传感器综合应用

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传感器应用技术
二、工业自动化技术
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、 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 软件、硬件和系统三大部分。 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： （1）提高生产过程的安全性； （2）提高生产效率； （3）提高产品质量； （4）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 效益方面提升产出比约1：4至1：6之间。
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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DCS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 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 技术工具(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10-1-1所示是正在生产作业中的工业自动化汽车生产线。
1 2 3 4 了解什么是工业自动化。 了解什么是工业自动化技术。 理解工业自动化控制系统由哪些部分组成。 掌握闭环控制的工作原理。
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【相关知识】
一、什么是工业自动化
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。
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图10-1-2 工业缝纫机控制系统框图
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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 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。 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1962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 、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 作生产线上作业的工业机器人。
图10-1-3
生产线上的工业机器人
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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 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、 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 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。
图10-1-1 工业自动化汽车生产线
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三、工业自动化控制系统 一个控制系统包括控制器（controller）、传感器（sensor）、 变送器（transmitter）、执行机构（final controlling element）、 输入输出接口（I/0 interface）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 ，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“开环 控制”和“闭环控制”。 目前工业自动化控制中，“状态闭环控制”多用于保护类控制， 例如汽机的ETS，锅炉的MFT，化工的ESD，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 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“误动”。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10-1-2所示，是一款利用闭环控 制的工业缝纫机控制系统的框图。
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【知识测评】
1. 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 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 说明什么是闭环控制。
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项目十Leabharlann Baidu传感器综合应用
任务一 工业自动化控制系统简介
任务二 汽车传感器应用
任务三 智能家居传感器应用
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任务一 工业自动化控制系统简介
【知识要点】 【相关知识】 【任务测评】
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任务一 工业自动化控制系统简介
【知识要点】