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工业自动化现状及其发展.ppt

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工业自动化现状及其发展,西安开轩自动化有限责任公司薛周利,一、自动化基本概念,目的:共享体会、统一概念、在大范围之内界定本次讨论范围。 对自动化的理解:无处不在,由浅入深举例。 人用手去拿桌上的东西 航天飞机上天 总结:完整的自动化控制系统应包括:反映控制目的的设定;确定控制方法的控制器;执行控制程序的执行器;获取控制效果的检测机构;还有控制对象和辅助材料。,一、自动化基本概念 续,自动化行业相关产品分类设 定:操作台和现场控制箱、触摸屏、计算机和组态软件控制器:控制方式、方法及载体(PLC、DCS等)执行器:继电器、接触器、电机、阀、 变频、软器等检测机构:各类仪表控制对象:各行业工业过程(控制语言抽象时重点,做自动化作行业意义所在),一、自动化基本概念 续,重点讲解内容:组态软件、控制方法、PLC、自动化系统规划、设计等,具体安排如下: 我重点讲解内容:控制方法和PLC发展历史、现状和展望,二、控制方法—自动化控制技术,反馈控制技术 自动控制理论有时也叫反馈控制理论 偏差、控制质量、正反馈、负反馈 超调、一阶系统、多阶系统、模型、稳定 前馈控制 大滞后 系统辨识及仿真技术 系统数学模型 数学在控制理论研究中的作用,二、控制方法—自动化控制技术 续,预测控制 广义预测控制---预估几步结果、按算法求出控制作用,举例下棋、依赖预估准确性 PID控制 系统鲁棒性指标,解决建模不太准确问题 实施简单、适用于大多工业过程 应用选择:PI、PID、参数选择,发展:变参数PID,自适应PID、智能PID,二、控制方法—自动化控制技术 续,模糊控制 模糊数学理论---光头概念 洗衣机控制 现代控制理论(多变量控制系统) 多变量系统 矩阵理论 多个水龙头控制,二、控制方法—自动化控制技术 续,自适应控制 模型参数变化概念---导弹控制 控制算法特点 非线性控制理论 结构、参数都变的系统 控制理论处于正在研究之中,三、PLC 发展历史,二十世纪四十年代,计算机技术发展起来后,科学计算,在工业领域应用(二十世纪六十年代的事)。 解决:干扰、接口方便、编程简单问题 国内八十年代初开始使用,进口设备带的,国内改造的,二汽83年开始使用,三、PLC 发展历史 续,可编程序控制器是六十年代末在美国首先出现的,当时叫PLC(Programmable Logic Controller),目的是用来取代继电器,以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能,由此日本称它为顺序控制器(Sequence Controller)。 提出PLC 概念的是美国通用汽车公司。当时,根据汽车制造业生产线的需要,希望用电子化的新型控制器替代继电器控制盘,以减少汽车改型时,重新设计制造继电器控制盘的成本和时间。,三、PLC 发展历史 续,当时PLC的基本设计思想是:1、控制器硬件是标准的、通用的,因而不需要每次另行设计;2、根据实际应用对象,将控制内容作成软件写入控制器的程序存储器内。写入时采用了最便于表示顺序控制程序的形式;3、控制器和被控对象连接方便。 随着半导体技术尤其是微处理器和微型计算机技术的发展,到七十年代中期以后,PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器,输入输出组件和外围电路也都采用了中 、大规模甚至超大规模的集成电路,这时的“PLC”已不再是仅有逻辑 (Logic)判断功能了,同时具有数据处理、PID调节和数据通讯功能。,三、PLC 发展历史 续,工作过程,,外部信号入输入缓冲区,,用户程序,,输出缓冲区到输出模块,,,,,,,,三、PLC 发展历史 续,可编程序控制器硬件的基本构成 中央处理器( Central Processor Unit 简称CPU):它是可编程序控制器的心脏部分。CPU由微处理器(Microproce-ssor)存储实际控制逻辑的程序存储器和存储数据、变量的数据储器构成。 电源 (Power Supply):给中央处理器提供必需的工作电源。 输入组件(Inputs):输入组件的功能是将操作开关和现场信号送给中央处理器。现场信号可能是开关量、模拟量或针对某一特定目的使用的特殊变量。 输出组件(Outputs):输出组件接收CPU的控制信号,并把它转换成电压或电流等现场执行机构所能接收的信号后,传送控制命令给现场设备的执行器。,三、PLC 发展历史 续,输入输出(简称I/O)是可编程序控制器的“手”和“脚”或者叫作系统的“眼睛”和“视觉”。输入信号包括按扭开关、限位开关、接近开关、光电传感器、热电偶、热电阻、位置检测开关和编码器等。输出信号包括继电器、指示灯、显示器、电机启动等直流和交流设备。 编程器(Programmer):在正常情况下,编程器用于系统初始状态的配置,控制逻辑程序编制和加载
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