC）在提升係統效率中的初步應用。 4.4 報警抑製與優先級管理：避免“報警風暴”，確保操作員僅關注關鍵異常事件的有效策略。 --- 第三部分：工業數據安全與係統維護實踐 隨著網絡化程度的提高，係統的安全性和可維護性成為重中之重。本部分提供實用的安全加固和故障診斷方法。 第五章：工業控製係統（ICS）網絡安全 5.1 工業網絡安全威脅模型：識彆常見的攻擊路徑（如供應鏈攻擊、遠程訪問漏洞、蠕蟲病毒傳播）。 5.2 縱深防禦（Defense in Depth）策略在ICS中的部署：物理隔離、網絡分段（DMZ、Perimeter）、訪問控製列錶（ACL）。 5.3 工業防火牆與入侵檢測係統（IDS）：關鍵端口的應用識彆、深度包檢測（DPI）在工業協議中的實現與挑戰。 5.4 身份驗證與遠程訪問安全：基於角色的訪問控製（RBAC）在SCADA中的實施，以及安全VPN通道的建立與管理。 第六章：係統維護、診斷與壽命周期管理 6.1 故障排除流程：基於網絡抓包分析（Wireshark 工業協議插件）的通信故障診斷，以及PLC/RTU 硬件狀態碼的解讀。 6.2 係統備份與恢復策略：控製程序、曆史數據庫和配置文件（Configuration Files）的定期、異地備份機製，以及災難恢復計劃（DRP）的演練。 6.3 生命周期管理：硬件淘汰與軟件升級的風險評估，熱備件（Spare Parts）庫存策略的製定，確保係統平滑過渡。 6.4 性能基綫建立：如何通過持續監控網絡延遲、CPU利用率、數據庫寫入速度等指標，建立係統健康基綫，實現預測性維護。 --- 本書特色： 深度結閤行業案例： 每章均附有來自能源、水處理或汽車製造領域的真實工程案例分析，展示理論在實際復雜環境中的應用效果與局限。 強調規範性： 全麵覆蓋 ISA、IEC、ISO 等國際工業標準，指導讀者構建符閤行業最佳實踐的係統。 麵嚮實踐的參數指導： 提供瞭大量關於硬件選型、協議配置參數、以及網絡帶寬計算的實用錶格和公式，便於工程師快速進行工程設計和驗證。 讀者對象： 自動化工程師、係統集成商、IT/OT 融閤項目負責人、工業網絡技術人員以及緻力於工業智能化轉型的技術管理者。

评分☆☆☆☆☆

這本書的價值在於它提供瞭一個**“係統工程”**的視角，而不是單純的軟件操作指南。我特彆欣賞它在項目前期階段對風險評估和安全聯鎖設計的詳盡闡述。很多工程師在調試階段纔發現設計上的缺陷，導緻返工和停機。這本書卻早早地提齣瞭“以安全為核心的組態原則”，包括如何設計**故障安全（Fail-Safe）**邏輯，以及如何利用DCS自帶的診斷工具進行**預測性維護**的預研。它不是簡單地羅列指令，而是教你如何建立一個健壯、可擴展且易於審計的控製架構。讀完後我最大的感受是，一個好的DCS係統，其穩定性的80%取決於前期的設計和規範，而不是後期的修修補補。如果你是項目經理或者技術負責人，這本書會為你提供一個極好的設計藍圖。

评分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格極其務實，沒有半點學術上的誇誇其談。它更像是一本經驗豐富的現場工程師的“口袋書”。我最欣賞的是它對**維護**環節的真實描述。比如，書中提到在進行熱備係統切換演練時，必須注意哪些環節容易被忽略，以及如何利用曆史趨勢圖來發現潛在的傳感器漂移問題。它還分享瞭一些關於如何撰寫高質量的**操作規程（SOP）**和**維護日誌**的實用建議，這些都是提升車間管理水平的關鍵細節。對於我這種需要經常處理跨部門協調工作的技術人員來說，這本書提供的不僅僅是技術支持，更是在管理和流程規範化方麵提供瞭寶貴的指導。這本書的價值在於它能幫助我們從“救火隊員”的心態，轉變為“預防專傢”的模式，真正實現係統的長期、低成本、高可靠性運行。

评分☆☆☆☆☆

說實話，我本以為這本書會是那種枯燥乏味的技術手冊，充滿瞭晦澀難懂的術語和密密麻麻的參數列錶，但讀下來完全超齣瞭我的預期。它最大的亮點在於其敘事性和結構上的精心設計。作者仿佛是一位經驗豐富的前輩，帶著你一步步走過一個完整的項目生命周期。初期的係統規劃和硬件選型部分，它沒有直接跳入軟件操作，而是先強調瞭需求分析的重要性，這一點很多同類書籍都忽略瞭。我尤其欣賞它在“維護”章節的處理方式，它不僅僅停留在軟件層麵的備份與恢復，還涉及到瞭係統的冗餘策略、周期性健康檢查的標準和文檔管理。這些軟性技能的闡述，恰恰是決定一個係統長期穩定運行的關鍵。這本書的排版也很舒服，圖文並茂，關鍵概念的總結框設計得非常精妙，讓人在快速查閱時也能迅速抓住重點。如果你是剛從學校步入工業現場的新手，這本書絕對能幫你少走很多彎路。

评分☆☆☆☆☆

這本書在“組態”這一塊的深度，讓我這個有著十年經驗的老手都感到驚喜。我本來以為自己對主流的控製策略已經瞭如指掌，但書裏關於**先進控製策略（APC）**在DCS環境下實現的部分，提供瞭許多教科書上看不到的實踐經驗。比如，它詳細對比瞭基於模型的預測控製（MPC）和自適應控製在不同工藝條件下的適用性和組態難點，這在許多中文參考書裏是非常罕見的深度。我記得有一節專門講瞭如何處理**時間敏感網絡（TSN）**在實時控製中的應用考慮，這明顯是緊跟最新工業物聯網趨勢的體現。作者的專業度毋庸置疑，他對底層通訊協議（如OPC UA或Modbus/TCP的擴展應用）的理解也相當透徹，讓我們可以更好地理解上層應用和底層硬件之間的銜接點。對於追求係統優化到極緻的自動化專傢來說，這本書絕對是不可多得的參考資料，能幫你把係統的性能推嚮一個新的高度。

评分☆☆☆☆☆

這本《集散控製係統組態調試與維護》簡直是工業自動化領域的寶典！我最近在負責一個大型化工廠的DCS係統升級項目，說實話，在接觸這本書之前，我對組態和調試這一塊心裏多少有點沒底。書裏對各種常見的控製迴路，比如PID參數的整定、邏輯控製塊的應用，講得簡直是深入淺齣。特彆是關於故障診斷和處理那一部分，我記得書裏詳細列舉瞭十幾種現場常見的通訊中斷和模塊失效的排查步驟，配上瞭流程圖，非常直觀。我按照書裏的指引，成功解決瞭一個睏擾我們團隊很久的間歇性跳閘問題，那感覺就像是找到瞭通關秘籍一樣。它不僅僅是告訴你“怎麼做”，更重要的是解釋瞭“為什麼這麼做”，這種對原理的透徹講解，對於我們這些需要長期維護係統的工程師來說，簡直是太關鍵瞭。書中的案例分析也貼近實際，不是那種實驗室裏的理想化模型，而是充滿瞭真實項目中的“坑點”和解決方案。強烈推薦給所有正在與DCS打交道的工程師朋友們。