工业自动化发展(上)参考.ppt
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自动化概论PPT课件(38页)精选全文
自动控制理论的经典著作
控制系统的一种自然模型
控制器(计算机) 大脑 控制理论 思想、智能 传感器 感觉器官 执行器 肌肉 能量 食物
更好的执行器 提供更好的体能
更好的传感器 提供更好的视觉
更好的控制 使传感器和执行器的组合以更智能的方式提供更灵巧 的作用
自然模型
自动化技术的发展
检测、计算、通信、执行和复杂性技术成本/性能曲线
机械化（应用机器系统） 电气化（加入电机、网络） 自动化（加入自动控制器） 数字化（应用数字计算机） 网络化（实现计算机网络） 先进自动化（系统、管理） 智能化（引入智能） 知识化（处理知识）
工业化 信息化 知识化
社 会 总 发 展
嫦娥一号 中国自主研制、发射的第一个月球探测器
北京现代汽车车身车间焊接机器人
清华大学提出的电力系统的混成控制
离散逻辑控制指令～连续动态
底层（动态电力系统） 电厂、变电站&FACTS设备
电力 系统 混成 控制
中间处理与操作层 Processing & Operating
最高决策与指挥层 Decision–making & Commanding
小结
自动化是一个发展充分、工程概念强、内容丰富、应用领域广泛的技术学科，是人类文明进步和社会现代化的标志。 自动化是信息化的必然，是智能化的基础，是人类体能和智力扩展的关键技术，是从信息社会迈向知识社会的必经之路。 自动化专业培育高素质的控制、管理、决策人才，要求：理论与实践（抽象思维与动手，数学方程与物理概念）、硬件与软件、强电与弱电并重
中间层信息
控制指令 (事件驱动)
Data
底层设备的反馈控制
操作命令
底层信息
自动化概论PPT课件(38页)
“Present Developments in Control Applications”， 德国
课程基本情况
学时：27 作业：（无） 成绩评定：
平时（考勤）30% 期末考查（开卷笔试）70%
专业的前身
工业企业电气化及自动化专业 （简称工企专业 ）
工业电气自动化专业 工业自动化专业
生产过程自动化 仪表自动化
自动化概论
本课程的主要内容
1.自动化的概念和发展简史 2.自动控制系统的类型和组成 3.基本的控制方法 4.控制和自动化的应用范畴 5.控制和自动化的展望 6.自动化专业概览
教材与参考书
[1] 西安交大万百五主编《自动化（专业）概论》（第二版），武 汉理工大学出版社，2005年。
[2] 电子书《信息爆炸时代的控制》——关于控制、动力学和系统 未来方向的专家小组报告，2003年。
自动化技术的发展
检测、计算、通信、执行和复杂性技术成本/性能曲线
自动化与工业化、信息化、知识化的关系社 会来自机械化（应用机器系统）
电气化（加入电机、网络）
工业化
自动化（加入自动控制器）
总
数字化（应用数字计算机） 网络化（实现计算机网络）
信息化
发 先进自动化（系统、管理）
展 智能化（引入智能） 知识化（处理知识）
先进自动化（综合集成了系统、管理）
实现先进自动化，就完成（工业）信息化 先进自动化是信息化的最重要标志
（国内总体，数字化、网络化已有一定规模）
（基础）自动化（核心是控制） 是工业化完成与否的标志
自动化技术是工业化的核心技术
先进自动化（核心是信息、控制、系统） 是信息化完成与否的标志
先进自动化技术是信息化的核心技术
课程基本情况
学时：27 作业：（无） 成绩评定：
平时（考勤）30% 期末考查（开卷笔试）70%
专业的前身
工业企业电气化及自动化专业 （简称工企专业 ）
工业电气自动化专业 工业自动化专业
生产过程自动化 仪表自动化
自动化概论
本课程的主要内容
1.自动化的概念和发展简史 2.自动控制系统的类型和组成 3.基本的控制方法 4.控制和自动化的应用范畴 5.控制和自动化的展望 6.自动化专业概览
教材与参考书
[1] 西安交大万百五主编《自动化（专业）概论》（第二版），武 汉理工大学出版社，2005年。
[2] 电子书《信息爆炸时代的控制》——关于控制、动力学和系统 未来方向的专家小组报告，2003年。
自动化技术的发展
检测、计算、通信、执行和复杂性技术成本/性能曲线
自动化与工业化、信息化、知识化的关系社 会来自机械化（应用机器系统）
电气化（加入电机、网络）
工业化
自动化（加入自动控制器）
总
数字化（应用数字计算机） 网络化（实现计算机网络）
信息化
发 先进自动化（系统、管理）
展 智能化（引入智能） 知识化（处理知识）
先进自动化（综合集成了系统、管理）
实现先进自动化，就完成（工业）信息化 先进自动化是信息化的最重要标志
（国内总体，数字化、网络化已有一定规模）
（基础）自动化（核心是控制） 是工业化完成与否的标志
自动化技术是工业化的核心技术
先进自动化（核心是信息、控制、系统） 是信息化完成与否的标志
先进自动化技术是信息化的核心技术
工业自动化技术和发展历史
60年代中--70年代初期
需求动力：市场竞争加剧,要求产品更新快,产品质量高,并适应大中批量 生产需要和减轻劳动强度。主要特点：此阶段主要以自动生产线为标志,其主产线出现,同时软件 数控系统出现并用于机床,CAD、CAM等软件开始用于实际工程的设计和制造 中,此阶段硬件加工设备适合于大中批量的生产和加工。 典型成果和产品：用 于钻、镗、铣等加工的自动生产线。
典型成果和产品： CIMS 工厂, 柔性制造系统(FMS)。
我国现代工业自动化技术
我国自动化技术在各个领域，无论是科学还是民生方面，都取得积极巨 大的成就，我国的工业自动化技术更是给我国带来生产质的提升。而我国， 正在努力慢慢像工业化方向发展。所谓工业现代化，就是用电子计算机等最 新的技术装备来武装工业的各个部门，用现代化的管理工具和管理方法来管 理工业，使工业生产实现高度的自动化，使工业劳动生产率达到或超过世界 先进水平。
工业自动化技术和发展历史
工业自动化技术简介
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。它是涉及机械、微电子、计 算机等技术领域的一门综合性技术。工业革命是自动化 技术的助产士。正是由于工业革命的需要，自动化技术 才冲破了卵壳，得到了蓬勃发展。同时自动化技术也促 进了工业的进步，如今自动化技术已经被广泛的应用于 机械制造、电力、建筑、交通运输、信息技术等领域， 成为提高劳动生产率的主要手段。
需求动力：市场竞争加剧,要求产品更新快,产品质量高,并适应大中批量 生产需要和减轻劳动强度。主要特点：此阶段主要以自动生产线为标志,其主产线出现,同时软件 数控系统出现并用于机床,CAD、CAM等软件开始用于实际工程的设计和制造 中,此阶段硬件加工设备适合于大中批量的生产和加工。 典型成果和产品：用 于钻、镗、铣等加工的自动生产线。
典型成果和产品： CIMS 工厂, 柔性制造系统(FMS)。
我国现代工业自动化技术
我国自动化技术在各个领域，无论是科学还是民生方面，都取得积极巨 大的成就，我国的工业自动化技术更是给我国带来生产质的提升。而我国， 正在努力慢慢像工业化方向发展。所谓工业现代化，就是用电子计算机等最 新的技术装备来武装工业的各个部门，用现代化的管理工具和管理方法来管 理工业，使工业生产实现高度的自动化，使工业劳动生产率达到或超过世界 先进水平。
工业自动化技术和发展历史
工业自动化技术简介
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。它是涉及机械、微电子、计 算机等技术领域的一门综合性技术。工业革命是自动化 技术的助产士。正是由于工业革命的需要，自动化技术 才冲破了卵壳，得到了蓬勃发展。同时自动化技术也促 进了工业的进步，如今自动化技术已经被广泛的应用于 机械制造、电力、建筑、交通运输、信息技术等领域， 成为提高劳动生产率的主要手段。
工业4.0学习材料(PPT 40页)
应用场景
减少能耗
当前汽车车身激光焊接生产线运行具有间歇性。间歇期各种设备的能 耗占总能耗的12%。工业4.0之下，采用“网络唤醒模式”，可大幅 减少间歇期能耗
生产均具有高度的灵活性
当前产品设计已被高度固化，客户不可以将跨一款车的雨刷器用于跨 厂商的其它车型。工业4.0之下，设计、生产均具有高度的灵活性， 可以完成端到端的从客户需求到加工制造等各方面的配置，以较低的 成本满足客户需求，实现产量很低仍能获利的一次性生产，为客户生 产该款雨刷器。
目录
第一部分 工业发展历程 第二部分 工业4.0简介 第三部分 核心技术内涵 第四部分 应用场景 第五部分 机遇与挑战
工业4.0简介
工业4.0的概念
通过互联网等通信网络将工厂与工厂内外的事物和服务连接起来，创造前所未 有的价值、构建新的商业模式的产官学一体的项目。“工业4.0”概念包含了由集中 式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数 字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中，传统的行业界限将消失，并会产生各 种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变，产业链分工将被重组 。
国际金融危机，凸显实体经济的重要性
美国、德国、英国等发达国家纷纷 提出以重振制造业为核心、以信息网络 技术、数字化制造技术应用为重点，旨 在依靠科技创新，抢占制造业新的制高 点的“再工业化”战略。
人口红 利消失
劳动力 供给减少
人口成 本上升
从事制造业 意愿降低
中国的“世界工厂”面临双重挑战
发达国家正在进行“再工业化”运动 东盟国家、印度和拉美国家则拥有更 低的劳动力和资源成本。
工业4.0学习材料
目录
第一部分 工业发展历程 第二部分 工业4.0简介 第三部分 核心技术内涵 第四部分 应用场景 第五部分 机遇与挑战
自动化基础知识ppt课件
品质量。
电商物流行业
物流系统通过自动化仓储、智 能配送等技术，提高了电商物 流的运作效率和准确性。
食品加工行业
自动化生产线在食品加工中的 应用，如自动包装、检测等环 节，确保了食品的安全和卫生 。
医药行业
物流系统在医药流通领域的应 用，通过药品追溯、智能配送 等技术，确保了药品的安全和
有效性。
06
设计原则
根据建筑物的使用功能、设备配置、环境条件等因素，进行 系统设计，确保系统的可靠性、稳定性和扩展性。
实施步骤
包括系统规划、方案设计、设备选型、安装调试、系统测试 等步骤，需要专业的技术团队进行全程跟踪和服务。同时， 在系统实施过程中，还需要注意与建筑物其他系统的协调配 合，确保整体效果最佳。
THANK YOU
感谢聆听
传感器融合
系统融合多种传感器信息 ，如视觉、力觉、触觉等 ，提高机器人的感知能力 和自适应能力。
路径规划
根据任务需求，系统自动 规划机器人的运动路径， 确保机器人能够高效、准 确地完成任务。
05
自动化生产线与物流系统
自动化生产线的组成与特点
组成
自动化生产线由传送系统、控制 系统、执行系统、检测系统等组 成。
稳定性
系统受到扰动后，能够恢复到原来平衡状态的能 力。稳的误差大小。准确性高 的系统能够减小误差，提高控制精度。
快速性
系统对输入信号响应的快慢程度。快速性好的系 统能够迅速响应输入信号的变化。
鲁棒性
系统对参数摄动和外部扰动的敏感程度。鲁棒性 强的系统能够在一定程度上抵抗参数摄动和外部 扰动的影响。
控制系统的分析与设计
01
控制系统分析
通过建立控制系统的数学模型，分析系统的稳定性、快速性、准确性和
电商物流行业
物流系统通过自动化仓储、智 能配送等技术，提高了电商物 流的运作效率和准确性。
食品加工行业
自动化生产线在食品加工中的 应用，如自动包装、检测等环 节，确保了食品的安全和卫生 。
医药行业
物流系统在医药流通领域的应 用，通过药品追溯、智能配送 等技术，确保了药品的安全和
有效性。
06
设计原则
根据建筑物的使用功能、设备配置、环境条件等因素，进行 系统设计，确保系统的可靠性、稳定性和扩展性。
实施步骤
包括系统规划、方案设计、设备选型、安装调试、系统测试 等步骤，需要专业的技术团队进行全程跟踪和服务。同时， 在系统实施过程中，还需要注意与建筑物其他系统的协调配 合，确保整体效果最佳。
THANK YOU
感谢聆听
传感器融合
系统融合多种传感器信息 ，如视觉、力觉、触觉等 ，提高机器人的感知能力 和自适应能力。
路径规划
根据任务需求，系统自动 规划机器人的运动路径， 确保机器人能够高效、准 确地完成任务。
05
自动化生产线与物流系统
自动化生产线的组成与特点
组成
自动化生产线由传送系统、控制 系统、执行系统、检测系统等组 成。
稳定性
系统受到扰动后，能够恢复到原来平衡状态的能 力。稳的误差大小。准确性高 的系统能够减小误差，提高控制精度。
快速性
系统对输入信号响应的快慢程度。快速性好的系 统能够迅速响应输入信号的变化。
鲁棒性
系统对参数摄动和外部扰动的敏感程度。鲁棒性 强的系统能够在一定程度上抵抗参数摄动和外部 扰动的影响。
控制系统的分析与设计
01
控制系统分析
通过建立控制系统的数学模型，分析系统的稳定性、快速性、准确性和
自动化学科专业发展(修改增加)ppt课件
自动化学科、专业发展
学习交流PPT
1
序1
• 提起自动化，不能不涉及信息科技，不能不涉及自动 化在信息科技中的地位。信息科技发展至今达到如此 之广和如此之深的地步，以至于包罗万象，要给它一 个明确的界定已经是一件很难的事了。为此，不妨从 较窄的含义上，从与自动化密切相关的计算机和通信 学科上去探讨它们之间的关系。
在解密码中的应用”的论文中，提出通用机的思想，随
后第一台电子数字计算机于1946年诞生）以及美国数
学家申农关于通信理论的论文（一种通信的数学理论，
1948）。
学习交流PPT
2
• 从这个角度看，这三个领域又可以说是同时起步 于上个世纪30－40年代的年青学科，它们之间的 历史渊源是如此紧密而且微妙。
• 当时的自动化学科体系也可以说已经形成。
学习交流PPT
9
• 今天的时代是以信息技术的飞速发展和广泛应用 为特征的。
• 这本书对于关心自动化科学与技术的发展，对于关心自动 化科研与教学的老师、学生以及户大的科技工作者都有很 好的参考价值。它也为进一步探讨自动化学科如何发展提 供了良好的基础。
学习交流PPT
6
• 序2
• 对于自动化学科的发展以及自动化专业的教学改革，不断深 入理解这一学科的内涵、地位以及学科体系的动态发展是重 要的，这便是人们常说的“定位”。
• 作为人类改造客观世界的重要知识和技术手段， 人们总是把当时最先进的技术用作自动化技术的 主要内容。
• 比如50年代前后，是以“电气化”为时代特点的。 当时的自动化技术是建立在“电气技术”的基础上 的。如各种仪表、电子管放大器、电机放大机 （交磁放大机）、磁放大器以及稍后的晶体管放 大器、晶闸管等等。而当时的理论基础—古典控 制理论已经比较完善了。
学习交流PPT
1
序1
• 提起自动化，不能不涉及信息科技，不能不涉及自动 化在信息科技中的地位。信息科技发展至今达到如此 之广和如此之深的地步，以至于包罗万象，要给它一 个明确的界定已经是一件很难的事了。为此，不妨从 较窄的含义上，从与自动化密切相关的计算机和通信 学科上去探讨它们之间的关系。
在解密码中的应用”的论文中，提出通用机的思想，随
后第一台电子数字计算机于1946年诞生）以及美国数
学家申农关于通信理论的论文（一种通信的数学理论，
1948）。
学习交流PPT
2
• 从这个角度看，这三个领域又可以说是同时起步 于上个世纪30－40年代的年青学科，它们之间的 历史渊源是如此紧密而且微妙。
• 当时的自动化学科体系也可以说已经形成。
学习交流PPT
9
• 今天的时代是以信息技术的飞速发展和广泛应用 为特征的。
• 这本书对于关心自动化科学与技术的发展，对于关心自动 化科研与教学的老师、学生以及户大的科技工作者都有很 好的参考价值。它也为进一步探讨自动化学科如何发展提 供了良好的基础。
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6
• 序2
• 对于自动化学科的发展以及自动化专业的教学改革，不断深 入理解这一学科的内涵、地位以及学科体系的动态发展是重 要的，这便是人们常说的“定位”。
• 作为人类改造客观世界的重要知识和技术手段， 人们总是把当时最先进的技术用作自动化技术的 主要内容。
• 比如50年代前后，是以“电气化”为时代特点的。 当时的自动化技术是建立在“电气技术”的基础上 的。如各种仪表、电子管放大器、电机放大机 （交磁放大机）、磁放大器以及稍后的晶体管放 大器、晶闸管等等。而当时的理论基础—古典控 制理论已经比较完善了。
工业概论ppt课件
THANKS
感谢观看
总结词
绿色制造企业注重环境保护和可持续发展，通过采用清洁生产和绿色技术，降低 生产过程中的环境污染。
详细描述
绿色制造企业采用环保材料和工艺，优化生产流程，减少废弃物的产生。同时， 绿色制造企业还注重能源的节约和循环利用，降低能源消耗。这些措施不仅有利 于企业的可持续发展，也为社会和环境做出了积极贡献。
新材料应用案例
总结词
新材料应用案例展示了新材料的特性和应用领域，以及新材料对工业发展的推 动作用。
详细描述
随着科技的不断发展，越来越多的新材料被发现和应用。这些新材料具有优异 的性能和功能，能够满足各种不同的需求。新材料在汽车、航空航天、电子信 息等领域的应用，为工业发展带来了巨大的推动力。
绿色制造企业案例
生产设备的配置
根据生产工艺需求，配置相应的生产设备。
生产设备的改进
在生产过程中不断优化设备，提高生产效率 和产品质量。
质量控制与检测
质量标准的制定
根据客户需求和行业标准，制定产品 质量标准。
过程质量控制
在生产过程中对产品进行抽检、巡检 等，确保产品质量符合要求。
成品检测
对生产出的产品进行全面检测，确保 产品合格后方可出厂。
工业智能化技术
智能化决策支持
通过大数据和人工智能技术，实现对生产数据的实时分析，为决策提供支持。
智能化生产调度
根据市场需求和生产状况，自动调整生产计划和资源分配，提高生产效益。
智能化维护管理
通过传感器和预测性维护技术，实现对设备的预测性维护和管理。
智能化客户服务
利用人工智能和机器学习技术，提高客户服务的质量和效率。
节能减排
01
推广节能技术和设备，降低能源消耗和碳排放，实现绿色生产
工厂自动化解决方案ppt(54张)
关键技术
工厂自动化解决方案(PPT54页)
工厂自动化解决方案(PPT54页)
技术和产品——PIMS生产信息管理系统
工厂自动化解决方案(PPT54页)
工厂自动化解决方案(PPT54页)
软件系列产品
工厂自动化解决方案(PPT54页)
工厂自动化解决方案(PPT54页)
实时数据库ESP-iSYS
APC-Glide工业过程对象模型辩识软件
工厂自动化解决方案(PPT54页)
工厂自动化解决方案(PPT54页)
ESP-Suite企业增效解决方案
工厂自动化解决方案(PPT54页)
工厂自动化解决方案(PPT54页)
流程工业MES解决方案MES-Suite
工厂自动化解决方案(PPT54页)
PCS
工厂自动化解决方案(PPT54页)
PIMS生产信息管理系统架构
工厂自动化解决方案
目录
工业：无处不在的自动化
工业现场控制技术
流程工业的特点
流程工业的特点
流程工业自动化
公用工程信息化
装备自动化
流程工业自动化的组成
流程工业自动化的三层结构
工厂自动化解决方案(PPT54页)
PCS/DCS
工厂自动化解决方案(PPT54页)
工厂自动化解决方案(PPT54页)
工厂自动化解决方案(PPT54页)
工厂自动化解决方案(PPT54页)
工厂自动化整体解决方案
工厂自动化解决方案(PPT54页)
工厂自动化解决方案(PPT54页) 工厂自动化解决方案(PPT54页)
工厂自动化解决方案(PPT54页)
关键技术
工厂自动化解决方案(PPT54页)
工厂自动化解决方案(PPT54页)
工厂自动化解决方案(PPT54页)
工厂自动化解决方案(PPT54页)
技术和产品——PIMS生产信息管理系统
工厂自动化解决方案(PPT54页)
工厂自动化解决方案(PPT54页)
软件系列产品
工厂自动化解决方案(PPT54页)
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实时数据库ESP-iSYS
APC-Glide工业过程对象模型辩识软件
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ESP-Suite企业增效解决方案
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流程工业MES解决方案MES-Suite
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PCS
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PIMS生产信息管理系统架构
工厂自动化解决方案
目录
工业：无处不在的自动化
工业现场控制技术
流程工业的特点
流程工业的特点
流程工业自动化
公用工程信息化
装备自动化
流程工业自动化的组成
流程工业自动化的三层结构
工厂自动化解决方案(PPT54页)
PCS/DCS
工厂自动化解决方案(PPT54页)
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工厂自动化整体解决方案
工厂自动化解决方案(PPT54页)
工厂自动化解决方案(PPT54页) 工厂自动化解决方案(PPT54页)
工厂自动化解决方案(PPT54页)
关键技术
工厂自动化解决方案(PPT54页)
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工业自动化网络ppt
数据分析与决策
通过对工业自动化网络中采集的 大量数据进行挖掘和分析，可以 发现生产过程中的问题和改进点，
为决策提供科学依据。
智慧物流
自动化设备
智慧物流需要自动化设备支持，如智能仓储系统、无人搬 运车、智能叉车等，这些设备通过工业自动化网络连接在 一起，实现设备间的信息交互和协同工作。
物流管理
工业自动化网络将物流管理系统与设备层进行集成，实现 物流计划、调度、监控等功能的实时优化，提高物流效率 和降低成本。
工业自动化网络
目 录
• 工业自动化网络概述 • 工业自动化网络的核心技术 • 工业自动化网络的架构与设计 • 工业自动化网络的应用场景 • 工业自动化网络的挑战与解决方案 • 工业自动化网络的未来展望
01 工业自动化网络概述
定义与特点
定义
工业自动化网络是一种将工业控 制系统、设备、传感器和执行器 等连接起来的网络，实现数据传 输、控制和监控等功能。
特点
高可靠性、实时性、安全性和开 放性。工业自动化网络需要保证 数据传输的准确性和及时性，同 时要具备安全防护和互操作性。
工业自动化网络的重要性
提高生产效率
工业自动化网络能够实现设备 之间的信息共享和协同工作，
提高生产效率。
降低成本
通过自动化控制和监测，可以 减少人力成本，降低生产成本 。
提高产品质量
数据分析与决策
通过对工业自动化网络中采集的大量数据进行挖掘和分析， 可以发现物流过程中的问题和改进点，为决策提供科学依 据。
工业远程控制
远程监测
通过工业自动化网络，可以实现 对工业设备的远程监测，实时掌 握设备的运行状态和参数信息。
远程控制
通过工业自动化网络，可以实现对 工业设备的远程控制，对设备进行 远程启动、停止、调整等操作。
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控制
(DCS
(单元组合仪表)
FCS
无线网
就地集中 控制
工业以太网)
(仪表)
年
60 70 80
90 2000
上海赛科石化中央控制室
1300平方米
各种控制系统的工作内容
DCS FCS SCADA 工业无线
PLC I/O+PC 智
制造商工程服务解决方案
能
仪表 化 仪
自控水平取决态组
表
控制盘制
程序编制
功能组态
应用逐渐向中等及大型装置发展，形成了与国外产品竞争的局面
应用于化工、炼油、石化、冶金、 电力、建材、轻工、制药、生化、机械制造及水处理等行业
民族工业
先进控制的应用
先进控制技术用来处理常规PID控制 效果不好，甚至无法控制复杂工业过 程控制的问题。通过实施先进控制， 可达到增强装置运行稳定性和安全性、 提高产品质量和收率、增加装置处理 量、降低运行成本、带来显著经济效 益。
与安装
功
二次仪 能
表选型
组 态
卡件选型
卡件选型
电缆敷设
变送器选型
无线 变送器
控制硬件类型
。
,
基地式气动电动仪表控制系统
控 制 室 气 动 指 示 仪 显 示 伐 开 度
气
动
调
节
调节输出MV
伐
0.2~1 kg/c㎡
PID调节
是
设定值SV
年 代 主 测量值PV 要 0.2~ 1kg/c㎡ 调 节 器
(3)先进控制的实现需要足够的计算能力 作为支持平台， 可以在上位机或DCS/FCS中实现。
工业在线质量分析仪表的应用 提高PH值的控制
• 选择品牌PH变送器:普通或数字式 • 合适的测量方法:流动式;沉入式 • 正确的控制算法:开关量控制;常规PID控制;
非线性增益PID控制;非线性补偿PID控制;编 程控制等
21世纪流程工业自动化
1开放的DCS将取代传统的DCS 2控制,管理和经营一体化的信息综合系统 3先进控制软件向标准化,工程化和商品化 方向发展 4工业在线质量分析仪表的应用
5现场总线控制系统等的应用
生产效率
先进控制与优化
人力
自动化 设备老化
机械化
50 60 70
80
90
年 2000
工业控制系统历史回顾
90年代以来是以中国国情为设计前提，参照当今国外先进技术而 推出的计算机控制系统。 它融合了最先进的自动化技术、计算机技术、通讯技术、 故障诊断技术、 冗余技术和软件技术，具有成本低、可靠性高、使用方便、 安装简单、维护容易等特点。系统规模可大可小， 支持标准网络通讯协议，兼容性、开放性 ，
我国在这个方面已经取得了突破性的发展，不但可靠性有了很大的提高，某些性能也 达到国外第四代DCS的水平，因此，应用的领域不断扩大，由过去为数不多的小装置
先进控制的主要特点
(1)它是基于模型的控制策略。
如：模型预测控制和推断控制等。目前，基于知识的控制如智能控制和模糊 控制正成为先进控制的一个重要发展方向。
(2)先进控制通常用于处理复杂的多变量 过程控制问题。
如大时滞、多变量耦合、被控变量与控制变量存在各种约束等。先进控制是建立 在常规单回路控制之上的动态协调约束控制，可使控制系统适应实际工业生 产过程动态特性和操作要求。
价格
多回路 单回路 调节器
基地式 调节器 调节器
FCS现场总线பைடு நூலகம்
工
DCS分散控制系统 业
无
PC+I/O
线 测
工控机
控
系
PLC可编程
统
控制系统
功能和规模
操作形式
网络 管理
控制室 CRT 显示操作
控制室 仪表盘 就地 仪表盘 现场 操作
现场 操作
50
分散化
中央集中操作 智能化
分散控制 网络化
中央集中 (DCS)
技术发展趋势
Technology Expansion
工业标准
以经营为核心
技 术 扩 展
CIM 60’s
IT 标准
以应用为核心
集成技术
DCS PLC
70’s
80’s
90’s
以网络为核心 (Open Systems)
以系统为核心
以计算机为核心 00’s
工厂自动化整体解决方案
企业资源规划 制造执行系统 工业控制系统
• 合理的执行机构:调节伐;高性能脉冲计量泵
解决方案（solution)"
随着用户对应用软件的开发愈来愈熟悉， DCS的制造商逐步演变为仅仅是硬件和系统软件 的供应商， 价格愈来愈透明，利润空间愈来愈薄。............
所谓“解决方案（solution)”是DCS制造商不 再把自己仅仅看成是DCS的供应商，而是针对用 户的某一个项目或装置的控制问题，从控制方案 的制定开始，包括系统集成、硬件采购、软件配 置、现场调试、开车投运，直到验收，全过程都 有其承包。
先进控制
• 目前一些先进控制技术已比较成熟， 其中应用比较成功的是鲁棒PID控 制和多变量预测控制技术。
• 在多变量预测控制方面的先进控制软件产品，国 外的有美国Honeywell公司的RMPCT、美国 Aspen Tech公司的DMC Plus等，
• 国内的有APC-HIECON（浙大中控）、SMART （清华大学）等多家软件。至今石化企业中已有 几十套装置应用了先进控制，并取得了显著的经 济效益。
复杂调节系统
串级调节系统
单回路 调节系统 参数检测
DDZ—II QDZ—II
基地式调节器 分立元件仪表
工业无线测控
DCS 开放系统 系 统 和 工 业 以
PLC IPC
太网应用
DDZ-III QDZ-III
FCS 现场总线
1960
1970
1980
1990
2000
2005
我国工业自动化控制系统进展
工业仪表自动化仪表与系统
1.2kg/c㎡气源
50~60
气动压力调节器
基地式电动调节记录仪XWD1
气动单元组合式模拟仪表控制系统
电动单元组合式模拟仪表控制系统。
STD总线型的工业控制机
DJK/F-1000分散控制系统框图
国产集散控制系统
❖国内从70年代开始，在DCS的研究和产品开发方面，始终紧跟世界潮流，也有一些不 俗的成绩。但是，由于各种条件的限制，国产化的产品无法与国外一流产品抗衡。
控制系统的发展 • 基地式气动,电动仪表控制系统 • 气动、电动单元组合式模拟仪表控制系统 • 集中式数字控制系统(DDC) • 集散控制系统（DCS）广泛应用 • 现场总线控制系统（ECS）的应用 • 工业以太网崛起和工业无线通信的应用
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综合信息管理 自动化系统 管控一体化 优化控制 先进 控制系统