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| 編輯推薦： |
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本书遵循教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念，融入思政元素，注重理论与实践相结合。
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| 內容簡介： |
本书是智能制造相关专业的综合实践课程教材。本书系统地介绍了当前主流智能工厂建设的关键技术和实施方案，阐述了智能工厂从底层数据采集到智能控制、从智能操作到智能运营的具体事项及方法，明确了相关产品和技术的应用方法，并列举了典型行业的智能工厂实施案例。本书共6章，具体包括绪论、工厂级智能制造解决方案、智能工厂基础自动化设计、智能工厂优化控制设计、智能制造应用和视频集成与元宇宙技术应用。本书力求以技术链条的完整性支撑实践项目，并且在内容选取和组织上做了探索和创新。
本书可以作为自动化、机械等新工科类专业实践课程的教材，也可供其他相关工程技术人员参考。
本书配有电子课件等教学资源，欢迎选用本书作为教材的教师，登录www.cmpedu.com注册后下载。
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| 關於作者： |
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中国地质大学（武汉）自动化学院副院长（分管本科教学工作）、教授，博士生导师，湖北省杰青、湖北省楚天学者，中国地质大学十大杰出青年、优秀共产党。发表学术论文60余篇，获得湖北省自然科学奖，湖北省优秀博士学位论文奖，主持中国博士后基金一项（结题），国家自然科学基金青年基金项目一项（结题），国家自然科学基金面上项目一项（在研），湖北省自然科学基金杰出青年项目1项。主持2019年高等学校自动化类教学指导委员会第三批教育教学改革项目 一项，2019年第一批产学合作协同育人项目-新工科建设项目一项， 主持和参与多项校级教学改革项目。
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| 目錄：
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目录
前言
第1章 绪论 1
第2章 工厂级智能制造解决方案 3
2.1 智能制造解决的问题和产生的价值 3
2.1.1 工业企业的诉求 3
2.1.2 流程行业智能工厂建设目标 4
2.2 智能工厂架构 5
2.3 智能制造解决方案的实施平台 5
2.3.1 从传统工厂到智能工厂 6
2.3.2 1+2+N智能制造整体解决方案 7
2.4 工厂操作系统——supOS 8
2.4.1 系统架构 8
2.4.2 主要功能 8
2.4.3 核心价值 12
2.5 PA+BA 14
2.5.1 生产过程自动化 14
2.5.2 企业运营自动化 15
第3章 智能工厂基础自动化设计 18
3.1 智能制造创新实验室 18
3.1.1 实验室功能 19
3.1.2 课程设计实践的方法 20
3.1.3 智能运行管理与控制平台（OMC） 21
3.1.4 中控智慧仿真平台软件（OTS） 23
3.2 基础工业设备模拟设计 30
3.2.1 工业设备介绍 30
3.2.2 实验1——基础设备仿真模拟实验 30
3.2.3 实验2——精馏塔装置仿真模拟实验 36
3.3 基于乙二醇工艺的精馏塔装置仿真设计 41
3.3.1 工艺介绍 41
3.3.2 实验3——基于乙二醇工艺的精馏塔装置设计 42
3.4 现场仪表及工业通信实验 50
3.4.1 实验目的 50
3.4.2 实验装置 50
3.4.3 实验4——ModbusRTU通信连接实验 58
3.4.4 实验5——VxIDM设备管理应用实验 63
3.5 PID回路基础控制设计实验 72
3.5.1 实验目的和要求 72
3.5.2 实验装置 73
3.5.3 实验6——DCOM配置和OPC连接实验 78
3.5.4 实验7——水箱液位控制实验 84
3.5.5 参考——控制器算法和系统投运方法 87
第4章 智能工厂优化控制设计 95
4.1 先进过程控制设计实践 95
4.1.1 先进过程控制介绍 95
4.1.2 预测控制设计实践整体介绍 98
4.1.3 实验8——系统辨识专业实验 99
4.2 操作导航应用设计实践 117
4.2.1 操作导航介绍 117
4.2.2 实验9——操作导航设计实践 118
4.3 基于精馏塔装置的自动运行实践 122
4.3.1 工艺介绍 122
4.3.2 实验10——精馏塔装置自动运行 122
4.4 基于精馏塔装置的智能驾驶舱设计实践 124
4.4.1 智能驾驶舱介绍 124
4.4.2 实验11——智能驾驶舱配置 124
第5章 智能制造应用 131
5.1 化工行业智能工厂 131
5.1.1 化工行业智能工厂建设的目标 131
5.1.2 案例工厂的建设方案 132
5.1.3 案例工厂建设效果 137
5.2 有色金属行业智能工厂 137
5.2.1 有色金属行业智能工厂建设的目标 137
5.2.2 案例工厂的建设方案 138
5.2.3 案例工厂建设效果 143
5.3 锂电行业智能工厂 145
5.3.1 锂电行业智能工厂建设的目标 145
5.3.2 锂电行业智能工厂建设方案 146
5.3.3 智能工厂建设效果 150
第6章 视频集成与元宇宙技术应用 152
6.1 视频集成和应用 152
6.1.1 行业分析和技术方案 152
6.1.2 典型应用场景和效果 156
6.2 工业元宇宙 158
6.2.1 行业分析及技术方案 158
6.2.2 典型应用案例和效果 161
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| 內容試閱：
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前言
本书是战略性新兴领域“十四五”高等教育系列教材体系建设——高端装备制造（工业互联网）方向的综合实践教材。随着全球市场竞争的加剧和消费者需求的日益个性化，传统的制造模式已难以满足当前的市场需求。因此，掌握并应用智能制造技术，发展新质生产力，实现生产过程的智能化、柔性化、绿色化，是提升企业竞争力的关键所在，也是当前高校新工科人才培养的重要方向。
本书以中控技术股份有限公司（以下简称中控技术）的智能制造解决方案为例，详细阐述了企业智能工厂建设的关键需求、核心目标和实施方案，介绍了智能工厂从底层数据采集到智能控制、从智能操作到智能运营的具体事项及方法，对相关产品和技术的应用方法进行了详细讲解，并列举了典型行业的智能工厂实施案例和关键方法，这有助于学生理解智能制造的内涵、掌握相关的技术。本书具有以下特点：1）系统性。本书系统性地介绍了智能工厂的架构，以中控技术系统性的智能制造解决方案为例，介绍了从生产到运营、从数采到控制、从集成到优化的各个方面，涉及仪表、控制系统以及工业应用软件（APP）等多种产品和技术。本书可以让学生系统地了解智能制造的基本概念、内容以及涉及的非技术性因素，掌握智能制造相关的技术链条，并能够适应产业的数字化转型升级，满足为新质生产力助力的发展要求。
2）理论和实践结合。本书以智能制造产业需求为导向，以工程项目驱动为主线，详细阐述了智能制造领域常见控制系统和工业软件的使用方法，列举了不同行业实际工业现场的智能制造实践案例，以帮助学生了解和掌握智能工厂生产中的关键理论和方法，促进具有创新能力和工程实践能力的拔尖人才的培养。
3）体现新时代卓越工程师的素质培养。首先，本书结合工程实例，传播可持续的绿色发展理念，帮助学生树立精益求精的职业态度。其次，本书强调自主研发、技术创新的紧迫性和重要价值，让学生树立正确的价值观和具有高度的社会责任感。最后，本书针对科技短板，激励学生树立科技报国的理想，培养学生解决实际问题和突破关键技术难题的能力。
本书适合自动化、智能制造等相关专业高年级本科生以及研究生使用，也可供相关领域和部门的工程技术人员参考。感谢使用本书的广大教师、学生以及科技工作者。由于编者水平有限，书中难免有不足之处，欢迎广大读者批评和指正。
编 者
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