1第一章总论

总论
自动化装置
(1). 基地式仪表
KF系列气动 基地式仪表
总论
自动化装置
(1). 基地式仪表
气动基地式 可调压力调节仪
气动基地式 液位调节仪
总论
自动化装置
(1). 基地式仪表
带PID调节的电子 电位差计
总论
自动化装置
(2). 单元组合式仪表
时间 名称 结构 特点 主要产品 Ⅰ系列、EK系列仪表 (日本横河公司) 国产DDZ-Ⅱ、DDZ -Ⅲ系列仪表(北京、 上海、西安、大连、 天津、吉林、重庆 等仪表厂)
220V~
R0 输出阻抗
输入电阻
接 收 Ri 仪 表
总论
自动化装置
1.2 信号制和传输方式

传输方式
增减仪表/并联制/有 公共接地点/24V/低压 供电/信号上下限/入 阻高出阻低
发 送R 仪 0 表 U0
接收仪表采用并联方 式连接，传送的信号 4~20mA，接收的信号 1~5V
2、电压信号传输： 电流传递——电压接 收的并联方式 ： 4~20mA传送， 1~5V接收，24V直流 供电，在DDZ-Ⅲ型 仪表、 I系列、EK系 列、YS-80系列、YS100系列中使用。
总论
自动化装置
(7). 工业以太网
工程师 站 EPA监控 级网络 EPA网桥 EPA现场 设备级网络
EPA多路模拟信 号输入输出设 备
EPA的系统结构
操作站 EPA代理
Internet
EPA远程 工作站
工业以太网
EPA网桥
EPA微网段1
EPA实时以太网
EPA微网段N
EPA实时以太网
EPA现场设备
模拟信号
自动化装臵
总论
自动化装置
参考教材
一、《过程控制装臵》（第 2or3 版）张永德 编 著，化学工业出版社，2010年 （建议参考教材） 二、《控制仪表与计算机控制装臵》周泽魁 主编 ，化学工业出版社，2002年 （可编程逻辑控制器 内容参考，电子版） 三、《现场总线技术及其应用》（第 2 版） 阳宪惠 主编，徐用懋 审，清华大学出版社， 2008年 （现场总线及工业以太网部分内容参考） 四、中国工控网 www.gongkong.com 五、自动化网 www.zidonghua.com
20世 纪40~50 年代 (1955)
将整套仪表划分成若 干个单元，各单元之 单元组 间采用统一的标准信 合式仪 号连接。使用时根据 表 需要，经过不同的搭 配，就可组成各种各 样的检测及控制系统
应用灵 活，通 用性强
总论
自动化装置
(2). 单元组合式仪表
I系列仪表
总论
自动化装置
(2). 单元组合式仪表
EPA 安全 EPA网关 栅 接入卡 EPA本安仪表
EPA无线 接入设备 EPA现场设备
其他现场总线
危险区域
传统模拟仪表 其他现场总线设备
EPA无线 现场设备
总论
自动化装置
1.2 信号制和传输方式

信号制
所谓信号制是指在成套仪表系列中，各个仪表 的输入和输出采用何种统一的联络信号进行传 输（即通讯标准）。 例如： 气动仪表采用的信号制 0.2~1.0×102kPa 电动仪表采用的信号制 4~20mADC
气囊 HC08AZx
收音机 HC08AZx
ABS HC12
方向盘 HC08AZx
司机座椅 HC08AZx
后灯 HC08AZx
中央模块 HC12/683xx
车门 HC08AZx
汽车内部CAN总线网络
总论
自动化装置
(7). 工业以太网
工业以太网系统
总论
自动化装置
(7). 工业以太网
工业以太网应用系统
H 出 料 口

执 行 器
人工控制
常规仪表控制
总论
自动化装置
1.1 自动化装置的分类与发展

自动化装臵的分类
气动仪表
混合式仪表
电动仪表
液动仪表
自动化装置按采用的能源形式不同
总论
自动化装置
1.1 自动化装置的分类与发展

自动化装臵的分类
模拟式仪表
数字式仪表
自动化装置按采用的信号形式不同
总论
自动化装置
自动化装置
学习自动化装臵的目的
三、了解专业发展最新技术，对现场总线技术和 工业以太网控制系统现状有所了解； 四、 深化专业背景知识，提高专业技能，为今后 从事相关专业工作打下一定基础； 五、 强化有关过程自动化专业概念，进一步深入 理解专业知识，为今后从事相关领域研究工 作做一定程度的知识铺垫。
自动化装置
总论
自动化装置
1.2 信号制和传输方式

信号制 注意： 本学期的自动化装臵课程中所采用信号制 除气动执行器采用0.2~1.0×102kPa的气压信 号之外，其它均采用4~20mA的电流信号。
自动化装置
1.2 信号制和传输方式

增减仪表/串联 制/无公共接地 点/220V/高压供 电/信号上下限/ 入阻低出阻高
总论
一、自动化装臵的分类与发展 二、过程控制装臵的信号制和传输方式 三、调节器的相关参数与概念 四、研究型教学示范课Ⅰ
总论
自动化装置
1.1 自动化装置的分类与发展
用于流程工业的自动化装臵
总论
自动化装置
1.1 自动化装置的分类与发展
用于流程工业的自动化装臵
进 料 口
玻璃管液位计
进 料 口 变 送 器 调 节 器
和利时HOLLiAS 百度文库ACS系列
总论
自动化装置
(5). 集散控制系统
浙江中控JX-300X
总论
自动化装置
(5). 集散控制系统
浙江中控ECS-700
总论
自动化装置
(5). 集散控制系统
浙江中控ECS-700
总论
自动化装置
(6). 现场总线控制系统
基金会现场总线系统
总论
自动化装置
(6). 现场总线控制系统
装配灵 活，功 Spec-200 能分离 （调节 (美国福克斯波罗公司) TF系列 与显示 操作分 (上海自动化仪表厂) MZ-Ⅲ系列 离） (西安仪表厂)
总论
自动化装置
(3). 组装式综合控制装置
MZ- Ⅲ 系列仪表
总论
自动化装置
(3). 组装式综合控制装置
总论
自动化装置
(4). 集中式数字控制系统
EK系列仪表
总论
自动化装置
(2). 单元组合式仪表
YS170调节器
总论
自动化装置
(2). 单元组合式仪表
总论
自动化装置
(2). 单元组合式仪表
总论
自动化装置
(3). 组装式综合控制装置
时间 名称 结构 特点 主要产品
第三 阶段 20世 纪60 ~70年代 (1972)
组装式 综合控 制装置
运算调节机柜 显示操作机柜
自动化装置
课程要求及考核方式
一、课程性质：专业必修课 (EEE35500E) （自动化专业） 二、考核性质：专业必修课 三、成绩评定方式： 平时30%(报告、作业、考勤、实验)+考试70%
自动化装置
学习自动化装臵的目的
一、学习自动化装臵的构成原理、结构特点、线 路分析、调试维护，其主要目标是培养学生 具有自动化装臵正确选型及使用自动化装臵 构筑检测及控制系统的能力。 二、掌握目前用于大型流程工业的主流控制系统 PLC、DCS的基本架构、原理以及组态方法。
自动化装置
课程内容安排
一、课程学时：56学时，其中实验8学时 （3.5学分） 二、主要内容：理论教学内容（48学时）
总论 模拟式和数字式仪表 执行器 可编程逻辑控制器 集散控制系统 现场总线控制系统
自动化装置
课程内容安排
一、课程学时：56学时，其中实验8学时 （3.5学分） 二、主要内容：实践教学内容（8学时）
危险集中，可靠性差
五、DCS (Distributed Control System，集散控制系统)、PLC
显示、操作、管理集中；控制功能、负载、危险分散；自封闭，“信息孤岛”
六、FCS (Fieldbus Control System，现场总线控制系统)
开放，全分布式的控制系统
七、工业以太网控制系统 (正在快速发展中)
总论
接收仪表采 用串联方式 连接，传送 和接收的信 号都是 0~10mA
传输方式
220V~ 220V~
1、电流信号传输： 电流传递——电流接 收的串联方式： 0~10mA传送， 0~10mA接收，220V 交流供电，在DDZⅡ型仪表中使用。
Rcm 导线电阻
发 送 仪 I0 ↓ 表
接 收 Ri 仪 表
总论
自动化装置
(5). 集散控制系统
PLC 可编程逻辑控制器
总论
自动化装置
(5). 集散控制系统
基于PLC的过程控制
总论
自动化装置
(5). 集散控制系统
基于DCS的自动控制系统
总论
自动化装置
(5). 集散控制系统
HONEYWELL TDC3000系统
总论
自动化装置
(5). 集散控制系统
HONEYWELL TPS系统结构图
DELT V系统
总论
自动化装置
(6). 现场总线控制系统
PROFIBUS
总论
自动化装置
(6). 现场总线控制系统
发动机 683xx
车身：>125k bps
车门 HC08AZx 顶棚 HC08AZx
动力系统：>250kbps
（节气门） HC08AZx
仪表板 HC08AZx
空调 HC08AZx
变速器 HC08AZx/HC12
基于工控机的检测系统
总论
自动化装置
(4). 集中式数字控制系统
以微处理器为核心的检测系统
总论
自动化装置
(5). 集散控制系统
一、集散控制系统是以微型计算机为基础的分散型综合控制系统。 该系统在发展初期是以实现分散控制为主的，国外一直用分散控制 系统的名称（DCS）。 二、集散控制系统的出现是工业控制的一个里程碑。自从美国霍尼 韦尔(HONEYWELL)公司1975年成功推出世界第一套产品TDC2000 至今，集散控制系统产品几经更新换代，技术性能日趋完善。 三、集散控制系统以其先进、可靠、灵活和操作简便的特点，及其 合理的价格而得到广大工业用户的青睐，已被广泛应用于化工、石 油、电力、冶金和造纸等工业领域。 四、集散控制系统由集中管理部分、分散控制监测部分和通信部分 组成。
1.1 自动化装置的分类与发展

自动化装臵的分类
现场总线 控制系统
基地式仪表
单元组合式 仪表
组装式综合 控制装置
可编程逻辑控制器 集散控制系统
自动化装置按采用的结构形式不同
自动化装置
总论
自动化装臵的发展历程
1.1 自动化装置的分类与发展 一、基地式仪表（生产现场） 二、气动、电动系列的单元组合式仪表 三、组装式综合控制装臵（集中控制室） 四、集中式数字控制系统
自动化装置
研究型教学示范课程
二、研究性教学示范课程试点内容
第二次：利用西门子PLC-300可编程逻辑控制器进行发酵过 程控制系统设计，分组讲解设计方案及组态程序。
第三次：利用浙江中控集散控制系统ECS-700进行系统组态 实例，分组讲解实例。并讨论在大型流程工业控制系统中， 为什么集散控制系统DCS能够取代单元组合式仪表控制系统？
总论
自动化装置
(1). 基地式仪表
时间 名称 结构 特点 主要产品
20世 纪30 ~40年代 (1935)
将测量、显示、纪录、 调节都放在一个表壳 基地式 里的仪表 仪表 (以指示记录仪表 为中心，附加某些 调节机构)
结构简 单适于 单参数 就地控 制
KF系列气动基地式 仪表(日本山武-霍尼 威尔公司) 带PID调节的电子电 位差计(上海自动化 仪表厂)
自动化装置
研究型教学示范课程
二、研究性教学示范课程试点内容
第一次： 简述自动化装臵的发展现状，并预测其未来的发 展趋势。 选题如下： 1).目前自动化装臵发展现状如何？你对于其未来的发展有 没有什么好的建议？ 2).你所了解的目前信息领域最先进的技术都有哪些？你认 为哪些技术的发展将会极大促进自动化装臵的发展？
总论
自动化装置
(5). 集散控制系统
FOXBORO I/A系统结构图
总论
自动化装置
(5). 集散控制系统
日本横河CENTUM- XL系统
总论
自动化装置
(5). 集散控制系统
日本横河DCS系统操作站
总论
自动化装置
(5). 集散控制系统
日本横河CS3000系统
总论
自动化装置
(5). 集散控制系统
实验一 YS170调节器的结构认识和操作显示调校实验 （2学时） 实验二 西门子PLC-300实验（2学时） 实验三 浙江中控ECS-700控制系统组态实验 （2学时） 实验四 浙江中控EPA工业以太网控制系统组态实验 （2学时）
自动化装置
研究性教学示范课程
一、研究性教学示范课程背景及意义
推进“在研究中学习，在学习中研究”教学理念 的有效实施，转变“我讲你听”的传统教学观念，建 立“以学生为主体”的教学模式，实现教学由经验型 向研究型的转变。以“问题”为驱动启发学生了解知 识形成的起点与过程，以“问题”分析与讨论的形式 为学生营造开放式、探究式与参与式的学习氛围，以 “问题”的解决来激发学生主观能动性、思考独立性 与超前性。 国家级和北京市级精品课程的专业课程要在3年内 完成向研究性教学过渡。