《甘蔗糖生產自動化和信息化》是2013年電子工業出版社出版圖書，作者是蘭紅星、易捷。
基本介紹
- 中文名：甘蔗糖生產自動化和信息化
- 作者：蘭紅星 易捷
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2013年10月1日
- 頁數：1141 頁
- 開本：16 開
- 類型：科技
- 語種：簡體中文
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,序言,
內容簡介
本書共分上、中、下三冊。上冊主要介紹生產過程自動化和信息化的基礎理論知識，中冊介紹甘蔗糖生產全過程各主要工段的相關基本原理、工藝方法和設備特點，下冊比較詳細地介紹了製糖生產全過程各主要工段的信凶糊晚息技術套用方式方法，還附有實際例子和參數、表格，以及部分原始碼及說明。
圖書目錄
《甘蔗糖生產自動化和信息化（上冊）》目錄：
自動化、信息化基礎篇
第一章自動控制理論的一般概念
第一節控制理論的發展
第二節經典控制理論
一、自動控制的基本概念
二、自動控制系統的基本形式
三、自動控制系統分類
四、對自動控制系統的基本要求
第三節現代控制理論
一、如何按一定目標來確定一個控制函式（最優控制）
二、如何從受到隨機干擾的輸出y（t）來求狀態向量x（t）（最優估計）
三、如何為一個承受隨機干擾的系統按一定目標確定一個控制函式（隨機最優控制）
四、如何從動態系統輸入和輸出求系統的方程（動態系統辨識問題）
五、如何用各種直接或間接辨識系統動態特性的方法隨時調整控制律得到最優控制（適應控制問題）
第二章過程控制基礎
第一節過程與過程控制
一、生產過程自動化的發展概況和趨勢
二、過程控制的任務和要求
三、過程控制的任務是由控制系統的設計和實現來完成
四、控制系統的組成、分類與性能指標
第二節幾種常用過程控制系統的分析與設計
一、單迴路控制系統
二、串級控制系統
三、比值調節系統櫃乎歡
四、均勻控制系統
五、前饋控制系統
六、選汗捉朵體擇性控制系統
七、分程控制系統
八、多衝量調節系統
第三章自動檢測技術與感測器
第一節檢測技術的基本概念
一、測量的遙背定概念和定義
二、測量儀表的基本功能
第二節檢測儀表的構成和基本性能
一、測量儀表的構成
二、儀表的基本性能
第三節檢測技術的發展概況
一、在測量概念方面
二、在測量對象和測量懂頸跨領域方面
三、在測量工具和方法方面
四、在測量理論方面達旬料應
第四節幾種專用感測器
一、新一代的差壓流量計——威力巴流量探頭
二、核子秤
三、微波錘度計
四、微波水分儀
五、近紅外水分儀
六、近紅外色譜儀
七、射線料位計
第四章過程控制系統的現場級——檢測儀表和執行器
第一節常用的感測器和檢測儀表
一、感測器
二、變送器
三、幾種常見被控變數的檢測
第二節執行器
一、調節閥
二、變頻調速器
第五章過程控制系統的控制管理級
第一節監視、控制級
一、模擬調節器
二、單元組合儀表
三、單、多迴路數字調節器
四、邀糊直接數字控制系統
五、DCS控制站
六、現場監視站
七、PLC與ESD站
八、現場匯流排控制系統（FCS）
第二節操作、管理級
第三節網路與通信
一、早期通信方式
二、網路基礎
三、網路參考模型與通信棧
四、通信模型
五、數據傳輸方式
六、信息傳輸過程
七、過程控制常用的數據鏈路層協定
八、工業乙太網
第四節支撐軟體
一、系統軟體
二、程式語言
三、基本套用軟體
四、HMI軟體
五、組態軟體
第五節高層軟體
第六章集散控制系統（DCS）
第一節DCS概述
一、集散控制系統的基本定義
二、集散控制系統的優點
三、DCS的構成
第二節DCS的硬體系統
一、現場控制站
二、工程師站和操作員站
三、系統伺服器
四、系統網路
五、高層管理網路
六、其他功能站
第三節DCS的軟體系統
一、DCS的主要功能
二、DCS控制站軟體
三、人機界面（HMI）軟體
四、DCS管理伺服器軟體
五、系統自診斷和故障切換
六、工程師站組態軟體
七、先進控制及高層套用軟體
第七章可程式控制器（PLC）
第一節PLC概述
一、PLC的特點
二、PLC的分類
第二節PLC的工作原理
第三節PLC的結構
一、PLC的組成
二、PLC的接口模組
第四節PLC的編程
一、PLC的系統配置
二、PLC的通信網路
三、PLC的編程環境
第八章現場匯流排控制系統（FCS）
一、現場匯流排控制系統概述
二、現場匯流排控制系統的組成
三、現場匯流排控制系統的特點
四、現場匯流排控制系統的功能
五、現場匯流排控制系統的套用
第九章信息化系統
第一節信息系統基礎知識
一、信息系統
二、信息系統建設
三、信息系統開發方法
第二節雲計算
一、雲計算的概念與特點
二、雲計算的套用
三、基礎設施即服務（IaaS）
四、平台即服務（PaaS）
五、軟體即服務（SaaS）
第三節物聯網
一、物聯網的基本概念
二、物聯網的層次結構
三、物聯網的相關領域與技術
四、物聯網的套用
參考文獻
……
《甘蔗糖生產自動化和信息化（中冊）》
《甘蔗糖生產自動化和信息化（下冊）》
作者簡介
蘭紅星，中南大學信息工程學博士，研究員。20世紀90年代曾在日本留學，一直從事信息技術套用的研究與推廣工作，先後組織和主持了十多個有較高水平的省部級項目研究開發，研究成果在全國多地得到推廣套用，其中有多個項目分別獲省級以上科技進步獎。1992年被評為“國務院特殊津貼專家”，現任廣西工業和信息化委員會副主任。
易捷，研究員，研究生導師。從事甘蔗製糖生產過程自動化與信息化系統的研究和產業化工作多年。帶領團隊承擔並完成了多項國家科技部、國家工信部、廣西科技廳、廣西工信委等政府部門下達的科研任務，多次獲得廣西壯族自治區政府頒發的“廣西科學技術進步獎”和授予的“廣西壯族自治區優秀專家”等榮譽稱號，研製生產的自動化信息化系統近十幾年來一直在我國約70%的甘蔗製糖生產線和東南亞、中南美洲和非洲等國家的糖廠發揮作用。
序言
序
2008年美國金融危機爆發、特別是歐債危機發生以來，除了分析研究危機的成因之外，國內外一些戰略家和歷史學者力圖從技術和產業發展歷史進程的分析，尋找危機的真相和化解危機的辦法。在這個過程中，產生了很多研究成果，包括美國學者傑里米里夫金的專著《第三次工業革命》和英國《經濟學家》雜誌專欄作家保羅麥基里的同名論文，彼特馬什的《新工業革命》，美國通用電氣（GE）公司的報告《工業網際網路：突破智慧與機器的界限》，以及德國國家科學與工程院的研究報告《工業4.0》。這些研究雖然側重點各有不同，標誌性概念也存在較大差距，但也有其共同點，那就是都認為由於材料、能源、裝備、工藝技術的新進展與信息技術的發展結合在一起，一場新的產業革命已經在全球範圍內孕育發展。這場革命將繼承並發展工業革命以來人類社會取得的全部科學、技術和產業革命的成果。在賽柏（Cyber）-物理空間將信息生產力和工業生產力集成在一起，把材料、能源、信息三種資源的融合利用在廣度和深度上推進到一個前所未有的新階段，從而為化解危機、實現經濟社會發展轉型提供新的技術範式和商業模式。
從今天的實際形態看，3D列印和電子商務最能說明這場變革的發展和意義。3D列印也稱為“添加式製造”，通過逐層堆積材料一次成型生產產品，顛覆了傳統製造工藝，在節能降耗、提高產品質量等方面具有顯著的優點。我看了北京航空航天大學的金屬三維成型製造，將金屬粉末在雷射高溫下熔化，並逐步疊加，形成複雜的飛機關鍵構件。這是工業生產力和信息生產力結合的典型例子：材料技術——鈦合金粉末，能源技術——雷射熔化和成型，信息技術——CAM的完美結合，實現了革命性突破。
3D列印說明了製造領域兩化融合，而電子商務則在更廣泛的領域說明這次變革的實質。電子商務不僅意味著商務、貿易、物流、支付、生產方式的變化，更由於產業鏈、供應鏈、價值鏈在全新的信息平台下更加廣泛和深入的協同，以大數據、雲計算為代表的新技術、新模式、先進的信息基礎設施和工業生產各要素的融合發展，促使製造業從大規模、標準化、低成本的模式走向大平台、個性化、高價值、需求主導的生產，影響深刻、意義深遠。
新工業革命之所以在當前發生，其主要原因是信息技術和套用發展進入整體性轉折點。處理、存儲技術在現有技術上還有四個數量級的提升潛力，量子、生物等新的技術期待突破；傳輸技術在現有技術上正在走向端到端G級頻寬，泛在網將實現無所不在、無所不能的通信；感知獲取技術正在快速發展普及，使人類獲取信息資源的能力進入一個全新的階段，為智慧型化創造條件；顯示反應技術，與感知、網路能力一起提升了反應、行動能力，逐步替代人的工作；內容技術是信息技術體系的核心環節，信息組織、管理和利用與需求的匹配度不斷提升，並能應對數量的快速增長；軟體與系統集成技術的發展趨於滿足複雜的賽柏-物理系統統一平台的要求，滿足設備和技術的多樣化、非結構化事務、2的100次方級大數據的組織與利用、跨領域且相對鬆散的事務處理、設備（系統）控制與事務處理的融合等複雜系統的套用需求。
而這些技術進步集中體現在寬頻、移動互聯、物聯網、雲計算、大數據、智慧城市（智慧型技術）這六個方面。寬頻是資訊時代基礎設施的必然要求，是信息化發展的基石；移動互聯為方便廉價保證質量的套用模式提供了可能；物聯網為智慧型化發展奠定了技術和系統的基礎；雲計算提供滿足更加廣泛、複雜套用的新模式；大數據則是實現轉型發展、新工業革命的核心環節；以智慧城市為代表的，智慧型交通、智慧型電網、智慧型物流、智慧型醫療、智慧型城管、智慧型水務、智慧型製造、商業智慧型……這一系列關於智慧、智慧型的名詞，深刻展示了新工業革命的特點，在更加廣泛、深度融合的賽柏-物理空間，以自動化、智慧型化、網路化、數位化為特徵，以新的方式加速人類社會現代化進程，全面提升勞動生產率，提升公共服務的質量和效率，提升全體人民的生活質量。
蘭紅星等人的著作——《甘蔗糖生產自動化和信息化》，雖然篇幅長了些，但值得一讀。本書通過解剖甘蔗糖生產自動化和信息化這個“麻雀”，完整闡述了工業生產力和信息生產力發展、融合的理論和實踐，對我們理解當前發生的新工業革命，具有重要的參考價值。我十分贊成理解兩化融合的理論基礎從自動控制理論開始，基於自動控制理論的工業控制系統是兩化融合的先驅。我同樣十分贊成從工業控制系統開始理解兩化融合的實踐。
《甘蔗糖生產自動化和信息化》總結了到現在為止的甘蔗糖生產領域的技術、理論、實踐。歷史在發展，技術在進步，我們需要總結技術和產業發展新趨勢，從歷史和戰略的高度，進一步探索符合中國國情的兩化融合規律，在新一輪產業革命發展的關鍵時刻，搶占先機，紮實推進經濟社會發展轉型，打造中國經濟升級版，為實現兩個百年的發展目標和中華復興的中國夢做出切實的貢獻。
是以為序。
楊學山
2013年7月26日
前言
製糖是一個很古老的行業，它伴隨著糖料作物的農業生產存在，並伴隨著科學技術的提高而不斷發展。人類發明和運用製糖技術以中國和印度為最早。據說在2200年前的周朝末年，中國人已經知道提取蔗汁。約在1400年前，以甘蔗為原料的製糖技術已經初步形成了。到唐宋時期，我國的手工製糖業已很興盛，糖坊林立，遍及華南和西南。宋朝王灼撰寫的《糖霜譜》一書是我國製糖技術的最早經典著作。用石灰法製造含蜜糖粉、片糖,用糖漏分離赤砂糖，用保溫法製造冰糖等技術，在我國民間廣為流傳。20世紀30年代以後，一些新的工業技術逐步套用於製糖生產的流程中，如糖料萃取提汁過程中的擴散、滲透、滲析、濾洗；糖汁提淨過程中的電離、絮凝、吸附、離子交換；濃縮結晶過程中的蒸發、結晶等，使製糖工藝不斷發展完善。20世紀80年代以後，製糖工業更是廣泛採用了現代控制技術。可見，製糖業在它的發展歷程中經歷了18世紀後半期以蒸汽動力為代表的工業革命和20世紀以原子能、半導體、化學為代表的工業革命，各種先進生產技術的不斷滲透，使原始的手工作坊發展成為具有較高機械化、電氣化水平的大型企業，製糖實現了工業化生產。
進入21世紀以來，經濟全球化正迅速改變著世界的產業格局，糖料的生產、消費成為擺在世界範圍內考慮的問題。在我們編寫這本書時，全世界的製糖業面臨著新的形勢：第一，已開發國家的食糖消費量已達頂峰且略有下降，而開發中國家的食糖消費量暫時還增長不快；第二，原料甘蔗的生產受氣候變化的影響和種植收益預期的影響較大，致使原料甘蔗的產量起伏震盪，波及製糖企業，導致整個行業產量及效益不穩定；第三，在世界範圍內正開展著一場“新的工業革命”，以信息技術為代表的新技術浪潮將會又一次改變整個製糖工業的面貌。信息化技術由於能夠有效減少資源消耗和環境污染，提高產品質量和勞動生產率，實現資源的循環利用，大幅度提高企業的經濟效益，成為企業提高競爭力的必然選擇。
運用大型機械裝置的企業加工能力越來越強，總希望滿負荷生產，而甘蔗是季節性收穫的農作物，製糖生產需要按榨季進行。起伏不穩的原料來源和震盪變化的市場行情給製糖企業的生產、管理帶來了很大挑戰，同時，大規模生產過程中產生的大量廢水、廢糖蜜、濾泥等工業污染也增加了，如果生產的工藝、設備、控制協調不好，會造成生產指標的惡化、能源利用效率的下降和生產成本的上升。因此，將自動控制理論、感測技術、計算機技術、網路技術及先進管理方法融合進生產過程中，逐步實現精準生產，以適應原料來源和市場的變化，這一需求越來越迫切。
經過千百年的進化尤其是最近一個世紀工程技術人員的努力，現代的製糖工業生產技術已發展成為了由以下三個領域的技術內容構成、缺一不可並日益緊密結合的技術結構： （1） 以化學工程為主體的工藝技術，決定了製糖生產的方法；
（2） 以機械和動力為主體的設備配置，使生產能夠大規模進行；
（3） 以自動檢測技術、自動控制理論和數學模型為主體的過程控制技術，保證了各種機器設備能夠協調運轉，生產能夠按人的意志正常進行或加以改變。
本書大體按這三個領域來編寫，介紹當前國內外製糖行業採用的典型生產工藝、設備裝置和常用的自動化信息化系統，對國際上先進的製糖自動化領域正在研究開發的方法、設備和數學模型及其研究狀況也做了簡要介紹。上冊主要介紹生產過程自動化和信息化的基礎理論知識，中冊介紹甘蔗糖生產全過程各主要工段的相關基本原理、工藝方法和設備特點，下冊比較詳細地介紹了製糖生產全過程各主要工段的信息技術套用方式方法，還附有實際例子和參數、表格，以及部分原始碼及說明。對於有自控及信息技術專業基礎的本科生和研究生，可直接閱讀中冊後，結合專業閱讀下冊，通過實例可體會到工藝設備如何與信息技術相結合。對於糖化工專業的研究生或者企業技術人員，通過閱讀上冊了解自動控制的相關概念和理論後，也可直接在下冊中看到信息技術套用的實例。書中介紹的部分內容是作者實際研發的成果，這些系統和裝置一直在我國南方和東南亞、非洲、中南美洲等多家糖廠的生產線上發揮作用。
本書分三冊共二十六章。上冊自動化、信息化基礎篇和下冊套用篇由蘭紅星研究員、易捷研究員、許家坤工程師和藍晨華工程師編寫。中冊是工藝和設備篇，其中的第十二、第十三和第十七章由周少基博士編寫；第十、第十一、第十四和第十八章由黃谷亮副教授編寫；第十五、第十六和第十九章由蘇元藝高級工程師、蕭亦槍高級工程師和章超工程師編寫。
本書在編寫過程中有幸得到廣西宏智科技集團、廣西大學、廣西華藍設計集團及雲南英茂糖業、廣西農墾糖業、廣西上上糖業、廣西華盛廖平糖業、雲南孟連昌裕糖業等糖業集團的幫助，他們給本書提供了很多成功的實用工藝、控制設備和控制模式的例子，他們對本書內容安排等也提出了不少寶貴意見，使書中內容更加豐富、準確，謹此向他們表示深深謝意！對參與本書文字整理工作的楊冰、唐妍等廣西宏智科技集團員工表示衷心的感謝！
作 者
2013年4月
第一節常用的感測器和檢測儀表
一、感測器
二、變送器
三、幾種常見被控變數的檢測
第二節執行器
一、調節閥
二、變頻調速器
第五章過程控制系統的控制管理級
第一節監視、控制級
一、模擬調節器
二、單元組合儀表
三、單、多迴路數字調節器
四、直接數字控制系統
五、DCS控制站
六、現場監視站
七、PLC與ESD站
八、現場匯流排控制系統（FCS）
第二節操作、管理級
第三節網路與通信
一、早期通信方式
二、網路基礎
三、網路參考模型與通信棧
四、通信模型
五、數據傳輸方式
六、信息傳輸過程
七、過程控制常用的數據鏈路層協定
八、工業乙太網
第四節支撐軟體
一、系統軟體
二、程式語言
三、基本套用軟體
四、HMI軟體
五、組態軟體
第五節高層軟體
第六章集散控制系統（DCS）
第一節DCS概述
一、集散控制系統的基本定義
二、集散控制系統的優點
三、DCS的構成
第二節DCS的硬體系統
一、現場控制站
二、工程師站和操作員站
三、系統伺服器
四、系統網路
五、高層管理網路
六、其他功能站
第三節DCS的軟體系統
一、DCS的主要功能
二、DCS控制站軟體
三、人機界面（HMI）軟體
四、DCS管理伺服器軟體
五、系統自診斷和故障切換
六、工程師站組態軟體
七、先進控制及高層套用軟體
第七章可程式控制器（PLC）
第一節PLC概述
一、PLC的特點
二、PLC的分類
第二節PLC的工作原理
第三節PLC的結構
一、PLC的組成
二、PLC的接口模組
第四節PLC的編程
一、PLC的系統配置
二、PLC的通信網路
三、PLC的編程環境
第八章現場匯流排控制系統（FCS）
一、現場匯流排控制系統概述
二、現場匯流排控制系統的組成
三、現場匯流排控制系統的特點
四、現場匯流排控制系統的功能
五、現場匯流排控制系統的套用
第九章信息化系統
第一節信息系統基礎知識
一、信息系統
二、信息系統建設
三、信息系統開發方法
第二節雲計算
一、雲計算的概念與特點
二、雲計算的套用
三、基礎設施即服務（IaaS）
四、平台即服務（PaaS）
五、軟體即服務（SaaS）
第三節物聯網
一、物聯網的基本概念
二、物聯網的層次結構
三、物聯網的相關領域與技術
四、物聯網的套用
參考文獻
……
《甘蔗糖生產自動化和信息化（中冊）》
《甘蔗糖生產自動化和信息化（下冊）》
作者簡介
蘭紅星，中南大學信息工程學博士，研究員。20世紀90年代曾在日本留學，一直從事信息技術套用的研究與推廣工作，先後組織和主持了十多個有較高水平的省部級項目研究開發，研究成果在全國多地得到推廣套用，其中有多個項目分別獲省級以上科技進步獎。1992年被評為“國務院特殊津貼專家”，現任廣西工業和信息化委員會副主任。
易捷，研究員，研究生導師。從事甘蔗製糖生產過程自動化與信息化系統的研究和產業化工作多年。帶領團隊承擔並完成了多項國家科技部、國家工信部、廣西科技廳、廣西工信委等政府部門下達的科研任務，多次獲得廣西壯族自治區政府頒發的“廣西科學技術進步獎”和授予的“廣西壯族自治區優秀專家”等榮譽稱號，研製生產的自動化信息化系統近十幾年來一直在我國約70%的甘蔗製糖生產線和東南亞、中南美洲和非洲等國家的糖廠發揮作用。
序言
序
2008年美國金融危機爆發、特別是歐債危機發生以來，除了分析研究危機的成因之外，國內外一些戰略家和歷史學者力圖從技術和產業發展歷史進程的分析，尋找危機的真相和化解危機的辦法。在這個過程中，產生了很多研究成果，包括美國學者傑里米里夫金的專著《第三次工業革命》和英國《經濟學家》雜誌專欄作家保羅麥基里的同名論文，彼特馬什的《新工業革命》，美國通用電氣（GE）公司的報告《工業網際網路：突破智慧與機器的界限》，以及德國國家科學與工程院的研究報告《工業4.0》。這些研究雖然側重點各有不同，標誌性概念也存在較大差距，但也有其共同點，那就是都認為由於材料、能源、裝備、工藝技術的新進展與信息技術的發展結合在一起，一場新的產業革命已經在全球範圍內孕育發展。這場革命將繼承並發展工業革命以來人類社會取得的全部科學、技術和產業革命的成果。在賽柏（Cyber）-物理空間將信息生產力和工業生產力集成在一起，把材料、能源、信息三種資源的融合利用在廣度和深度上推進到一個前所未有的新階段，從而為化解危機、實現經濟社會發展轉型提供新的技術範式和商業模式。
從今天的實際形態看，3D列印和電子商務最能說明這場變革的發展和意義。3D列印也稱為“添加式製造”，通過逐層堆積材料一次成型生產產品，顛覆了傳統製造工藝，在節能降耗、提高產品質量等方面具有顯著的優點。我看了北京航空航天大學的金屬三維成型製造，將金屬粉末在雷射高溫下熔化，並逐步疊加，形成複雜的飛機關鍵構件。這是工業生產力和信息生產力結合的典型例子：材料技術——鈦合金粉末，能源技術——雷射熔化和成型，信息技術——CAM的完美結合，實現了革命性突破。
3D列印說明了製造領域兩化融合，而電子商務則在更廣泛的領域說明這次變革的實質。電子商務不僅意味著商務、貿易、物流、支付、生產方式的變化，更由於產業鏈、供應鏈、價值鏈在全新的信息平台下更加廣泛和深入的協同，以大數據、雲計算為代表的新技術、新模式、先進的信息基礎設施和工業生產各要素的融合發展，促使製造業從大規模、標準化、低成本的模式走向大平台、個性化、高價值、需求主導的生產，影響深刻、意義深遠。
新工業革命之所以在當前發生，其主要原因是信息技術和套用發展進入整體性轉折點。處理、存儲技術在現有技術上還有四個數量級的提升潛力，量子、生物等新的技術期待突破；傳輸技術在現有技術上正在走向端到端G級頻寬，泛在網將實現無所不在、無所不能的通信；感知獲取技術正在快速發展普及，使人類獲取信息資源的能力進入一個全新的階段，為智慧型化創造條件；顯示反應技術，與感知、網路能力一起提升了反應、行動能力，逐步替代人的工作；內容技術是信息技術體系的核心環節，信息組織、管理和利用與需求的匹配度不斷提升，並能應對數量的快速增長；軟體與系統集成技術的發展趨於滿足複雜的賽柏-物理系統統一平台的要求，滿足設備和技術的多樣化、非結構化事務、2的100次方級大數據的組織與利用、跨領域且相對鬆散的事務處理、設備（系統）控制與事務處理的融合等複雜系統的套用需求。
而這些技術進步集中體現在寬頻、移動互聯、物聯網、雲計算、大數據、智慧城市（智慧型技術）這六個方面。寬頻是資訊時代基礎設施的必然要求，是信息化發展的基石；移動互聯為方便廉價保證質量的套用模式提供了可能；物聯網為智慧型化發展奠定了技術和系統的基礎；雲計算提供滿足更加廣泛、複雜套用的新模式；大數據則是實現轉型發展、新工業革命的核心環節；以智慧城市為代表的，智慧型交通、智慧型電網、智慧型物流、智慧型醫療、智慧型城管、智慧型水務、智慧型製造、商業智慧型……這一系列關於智慧、智慧型的名詞，深刻展示了新工業革命的特點，在更加廣泛、深度融合的賽柏-物理空間，以自動化、智慧型化、網路化、數位化為特徵，以新的方式加速人類社會現代化進程，全面提升勞動生產率，提升公共服務的質量和效率，提升全體人民的生活質量。
蘭紅星等人的著作——《甘蔗糖生產自動化和信息化》，雖然篇幅長了些，但值得一讀。本書通過解剖甘蔗糖生產自動化和信息化這個“麻雀”，完整闡述了工業生產力和信息生產力發展、融合的理論和實踐，對我們理解當前發生的新工業革命，具有重要的參考價值。我十分贊成理解兩化融合的理論基礎從自動控制理論開始，基於自動控制理論的工業控制系統是兩化融合的先驅。我同樣十分贊成從工業控制系統開始理解兩化融合的實踐。
《甘蔗糖生產自動化和信息化》總結了到現在為止的甘蔗糖生產領域的技術、理論、實踐。歷史在發展，技術在進步，我們需要總結技術和產業發展新趨勢，從歷史和戰略的高度，進一步探索符合中國國情的兩化融合規律，在新一輪產業革命發展的關鍵時刻，搶占先機，紮實推進經濟社會發展轉型，打造中國經濟升級版，為實現兩個百年的發展目標和中華復興的中國夢做出切實的貢獻。
是以為序。
楊學山
2013年7月26日
前言
製糖是一個很古老的行業，它伴隨著糖料作物的農業生產存在，並伴隨著科學技術的提高而不斷發展。人類發明和運用製糖技術以中國和印度為最早。據說在2200年前的周朝末年，中國人已經知道提取蔗汁。約在1400年前，以甘蔗為原料的製糖技術已經初步形成了。到唐宋時期，我國的手工製糖業已很興盛，糖坊林立，遍及華南和西南。宋朝王灼撰寫的《糖霜譜》一書是我國製糖技術的最早經典著作。用石灰法製造含蜜糖粉、片糖,用糖漏分離赤砂糖，用保溫法製造冰糖等技術，在我國民間廣為流傳。20世紀30年代以後，一些新的工業技術逐步套用於製糖生產的流程中，如糖料萃取提汁過程中的擴散、滲透、滲析、濾洗；糖汁提淨過程中的電離、絮凝、吸附、離子交換；濃縮結晶過程中的蒸發、結晶等，使製糖工藝不斷發展完善。20世紀80年代以後，製糖工業更是廣泛採用了現代控制技術。可見，製糖業在它的發展歷程中經歷了18世紀後半期以蒸汽動力為代表的工業革命和20世紀以原子能、半導體、化學為代表的工業革命，各種先進生產技術的不斷滲透，使原始的手工作坊發展成為具有較高機械化、電氣化水平的大型企業，製糖實現了工業化生產。
進入21世紀以來，經濟全球化正迅速改變著世界的產業格局，糖料的生產、消費成為擺在世界範圍內考慮的問題。在我們編寫這本書時，全世界的製糖業面臨著新的形勢：第一，已開發國家的食糖消費量已達頂峰且略有下降，而開發中國家的食糖消費量暫時還增長不快；第二，原料甘蔗的生產受氣候變化的影響和種植收益預期的影響較大，致使原料甘蔗的產量起伏震盪，波及製糖企業，導致整個行業產量及效益不穩定；第三，在世界範圍內正開展著一場“新的工業革命”，以信息技術為代表的新技術浪潮將會又一次改變整個製糖工業的面貌。信息化技術由於能夠有效減少資源消耗和環境污染，提高產品質量和勞動生產率，實現資源的循環利用，大幅度提高企業的經濟效益，成為企業提高競爭力的必然選擇。
運用大型機械裝置的企業加工能力越來越強，總希望滿負荷生產，而甘蔗是季節性收穫的農作物，製糖生產需要按榨季進行。起伏不穩的原料來源和震盪變化的市場行情給製糖企業的生產、管理帶來了很大挑戰，同時，大規模生產過程中產生的大量廢水、廢糖蜜、濾泥等工業污染也增加了，如果生產的工藝、設備、控制協調不好，會造成生產指標的惡化、能源利用效率的下降和生產成本的上升。因此，將自動控制理論、感測技術、計算機技術、網路技術及先進管理方法融合進生產過程中，逐步實現精準生產，以適應原料來源和市場的變化，這一需求越來越迫切。
經過千百年的進化尤其是最近一個世紀工程技術人員的努力，現代的製糖工業生產技術已發展成為了由以下三個領域的技術內容構成、缺一不可並日益緊密結合的技術結構： （1） 以化學工程為主體的工藝技術，決定了製糖生產的方法；
（2） 以機械和動力為主體的設備配置，使生產能夠大規模進行；
（3） 以自動檢測技術、自動控制理論和數學模型為主體的過程控制技術，保證了各種機器設備能夠協調運轉，生產能夠按人的意志正常進行或加以改變。
本書大體按這三個領域來編寫，介紹當前國內外製糖行業採用的典型生產工藝、設備裝置和常用的自動化信息化系統，對國際上先進的製糖自動化領域正在研究開發的方法、設備和數學模型及其研究狀況也做了簡要介紹。上冊主要介紹生產過程自動化和信息化的基礎理論知識，中冊介紹甘蔗糖生產全過程各主要工段的相關基本原理、工藝方法和設備特點，下冊比較詳細地介紹了製糖生產全過程各主要工段的信息技術套用方式方法，還附有實際例子和參數、表格，以及部分原始碼及說明。對於有自控及信息技術專業基礎的本科生和研究生，可直接閱讀中冊後，結合專業閱讀下冊，通過實例可體會到工藝設備如何與信息技術相結合。對於糖化工專業的研究生或者企業技術人員，通過閱讀上冊了解自動控制的相關概念和理論後，也可直接在下冊中看到信息技術套用的實例。書中介紹的部分內容是作者實際研發的成果，這些系統和裝置一直在我國南方和東南亞、非洲、中南美洲等多家糖廠的生產線上發揮作用。
本書分三冊共二十六章。上冊自動化、信息化基礎篇和下冊套用篇由蘭紅星研究員、易捷研究員、許家坤工程師和藍晨華工程師編寫。中冊是工藝和設備篇，其中的第十二、第十三和第十七章由周少基博士編寫；第十、第十一、第十四和第十八章由黃谷亮副教授編寫；第十五、第十六和第十九章由蘇元藝高級工程師、蕭亦槍高級工程師和章超工程師編寫。
本書在編寫過程中有幸得到廣西宏智科技集團、廣西大學、廣西華藍設計集團及雲南英茂糖業、廣西農墾糖業、廣西上上糖業、廣西華盛廖平糖業、雲南孟連昌裕糖業等糖業集團的幫助，他們給本書提供了很多成功的實用工藝、控制設備和控制模式的例子，他們對本書內容安排等也提出了不少寶貴意見，使書中內容更加豐富、準確，謹此向他們表示深深謝意！對參與本書文字整理工作的楊冰、唐妍等廣西宏智科技集團員工表示衷心的感謝！
作 者
2013年4月
