电器控制与PLC技术--绪论(.).ppt

电器控制与PLC技术 电子信息与电气工程系 李建兴 E-mail:ljx@ 0 绪论 0.1 几个基本概念 0.2 自动化技术的发展概况 0.3 机遇与挑战 0.4 本课程的内容与要求 0 绪论0.1 几个基本概念 自动化（Automation） 自动化是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动地进行操作或运行。 自动化主要研究的是人造系统的控制问题。 0 绪论0.1 几个基本概念 自动控制（Automatic Control） 自动控制是关于受控系统分析、设计和运行的理论和技术 自动控制则除了对人造系统的控制问题研究外，还研究社会、经济、生物、环境等非人造系统的控制问题。例如生物控制、经济控制、社会控制及人口控制等，显然这些都不能归入自动化的研究领域的。 不过，人们提到自动控制通常是指工程系统的控制，在这个意义上自动化和自动控制是相近的。 0 绪论0.1 几个基本概念 自动控制系统（自动化系统）的基本组成 0 绪论0.1 几个基本概念 电气控制（运动控制或电力拖动自动控制）：是以电动机为控制对象） 过程控制：指连续生产过程的自动控制，以生产过程的有关参数，如温度、压力等为控制对象） 0 绪论0.2 自动化技术的发展概况 0.2.1电气控制的发展概况 ①电力拖动方式的变化 19世纪末电动机逐渐代替了蒸汽机，出现了电力拖动 集中拖动（20世纪初）：以一台电动机拖动多台设备，或使一台设备的多个动作由同一台电动机拖动。机械传动系统复杂，电气控制线路比较简单。 单独拖动（20世纪20年代）：以一台电动机拖动一台设备 分别拖动（20世纪30年代）：多电机拖动，各个运动机构分别由不同电动机拖动。简化了机械传动机构，电气控制线路复杂。 0 绪论0.2 自动化技术的发展概况 0.2.1电气控制的发展概况 ② 控制方式的变化 在控制方法上：手动控制→自动控制； 在控制功能上：简单→复杂 在操作上：笨重→轻巧； 从控制原理上：硬件控制系统→软件控制系统 0 绪论0.2 自动化技术的发展概况 0.2.1电气控制的发展概况 ③控制手段的变化 继电器-接触器控制系统（断续控制） 电机放大机、磁放大器、晶闸管购成的反馈控制系统（连续控制） 顺序控制器（20世纪60年代） 数控机床（20世纪50年代） 可编程序控制器（PLC）（20世纪70年代）。近年提出PAC的概念 数控技术、变频技术 0 绪论0.2 自动化技术的发展概况 0.2.1电气控制的发展概况 上述各种先进控制设备的应用，促进了电气控制技术的发展。 计算机通信与网络技术的发展：单机自动化→综合自动化 0 绪论0.2 自动化技术的发展概况 0.2.2 过程控制的发展概况 ①19世纪40年代前后（手工阶段） 手工操作状态，凭经验人工控制生产过程，劳动生产率很低 0 绪论0.2 自动化技术的发展概况 0.2.2 过程控制的发展概况 ② 19世纪50~60年代（仪表化与局部自动化阶段） （一些工厂企业实现了仪表化和局部自动化） 检测和控制仪表采用基地式仪表和部分单元组合仪表(多数是气动仪表)； 过程控制系统结构单输入、单输出系统； 被控参数温度、压力、流量和液位参数； 控制目的保持这些参数的稳定，消除或者减少对生产过程的主要扰动； 理论频率法和根轨迹法的经典控制理论，解决单输入单输出的定值控制系统的分析和综合问题。 0 绪论0.2 自动化技术的发展概况 0.2.2 过程控制的发展概况 ③ 19世纪60~70年代（集中自动化阶段） （工厂企业实现车间或大型装置的集中控制） 检测和控制仪表采用单元组合仪表(气动、电动)和组装仪表，计算机控制系统的应用，实现直接数字控制(DDC)和设定值控制(SPC)； 过程控制系统结构多变量系统，各种复杂控制系统，如串级、比值、均匀控制、前馈、选择性控制系统； 控制目的提高控制质量或实现特殊要求； 理论除经典控制理论，现代控制理论开始应用 0 绪论0.2 自动化技术的发展概况 0.2.2 过程控制的发展概况 ④ 19世纪70年代以来（集散自动化阶段） （现代过程控制的新阶段） 检测和控制仪表新型仪表、智能化仪表、PLC、微型计算机； 过程控制系统结构由单→多变量系统，由PID控制规律→特殊控制规律，由定值控制→最优控制、自适应控制，由仪表控制系统→智能化计算机分布式控制系统； 理论现代控制理论（如状态空间分析、系统辨识与状态估计、最优滤波与预报） 、智能控制理论（如模糊控制、神经网络、专家系统、遗传算法等）。 0 绪论0.2 自动化技术的发展概况 0.2.3 自动化技术的发展趋势 ①