传感器综合应用.ppt
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2了解什么是工业自动化技术。
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3理解工业自动化控制系统由哪些部分组成。
理解工业自动化控制系统由哪些部分组成。
4掌握闭环控制的工作原理。
掌握闭环控制的工作原理。
传感器应用技术传感器应用技术高等教育出版社高等教育出版社任务一任务一工业自动化控制系统简介工业自动化控制系统简介【相关知识相关知识】一、什么是工业自动化一、什么是工业自动化传感器应用技术传感器应用技术高等教育出版社高等教育出版社工业自动化就是工业生产中的各种参数为控制目的,实现各种过程控制,在整个工业生产中,尽量减少人力的操作,而能充分利用动物以外的能源与各种资讯来进行生产工作,即称为工业自动化生产,而使工业能进行自动生产之过程称为工业自动化。
工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下,按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。
自动化技术就是探索和研究实现自动化过程的方法和技术。
传感器应用技术传感器应用技术高等教育出版社高等教育出版社工业自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计工业自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息技术,对工业生产过程实现检测、控制、算机和其他信息技术,对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策,达到增加产量、提高质量、降优化、调度、管理和决策,达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的综合性高技术,包括工业自动化低消耗、确保安全等目的综合性高技术,包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。
软件、硬件和系统三大部分。
自动化系统本身并不直接创自动化系统本身并不直接创造效益,但它对企业生产过程起着明显的提升作用:
造效益,但它对企业生产过程起着明显的提升作用:
(1)提高生产过程的安全性;)提高生产过程的安全性;
(2)提高生产效率;)提高生产效率;(3)提高产品质量;)提高产品质量;(4)减少生产过程的原材料、能源损耗。
)减少生产过程的原材料、能源损耗。
据国际权威咨询机构统计,对自动化系统投入和企业据国际权威咨询机构统计,对自动化系统投入和企业效益方面提升产出比约效益方面提升产出比约1:
4至至1:
6之间。
之间。
二、工业自动化技术二、工业自动化技术传感器应用技术传感器应用技术高等教育出版社高等教育出版社在工业自动化领域,传统的控制系统经历了继基地式气动仪表控制系统、在工业自动化领域,传统的控制系统经历了继基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统和集散式控制系统电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统和集散式控制系统DCS的发展历程。
的发展历程。
随着控制技术、计算机、通信、网络等技术的发展,信息交互沟通的领随着控制技术、计算机、通信、网络等技术的发展,信息交互沟通的领域正迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理各个层次。
工业控制机系统域正迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理各个层次。
工业控制机系统一般是指对工业生产过程及其机电设备、工艺装备进行测量与控制的自动化一般是指对工业生产过程及其机电设备、工艺装备进行测量与控制的自动化技术工具技术工具(包括自动测量仪表、控制装置包括自动测量仪表、控制装置)的总称。
今天,对自动化最简单的理的总称。
今天,对自动化最简单的理解也转变为:
用广义的机器(包括计算机)来部分代替或完全取代或超越人解也转变为:
用广义的机器(包括计算机)来部分代替或完全取代或超越人的体力。
如图的体力。
如图10-1-1所示是正在生产作业中的工业自动化汽车生产线。
所示是正在生产作业中的工业自动化汽车生产线。
图10-1-1工工业自自动化汽化汽车生生产线传感器应用技术传感器应用技术高等教育出版社高等教育出版社三、工业自动化控制系统三、工业自动化控制系统一个控制系统包括控制器(一个控制系统包括控制器(controller)、传感器()、传感器(sensor)、)、变送器(变送器(transmitter)、执行机构()、执行机构(finalcontrollingelement)、)、输入输出接口(输入输出接口(I/0interface)五部分组成。
控制器的输出经过输出)五部分组成。
控制器的输出经过输出接口、执行机构,加到被控系统上;控制系统的被控量,经过传感器,接口、执行机构,加到被控系统上;控制系统的被控量,经过传感器,变送器,通过输入接口送到控制器,这样完成了一次正常的运算控制变送器,通过输入接口送到控制器,这样完成了一次正常的运算控制操作。
按照自动控制有无针对对象来划分,自动控制可分为操作。
按照自动控制有无针对对象来划分,自动控制可分为“开环控开环控制制”和和“闭环控制闭环控制”。
目前工业自动化控制中,目前工业自动化控制中,“状态闭环控制状态闭环控制”多用于保护类控制,多用于保护类控制,例如汽机的例如汽机的ETS,锅炉的,锅炉的MFT,化工的,化工的ESD,水泵保护等等。
其优点,水泵保护等等。
其优点是反应比较快,控制器本身不需要复杂的计算,通过逻辑运算基本可是反应比较快,控制器本身不需要复杂的计算,通过逻辑运算基本可以实现;其缺点是一旦收到的反馈信号为假信号,则按照假信号进行以实现;其缺点是一旦收到的反馈信号为假信号,则按照假信号进行动作,工程上多称之为动作,工程上多称之为“误动误动”。
这样就可以部分的对其进行提前控。
这样就可以部分的对其进行提前控制,把误动的可能性减到最低。
如图制,把误动的可能性减到最低。
如图10-1-2所示,是一款利用闭环控所示,是一款利用闭环控制的工业缝纫机控制系统的框图。
制的工业缝纫机控制系统的框图。
传感器应用技术传感器应用技术高等教育出版社高等教育出版社图10-1-2工工业缝纫机控制系机控制系统框框图传感器应用技术传感器应用技术高等教育出版社高等教育出版社三、工业自动化中的机器人应用三、工业自动化中的机器人应用工业机器人是集机械、电子、控制、计算机传感器传感器、人工智能工业机器人是集机械、电子、控制、计算机传感器传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业等多学科先进技术于一体的现代制造业制造业重要的自动化装备。
制造业重要的自动化装备。
随着科技日益进步,以前需要人工加工制造的行业开始向自动化技术随着科技日益进步,以前需要人工加工制造的行业开始向自动化技术转变。
自从转变。
自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来,机器人年美国研制出世界上第一台工业机器人以来,机器人技术及其产品发展很快,已成为柔性制造柔性制造系统、自动化工厂、技术及其产品发展很快,已成为柔性制造柔性制造系统、自动化工厂、计算机集成制造系统的自动化工具。
如图计算机集成制造系统的自动化工具。
如图10-1-3所示是一种正在工作所示是一种正在工作生产线上作业的工业机器人。
生产线上作业的工业机器人。
图图10-1-3生产线上的工业机器人生产线上的工业机器人传感器应用技术传感器应用技术高等教育出版社高等教育出版社即使在目前严峻的经济形势下,仍有面向各个新应用领域的机器人不断涌现即使在目前严峻的经济形势下,仍有面向各个新应用领域的机器人不断涌现出来。
在制造业方面,尽管增长速度受到资金的限制机器人的数量仍在不断出来。
在制造业方面,尽管增长速度受到资金的限制机器人的数量仍在不断增加。
另外,医疗、服务、空间和军事领域等机器人市场也在增长中。
增加。
另外,医疗、服务、空间和军事领域等机器人市场也在增长中。
我国工业机器人的市场主要集中在汽车、汽车零部件、摩托车、电器、我国工业机器人的市场主要集中在汽车、汽车零部件、摩托车、电器、工程机械、石油化工等行业。
中国作为亚洲第三大的工业机器人需求国,市工程机械、石油化工等行业。
中国作为亚洲第三大的工业机器人需求国,市场发展稳定。
汽车及其零部件制造仍然是工业机器人的主要应用领域,随着场发展稳定。
汽车及其零部件制造仍然是工业机器人的主要应用领域,随着我国产业结构调整升级不断深入和国际制造业中心向中国的转移,我国的机我国产业结构调整升级不断深入和国际制造业中心向中国的转移,我国的机器人市场会进一步加大,市场扩展的速度也会进一步提高。
器人市场会进一步加大,市场扩展的速度也会进一步提高。
【知识测评知识测评】传感器应用技术传感器应用技术高等教育出版社高等教育出版社1.什么是工业自动化?
什么是工业自动化技术?
什么是工业自动化?
什么是工业自动化技术?
2.工业自动化技术的应用对企业生产过程起着哪工业自动化技术的应用对企业生产过程起着哪些明显的提升作用?
些明显的提升作用?
3.工业自动化控制系统由哪些部分组成?
请举例工业自动化控制系统由哪些部分组成?
请举例说明什么是闭环控制。
说明什么是闭环控制。
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