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工業數據採集與智能數據處理/工業控制與智能製造產教融合叢書

  • 作者：編者:姜慶超|責編:劉星寧
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111816676
  • 出版日期：2026/10/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：396
人民幣：RMB 79 元      售價：元
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內容大鋼
    本書以信號感知-數據採集-數據傳輸-智能數據處理為主線，系統闡述了工業數據採集技術與智能數據處理演算法。在介紹數據採集系統組成、結構、原理等共性知識基礎上，重點分析了以PC和PLC為主控設備的數據採集技術，並結合實際案例，對主流的數據採集軟硬體設備及其應用進行了重點闡述。在智能數據處理部分，有選擇地介紹了工業數據處理領域典型的機器學習演算法。對於蓬勃發展的深度學習，也結合具體模擬與工業案例，闡述了主要演算法的基本原理及應用技術。通過演算法與案例的結合，期望讀者能真正理解演算法原理，並針對演算法特點和應用需求，合理進行演算法選擇、改進與完善，解決各類工業實際問題。
    本書注重內容的完整性、系統性、準確性與新穎性，尤其將演算法原理、模擬分析與工業應用案例緊密結合，突出理論聯繫實踐，有利於培養讀者開展工業數據採集系統設計、開發及數據處理與應用的綜合能力。
    本書可作為高等院校自動化、智能科學與技術、智能製造工程等專業本科生及控制工程等專業研究生的專業課教材或教學參考書，也可作為工礦企業、科研與設計單位、工程公司技術人員的學習參考資料。
作者介紹
編者:姜慶超|責編:劉星寧
目錄
前言
第1章  工業數據採集技術與數據採集系統
  1.1  工業數據採集基礎
    1.1.1  工業大數據與工業數據採集
    1.1.2  工業數據採集系統的組成與分類
    1.1.3  工業數據採集系統的性能
    1.1.4  常用的工業數據採集技術
  1.2  工業數據採集系統中的硬體設備
    1.2.1  工業數據採集系統的主控設備
    1.2.2  工業網關設備及其應用案例
    1.2.3  工業數據採集系統的信號類型與I／O介面模塊
    1.2.4  工業數據採集中的感測器與機器視覺
  1.3  工業數據採集系統中的主要軟體
    1.3.1  工業數據採集與可視化軟體平台
    1.3.2  實時資料庫/工業資料庫
    1.3.3  工業互聯網/工業物聯網平台
  1.4  工業數據採集系統中的網路與通信協議
    1.4.1  工業數據採集系統網路結構與通信協議
    1.4.2  傳統的現場匯流排協議
    1.4.3  工業乙太網協議
    1.4.4  工業無線通信協議
第2章  以PC為主控設備的工業數據採集
  2.1  基於PC的數據採集相關知識
    2.1.1  基於PC的數據採集概述
    2.1.2  數據採集中模擬量輸入模塊A/D轉換分析
    2.1.3  基於PC的數據採集系統驅動程序
  2.2  數據採集系統典型的數據採集卡
    2.2.1  USB介面數據採集卡
    2.2.2  PCI/PCIe匯流排數據採集卡
    2.2.3  PXI/PXIe匯流排數據採集卡
    2.2.4  數據採集卡板載計數器/定時器
  2.3  模擬量數據採集中的共性基礎知識
    2.3.1  模擬量輸入信號連接與抗干擾
    2.3.2  模擬量輸入信號採集中的時鐘與觸發
    2.3.3  模擬量輸入信號採集中的採集模式
    2.3.4  模擬量輸入信號採集中的多卡同步
  2.4  基於PC的集中式數據採集案例
    2.4.1  PC通過寄存器讀寫進行數據採集
    2.4.2  研華數據採集卡及其使用與編程
  2.5  PC通過Modbus協議進行數據採集編程
    2.5.1  Modbus協議及其在數據採集與測控中的應用
    2.5.2  PC通過Modbus RTU協議進行數據採集
    2.5.3  Modbus通信中浮點數的處理與編程
    2.5.4  PC通過Modbus TCP進行數據採集
  2.6  PC通過經典OPC DA規範的工業數據採集
    2.6.1  經典OPC規範概述
    2.6.2  MATLAB作為OPC客戶端通過DA伺服器與分散式模塊的數據採集
    2.6.3  PC通過DA規範與PLC進行數據採集案例
  2.7  PC通過OPC UA規範的工業數據採集
    2.7.1  OPC UA規範概述

    2.7.2  S7-1500控制器OPC UA伺服器配置與測試
    2.7.3  PC通過OPC UA規範進行數據採集
第3章  以PLC為主控設備的工業數據採集
  3.1  PLC在數據採集中的應用實例
    3.1.1  PLC及其在數據採集與控制中的應用
    3.1.2  三菱電機PLC用於數據採集編程
    3.1.3  施耐德電氣M580系列PLC用於數據採集編程
    3.1.4  羅克韋爾自動化CompactLogix系列PLC用於數據採集編程
  3.2  西門子PLC用於數據採集編程
    3.2.1  西門子S7-1500模擬量模塊接線
    3.2.2  西門子S7-1200/1500模擬量模塊的信號轉換功能塊實現
  3.3  PLC與數據採集設備串列通信協同數據採集
    3.3.1  PLC與智能模塊協同數據採集技術
    3.3.2  S7-1200與研華ADAM-4117模塊協同數據採集
    3.3.3  FX-5UC與Modbus主站模擬軟體模擬量數據採集
  3.4  PLC與數據採集設備基於Modbus TCP協同數據採集
    3.4.1  基於乙太網的協同數據採集
    3.4.2  FX-5UC與研華ADAM乙太網模塊協同數據採集
    3.4.3  S7-1200與研華ADAM乙太網模塊協同數據採集
  3.5  上位機軟體與S7-1500 PLC之間的數據採集程序設計
    3.5.1  上位機人機界面開發工具選擇
    3.5.2  數據採集模擬環境構建
    3.5.3  VS2022環境下利用C#語言開發WinForm類型數據採集程序
第4章  工業數據智能處理基礎與經典方法
  4.1  工業數據智能處理概述
    4.1.1  工業數據及其複雜性分析
    4.1.2  工業數據智能處理的目的
    4.1.3  工業數據的處理模式分析
    4.1.4  工業數據處理流程
  4.2  工業數據預處理與應用
    4.2.1  工業數據清洗
    4.2.2  工業數據特徵提取
    4.2.3  工業數據對齊
    4.2.4  不平衡數據處理
  4.3  基於機器學習的數據建模
    4.3.1  機器學習的概念
    4.3.2  機器學習模型選擇與評估
    4.3.3  模型泛化能力與正則化技術
  4.4  統計機器學習方法及其應用
    4.4.1  監督學習方法
    4.4.2  無監督學習方法
  4.5  前饋神經網路及其應用
    4.5.1  前饋神經網路發展及其應用範式
    4.5.2  前饋神經網路與反向傳播演算法
    4.5.3  RBF神經網路
  4.6  核方法和支持向量機及其應用
    4.6.1  核方法原理
    4.6.2  支持向量機
    4.6.3  核主元分析
  4.7  集成學習方法及其應用

    4.7.1  集成學習概述
    4.7.2  Bagging方法及其應用示例
    4.7.3  Boosting方法
    4.7.4  Stacking方法及其應用示例
第5章  深度學習在工業數據智能處理中的應用
  5.1  強化學習與深度學習
    5.1.1  強化學習
    5.1.2  深度學習
    5.1.3  深度強化學習
    5.1.4  深度學習框架
  5.2  自注意力機制與多頭注意力及其模擬分析
    5.2.1  自注意力機制與多頭注意力
    5.2.2  多頭自注意力模擬示例
  5.3  循環神經網路類模型及其在過程動態建模中的應用
    5.3.1  循環神經網路類模型
    5.3.2  LSTM演算法在動態建模中的應用
    5.3.3  深度學習與傳統機器學習方法在動態建模中的應用與比較
  5.4  卷積神經網路及其在滾動軸承故障診斷中的應用
    5.4.1  卷積神經網路
    5.4.2  基於短時傅里葉變換的滾動軸承信號分析
    5.4.3  基於卷積神經網路的滾動軸承故障診斷
  5.5  增強變分自編碼器及其在工控入侵檢測中的應用
    5.5.1  案例背景
    5.5.2  變分自編碼器
    5.5.3  基於RFE-RF的工控入侵檢測數據集特徵選擇
    5.5.4  基於增強變分自編碼器的入侵檢測演算法
    5.5.5  實驗結果與分析
  5.6  紅黴素發酵過程數據採集與軟測量建模
    5.6.1  紅黴素發酵工藝
    5.6.2  基於OPC UA規範的紅黴素發酵生產過程數據採集與預處理
    5.6.3  紅黴素發酵過程軟測量建模
第6章  大語言模型在工業數據採集與處理中的應用
  6.1  大語言模型概述
    6.1.1  大語言模型的基本概念
    6.1.2  大語言模型的構建流程
    6.1.3  大語言模型工業應用與優化關鍵技術
  6.2  Transformer架構與生成式預訓練語言模型GPT
    6.2.1  Transformer架構
    6.2.2  Transformer的主要功能模塊
    6.2.3  生成式預訓練語言模型
  6.3  大語言模型及其工業應用
    6.3.1  大語言模型的工業應用模式
    6.3.2  基於原生大模型的工業領域大模型構建
    6.3.3  時序大語言模型及模擬示例
  6.4  大語言模型輔助工業數據採集程序設計實例
    6.4.1  大語言模型輔助編程
    6.4.2  大語言模型在私有串列通信協議分析與編程中的應用
    6.4.3  AI編程平台輔助數據採集程序開發
  6.5  大語言模型輔助PLC控製程序開發實例
    6.5.1  基於大語言模型的PLC程序自動生成

    6.5.2  大語言模型輔助PLC控製程序設計
    6.5.3  大語言模型輔助工控程序設計的思考
參考文獻

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