自动化基础知识 PPT

2、什么是工业自动化技术
工业自动化技术是指综合运用控制理论、电子装备 、仪器仪表、计算机和相关工艺技术，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、节省能耗、降低 消耗、减少污染、确保安全等目的的一种综合性 技术。
3、自动控制
概念 所谓自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用 外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器、 设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参 数（即被控量）自动地按照预定的规律运行。
自动化基础知识
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主要内容
1、自 动 控 制 2、计 算 机 3、计 算 机 网 络 4、可编程控制器（plc)
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一、什么是自动化
1、自动化定义 自动化是指在无人干预的情况下按规定的程序或指 令自动进行操作或控制的过程。
研究内容： 自动化是一门涉及学科较多﹑应用广泛的综合性科 学技术。数学、物理学、力学、电子学、生物学 等是该学科的重要基础 它的研究内容主要有自动控制和信息处理两个方面 ﹐包括理论﹑方法﹑硬件和软件等。
• 广播方式 由中心站向所有RTU或某分组内的 RTU下发命令。
• 控制命令下发方式 如下发开、关控制命令 ，修改报警及控制权限。
RTU触发的通讯方式：
RTU可以在程序中根据现场情况设置条件，以 便在非常情况下向中心站发送数据。
● 3）中心站 它可包含多个工作站和支持网络功能的设备，
以完成不同的工作。它通过中心站软件管理系统 数据库，每个工作站通过组态画面监测现场站点 ，下发控制命令进行控制，并完成工况图、统计 曲线、报表等功能。
二、自动化系统分类
1、从应用角度分 a、过程自动化
石油炼制和化工等工业中流体或粉体的化学处理自 动化。 一般采用由检测仪表﹑调节器和计算器等组成的过 程控制系统﹐对加热炉﹑蒸馏塔等设备或整个工 厂进行最优控制。
b、机械制造自动化
这是机械化﹑电气化与自动控制相结合的结果﹐处 理的对象是离散工件。
c、管理自动化
网间 链接
到其它局域网 LAN
集中操作监控级 工程师 操作站
操作员 操作站
监控 计算机
网间 链接
分散过程控制级
现场 工作站
PLC 控制器
智能 调节器
DCS系统结构图
其他 装置
四、自动控制系统工作原理
● 1、系统工作原理
SCADA系统的主要功能包括数据采集、本地和 远程控制、多种通讯介质联接、易于重新配置及 本地和远程诊断。
b、DCS（Distributed Control System）系统
DCS是一种分布式控制系统，在国内自控行业又称 之为集散控制系统。
DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度 结合的产物。DCS通常采用若干个控制器（过程 站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制， 各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。操 作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接， 收集生产数据，传达操作指令。
● 2) 系统的通讯网络 主要用于RTU与中心站通讯及与其它RTU通讯
。通讯链路种类有无线、有线、微波、光纤。RTU 可支持的通讯方式有中心站触发的通讯方式和RTU 触发的通讯方式。
中心站触发的通讯方式包括： • 轮询方式 由系统设置一个时间周期，每隔一
个时间段系统进行一次查询，接收中心站所需要 的现场数据。
工厂或事业单位的人﹑财﹑物﹑生产﹑办公等业务 管理自动化﹐是以信息处理为核心的综合性技术 ﹐涉及电子计算器﹑通信﹑系统与控制等学科。
d、其它：实验室自动化、家庭自动化、商业自动 化
2、按测控形式分
a、SCADA（Supervisor Control And Data Acquisition）系统
监测控制和数据采集系统。它可以实时采集现 场数据，对工业现场进行本地或远程的自动控制 ，对工艺流程进行全面、实时的监视，并为生产 、调度和管理提供必要的数据。
2、DCS系统
从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级 。
1）过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表 组成，是系统控制功能的主要实施部分。
2Fra Baidu bibliotek操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的 操作和组态。
3）管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统） ，它是DCS更高层次的应用。
综合信息管理级 管理 微机
三、自动化系统构成
1、SCADA系统 SCADA系统主要应用于水利、石油、供电等行
业中，用于地理环境恶劣无人值守的环境下进行 远程控制。它的主要结构包括远程控制单元RTU （Remote Terminal Unit）、通讯网络及中心站 。
1) 远程终端RTU
RTU 主要作用是进行数据采集及本地控制，进 行本地控制时作为系统中一个独立的工作站，这 时RTU可以独立的完成连锁控制、前馈控制、反 馈控制、PID(比例、微分、积分）控制等工业上 常用的控制调节功能；进行数据采集时作为一个 远程数据通讯单元，完成或响应本站与中心站或 其它站的通讯和遥控任务。
DCS系统的基本思想是：利用分散控制、集中操作 、分而自制、综合协调的原则，将测控系统分为 分散过程控制级、集中操作监控级和综合信息管 理级，构成一分级分布式控制系统。
因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散 控制集中管理。
c、直接数字控制（DDC）系统 d、监督计算机控制（简称SCC）系统 e、现场总线控制系统（简称FCS）系统
自动控制系统： 实现上述控制目的，由相互制约的各部分按一定规律组 成的具有特定功能的整体。
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4、自动控制技术的内容
● 自动控制技术包含了自动控制系统中所有元器件的构 造原理和性能，以及控制对象或被控过程的特性等方 面的知识；自动控制系统的分析与综合；控制用计算 机(能作数字运算和逻辑运算的控制机)的构造原理和 实现方法。
5、 自动控制技术的原理和方法
● 自动控制技术是自动化单元技术和集成技术及其在各 类控制系统中的应用。它以自动控制理论为基础，以 电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术 、网络与通信技术为主要工具，面向工业生产过程自 动控制及各行业、各部门的自动化。它具有“控(制) 管(理)结合，强(电)弱(电)并重，软(件)硬(件)兼施” 等鲜明的特点，