可重入制造系统的控制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名：可重入制造系统的控制

定价：55.00元

作者：张洁,吴立辉,翟文彬

出版社：科学出版社

出版日期：2009-01-01

ISBN：9787030226365

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.459kg

编辑推荐

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内容提要

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本书主要从可重入制造系统的控制体系结构、控制方法和控制性能分析方法等角度对可重入制造系统控制问题进行介绍。重点介绍可重入制造系统的分层自适应控制体系结构、分层协同控制技术、重调度控制技术、预测控制系统控制的实验证平台和在企业车间的信息化系统进行介绍。实例验证表明，本书提出的方法和技术可能效减少晶圆在制品库存，缩短晶圆产品交货期，提高半导体生产线的整体设备利用率，提高半导体企业的市场响应速度。
本书可以为从事可重入系统控制等领域研究的科研人员、半导体企业信息化咨询顾问和项目实施工程师等提供参考与帮助；也可以作为机械工程、工业工程、自化、计算机工程、管理工程等相关专业的研究生和高年级本科生的教材和参考书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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现代工业的基石：自动化生产的原理、设计与实践 《现代工业的基石：自动化生产的原理、设计与实践》深入探讨了现代工业生产的核心——自动化。本书旨在为读者构建一个全面而深刻的理解框架，从自动化技术的基石原理出发，逐步过渡到实际的设计方法论，最终落脚于自动化生产线在实际应用中的各项实践。本书不仅适合自动化领域的初学者，也为经验丰富的工程师和研究人员提供了新的视角和前沿的知识。 第一部分：自动化生产的理论基石 本部分将详尽阐述构成自动化生产系统的基础理论。我们将从自动化最核心的概念——“自动控制”入手，深入剖析反馈控制、前馈控制、开环与闭环控制等基本原理。读者将了解如何通过数学模型来描述和分析生产过程，理解系统稳定性、响应速度、精度等关键性能指标的含义及其影响因素。 自动控制理论的演进与核心概念： 本节将追溯自动控制理论的发展历程，从早期机械式控制器到现代数字控制系统。我们将重点讲解闭环反馈控制系统的基本组成部分，包括传感器、控制器、执行器以及被控对象，并深入分析它们在实现精确控制中的作用。PID（比例-积分-微分）控制器作为最经典和广泛应用的控制器之一，其原理、参数整定方法及其在工业界的应用将得到详细的解析。此外，本书还将介绍前馈控制、级联控制、 ratio控制等高级控制策略，以及它们在解决复杂生产难题中的优势。 系统建模与仿真技术： 自动化系统的成功设计离不开精确的系统建模。本节将介绍多种常用的系统建模方法，包括物理建模（如基于牛顿定律、能量守恒定律的建模）、数据驱动建模（如神经网络、支持向量机）以及混合建模。读者将学习如何根据实际生产过程的特点选择合适的建模方法，并了解如何利用仿真软件（如MATLAB/Simulink, ANSYS）对模型进行验证和优化，从而在实际部署前预测系统性能，规避潜在风险。 传感器技术与信号处理： 传感器是自动化系统的“眼睛”和“耳朵”，负责将物理世界的信号转化为可供控制器处理的电信号。本节将系统介绍各类工业常用传感器，包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、位置传感器、视觉传感器等，并深入讲解它们的测量原理、技术指标、选型原则以及安装注意事项。同时，我们将探讨信号处理技术，如滤波、放大、模数转换等，以确保传感器信号的准确性和可靠性。 执行器与驱动技术： 执行器是将控制器的指令转化为实际物理动作的关键环节。本节将详细介绍各类工业执行器，包括电动机（直流电机、交流电机、步进电机、伺服电机）、液压缸、气动缸、电磁阀等。我们将分析不同执行器的特点、工作原理、驱动方式以及在不同应用场景下的选型考量。此外，关于驱动器（如变频器、伺服驱动器）的选型与配置也将进行深入阐述。 离散事件系统与状态机： 许多生产过程并非连续变化，而是由一系列离散的事件触发和驱动。本节将介绍离散事件系统（DES）的建模方法，重点讲解状态机（Finite State Machine, FSM）和Petri网等建模工具。读者将学习如何利用这些工具来描述和分析复杂的逻辑顺序控制、流程调度以及故障处理逻辑，为设计柔性化、智能化生产系统打下基础。 第二部分：自动化生产系统的设计方法论 在掌握了基础理论之后，本部分将引导读者进入自动化系统的实际设计过程。我们将从系统需求分析出发，逐步深入到具体的硬件选型、软件开发、集成测试等关键设计环节，强调模块化、标准化和可扩展性的设计理念。 自动化系统需求分析与方案设计： 任何一个成功的自动化项目都始于清晰的需求定义。本节将指导读者如何与客户（内部或外部）进行有效沟通，深入挖掘生产过程中的痛点和期望，明确自动化系统的功能需求、性能指标、安全要求以及预算限制。在此基础上，我们将介绍系统方案设计的流程，包括功能分解、技术路线选择、初步硬件配置等，确保设计方案能够真正解决实际问题并满足预期目标。 PLC（可编程逻辑控制器）系统设计与编程： PLC是现代自动化生产线的“大脑”。本节将系统介绍PLC的硬件架构、指令系统、编程语言（如梯形图、指令表、结构化文本）以及在工业自动化中的应用。读者将学习如何根据控制需求选择合适的PLC型号，掌握PLC的编程技巧，包括顺序控制、逻辑控制、定时器、计数器、数据处理等，并了解如何利用PLC实现复杂的运动控制、过程控制和数据采集功能。 HMI（人机界面）设计与可视化监控： HMI是操作员与自动化系统进行交互的窗口。本节将深入探讨HMI的设计原则，包括界面的友好性、信息的直观性、操作的便捷性等。读者将学习如何选择合适的HMI硬件和组态软件，掌握画面设计、控件配置、报警管理、历史数据记录等功能，从而为操作员提供高效、直观的生产监控与操作平台。 SCADA（监控与数据采集）系统构建： SCADA系统是实现生产过程全面监控、数据采集和集中管理的关键。本节将介绍SCADA系统的架构、核心功能以及在不同工业领域的应用。读者将学习如何构建SCADA系统，包括数据点配置、通信协议选择、画面设计、报表生成、报警管理等，实现对生产过程的实时掌握与分析。 工业网络与通信协议： 自动化设备之间的互联互通是实现系统协同工作的关键。本节将详细介绍各种工业网络技术，包括串行通信（RS-232, RS-485）、现场总线（Profibus, DeviceNet, CANopen）以及以太网通信（EtherNet/IP, Profinet, Modbus TCP）。读者将深入了解各种通信协议的特点、优势、劣势以及在不同应用场景下的选型原则，为构建高效、可靠的工业通信网络提供指导。 设备选型、集成与安装调试： 自动化系统的成功实施离不开精心选型和细致的安装调试。本节将指导读者如何根据系统设计方案进行详细的设备选型，包括传感器、执行器、PLC、HMI、变频器、机器人等。同时，我们将强调设备之间的兼容性、集成性以及安装过程中的规范要求，并详细介绍系统集成、软件联调、现场调试等关键步骤，确保整个自动化系统能够稳定、可靠地运行。 第三部分：自动化生产的实践应用与未来发展 在掌握了自动化系统的设计原理和方法之后，本部分将聚焦于自动化生产在实际工业中的应用案例，并展望未来的发展趋势，包括智能化、柔性化、绿色化等方向。 离散制造自动化应用案例分析： 本节将通过一系列具体的工业案例，深入分析自动化技术在离散制造领域的应用。我们将重点关注汽车制造、电子产品装配、机械加工等行业，展示自动化生产线如何通过机器人、数控机床、自动检测设备等实现高效、高精度的生产。案例分析将涵盖机器人工作站的设计、AGV（自动导引车）在物料搬运中的应用、柔性制造单元的构建等。 流程制造自动化应用分析： 流程制造（如化工、制药、食品饮料）的自动化具有其独特性。本节将探讨流程制造中常用的DCS（分布式控制系统）、PLC与SCADA的结合应用，以及如何通过先进过程控制（APC）技术实现对复杂化学反应、精馏过程等的精确控制，优化产品质量，降低能耗。 机器人技术在自动化生产中的角色： 机器人是实现高度自动化和柔性化的关键技术。本节将深入介绍工业机器人的种类、结构、运动学与动力学原理，以及在装配、焊接、搬运、码垛等领域的广泛应用。读者将了解如何进行机器人轨迹规划、离线编程，以及如何将机器人集成到现有的自动化生产线中。 智能制造与工业4.0： 本节将探讨当前工业发展的前沿——智能制造与工业4.0。我们将深入解读其核心理念，包括物联网（IoT）、大数据分析、人工智能（AI）、数字孪生等技术在自动化生产中的应用。读者将了解如何利用这些前沿技术构建更加智能、自适应、互联互通的未来工厂。 自动化生产的可持续性与绿色化： 随着社会对可持续发展的日益关注，自动化生产的绿色化也成为重要议题。本节将探讨如何通过优化工艺流程、采用节能设备、实现能源回收等手段，降低自动化生产过程中的能耗和排放，实现经济效益与环境效益的双赢。 自动化系统的维护、故障诊断与安全： 自动化系统的稳定运行离不开完善的维护和及时的故障处理。本节将介绍自动化设备的日常维护保养规程，以及常用的故障诊断方法和工具。同时，我们将重点强调自动化系统在网络安全、功能安全以及人身安全方面的设计与保障措施，确保生产过程的安全可靠。 《现代工业的基石：自动化生产的原理、设计与实践》以其系统性的知识体系、详实的案例分析和前瞻性的发展视野，为读者勾勒出一幅清晰的现代工业自动化蓝图，是每一个希望理解、掌握并推动工业进步的专业人士不可或缺的参考。