第三单元自动化技术的实现手段1.pps
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1、2010年1月18日,自动化技术概论 制作者:张志杰 版本 3.2,No.1/37,自动化技术概论 第三单元,公共选修课,自动化技术的实现手段,2010年1月18日,自动化技术概论 制作者:张志杰 版本 3.2,No.2/37,第三单元:自动化技术实现手段,2010年1月18日,自动化技术概论 制作者:张志杰 版本 3.2,No.3/37,手动控制与自动控制,2010年1月18日,自动化技术概论 制作者:张志杰 版本 3.2,No.4/37,自 动 控 制 系 统,自动控制系统是为实现某一控制目标所需要的所有物理部件(软硬件)的有机组合体。,一个自动化控制系统无论结构多么复杂都必须有下面几个部
2、分: 第一,传感器。检测比较装置。所起作用相当于人眼在上面例子中的作用,主要 是获得反馈,并计算要达到的目的与现在的实际情况之间的差值。 第二,控制器。所起作用相当于大脑在上面例子中的作用,主要是用来决定应该 怎样做 。 第三,执行器。主要所起作用相当于人手在上面例子中的作用,完成控制器下达 的决定。 第四,控制量。也就是所要达到的目的,控制量是我们自动化机器所要达到的最 终目的。,2010年1月18日,自动化技术概论 制作者:张志杰 版本 3.2,No.5/37,自 动 化 系 统 的 分 类,逻辑控制技术与系统 运动控制技术与系统 过程控制技术与系统,2010年1月18日,自动化技术概论
3、制作者:张志杰 版本 3.2,No.6/37,逻辑控制技术与系统,传统上,将开关量控制归入逻辑控制,典型的逻辑控制如:,电动机的启动/停止 电灯的开/关 电动阀门的开通/关断 按钮的接通/断开 继电器的吸合/断开,电控,2010年1月18日,自动化技术概论 制作者:张志杰 版本 3.2,No.7/37,运动控制技术与系统,传统上,将电气传动控制归入运动控制,典型的运动控制如:,电动机的速度控制 电灯的亮度控制 电动阀门的开度控制 位置控制,电传,2010年1月18日,自动化技术概论 制作者:张志杰 版本 3.2,No.8/37,过程控制技术与系统,传统上,将慢速连续量控制归入过程控制,典型的过
4、程控制如:,温度控制 压力控制 流量控制 液位控制,电仪,2010年1月18日,自动化技术概论 制作者:张志杰 版本 3.2,No.9/37,自 动 化 系 统 的 基 本 组 成,工业控制计算机 工业自动控制系统组件 工业控制软件 工业控制网络,2010年1月18日,自动化技术概论 制作者:张志杰 版本 3.2,No.10/37,工业控制计算机,工业控制计算机,经过特种设计用于工业环境,一般具有坚固、防震、防尘、防水、使用寿命长等特点。,简称工控机,2010年1月18日,自动化技术概论 制作者:张志杰 版本 3.2,No.11/37,(工 业 控 制) 网 络,2010年1月18日,自动化技
5、术概论 制作者:张志杰 版本 3.2,No.12/37,(工业自动化)控制软件,组态和编程,特殊监控软件,相关作业工具,用于生产过程的编程软件,品种多样 功能强大 紧密互琐,易使用 全集成 标准化,2010年1月18日,自动化技术概论 制作者:张志杰 版本 3.2,No.13/37,自 动 化 系 统 组 件,1、计算机控制系统配置 1 ) 嵌入式计算机系统和单片机系统 2)工控机系统 3)专用计算机工业控制装置(工业自动化控制组件) 2、外围器件 新型、智能化器件模块 传感器、变送器 IP传感器 晶闸管智能控制模块 A/D、D/A智能模块 高集成度芯片,串行通信功能的模块 具有 RS485
6、通信功能 具有I2 C总线功能,大功率执行元件 继电器-接触器等自动开关 电力电子器件,2010年1月18日,自动化技术概论 制作者:张志杰 版本 3.2,No.14/37,第三单元:自动化技术实现手段,2010年1月18日,自动化技术概论 制作者:张志杰 版本 3.2,No.15/37,控制系统的硬件实现,1、计算机控制系统配置 1 ) 嵌入式计算机系统和单片机系统 2)工控机系统 3)专用计算机工业控制装置(工业自动化控制组件) 2、外围器件 新型、智能化器件模块 传感器、变送器 IP传感器 晶闸管智能控制模块 A/D、D/A智能模块 高集成度芯片,串行通信功能的模块 具有 RS485 通
7、信功能 具有I2 C总线功能,大功率执行元件 继电器-接触器等自动开关 电力电子器件,2010年1月18日,自动化技术概论 制作者:张志杰 版本 3.2,No.16/37,单 片 机 系 统,所谓单片机,就是在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM(EPROM或EEPROM)、时钟、定时/计数器、多种功能的串行和并行I/O口,由这一片芯片组成了一个微型计算机处理系统。如Intel公司的8051系列等。除了以上基本的计算机处理功能外,有的还集成有A/D、D/A,如Intel公司的8096系列。概括起来说,单片机具有如下特点:具有位处理能力,强调控制和事务处理功能。价格低廉,如低档单片机价格只有人
8、民币几元钱。开发环境完备,开发工具齐全,应用资料众多。后备人才充足。,2010年1月18日,自动化技术概论 制作者:张志杰 版本 3.2,No.17/37,嵌 入 式 计 算 机 系 统,嵌入式系统的组成包括硬件和软件两大部分 硬件基本结构 三层:处理器微处理器、外围电路、 外部设备。 软件结构体系 包括操作系统软件(OS)(要求实 时和多任务操作)和应用程序。 分成四个层次: 设备驱动DDI、实时操作系统RTOS、应用编程中间件 (API)、 应用系统。,2010年1月18日,自动化技术概论 制作者:张志杰 版本 3.2,No.18/37,工 控 机 系 统,硬件采用模板结构,根据要求选择模
9、板配置系统。 (1)专用总线工控 以单片机为核心和各通道模板组成,适合于小型控制系统。 如 FD-BASE 工控机。 (2)STD总线工控机 70年代采用,1987 年批准为 IEEE961 标准可支持 16 位 和 32 位微处理器。 (3)PCI总线工控机 通用计算机的 PCI 总线、各种通道模板、特殊用途的板卡。 (4)工业单板电脑,2010年1月18日,自动化技术概论 制作者:张志杰 版本 3.2,No.19/37,工业控制计算机,工业控制计算机,经过特种设计用于工业环境,一般具有坚固、防震、防尘、防水、使用寿命长等特点。,简称工控机,2010年1月18日,自动化技术概论 制作者:张志
10、杰 版本 3.2,No.20/37,传 感 器,传感器用来测量各种物理量。根据测量的物理量不同,传感器可以分成温度传感器、流量传感器、压力传感器等很多种类。但是所有传感器工作原理都是基于各种物理定律,如果出现了新的现象或在特定物质中,在某方面出现了奇异的效应,就可以利用这些现象和效应来研制传感器。经常被用来制作传感器的物理现象和效应有霍尔效应、多普勒效应、压阻效应、应变效应等。但是并不是所有研制出来的传感器都能够使用,因为传感器要满足可靠性的要求,如果传感器不稳定,那么对同样的输入信号,其输出信号就不一样,则传感器会给出错误的输出信号,使传感器的作用失灵。,2010年1月18日,自动化技术概论
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