工业过程自动化技术标准发展.pptVIP

工业过程自动化技术的发展  桂 卫华  中南大学信息科学与工程学院 一.概述 1. 什么叫工业过程自动化技术 综合运用控制理论、电子装备、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，这样的一种综合性技术称之为工业工程自动化技术。它包括：工业过程自动化软件、硬件及系统三大部分。  工业生产过程指的是发电、冶金、炼油、石化、化工、化肥、生化、建材、造纸、制药、橡胶、环保、选矿、采矿等领域的生产加工过程，它是工业过程自动化的服务对象，可以是一个设备、一个装置、一个工段、一个生产线，也可以是一个工厂，一个联合企业。 工业过程自动化技术是一门服务性技术是一门服务性技术，它的服务对象是工业过程。工业过  程自动化中的变送器和执行器相当于人的“眼睛”和“手脚”，工业过程自动化中的主控系统相当于人的“大脑”。离开了眼睛、手脚和大脑，一个人无法行动和思考；离开了变送器、执行器和主控系统，一个生产过程无法正常运行。 因此，工业生产离不开工业过程自动化技术。  2. 工业过程自动化与传统产业的关系 ① 自动化技术的发展都离不开社会环境和历史背景.科学,特别是技术科学的发展,常常是以技术的发展为先导.自动控制理论属于技术科学的范畴，它的发展主要受社会需求的的推动和技术进步的刺激，当然也受物理学、生物学等和作为工具的计算机的促进。  维纳时代及前期的自动控制理论（经典控制理论） Nyquist （1932年） 稳定性分析 Bode （1940年） Bode 图 Evans （1948年） 根轨迹法 Wiener （1948年） 《控制论》一书标志 着一门独“控制理 论”的诞生.  经典控制理论的形成 推动: 受当时重大技术（通讯技术和火炮技术等）的深刻影响。 物理学：牛顿力学中的“质点和姿态动力学” 数学 ： 线形常系数微分方程、单复变函数、 概率、统计. 工具： 模拟电路和模拟计算机.  50年代到60年代的自动控制理论（现代控制理论） Bellman（ 50年代 ） 最优性原理——— 《动态规则》（1954年） Poutrygin 等人（ 50年代末 ） 提出“最 大值原理”（最优控制问题的基本原理） Kalman （ 60年代 ） 状态空间方法： 能控性，能观测性。  现代控制理论的形成 推动 ：远程火箭技术与航天技术、现代航海 技术的直接影响. 物理学（化学）：力学、电动力学、化学反应 机理. 数学 : 线性代数（几何方法）和矩阵论；线性 常微分方程组理论；实、复变函数论 变分法；泛函分析；概率、统计. 工具 ： 电子计算机技术促进 .  60年代以来.特别是80年代以来，自动控制理论有了新的发展 推动 ： 微电子技术、计算机技术、通讯和网络技术、机器人技术. 经济、技术全球化进程的加快.  向控制理论提出了新的课题. * 含有各种不确定性系统的建模、分析综和、控制和优化设计. * 具有层次性特征系统的建模、分析综合、控制和优化设计. * 难于用传统方法建模系统的分析和控制问题. 方法 : 智能方法  ② 工业过程自动化与传统产业的关系 利用电子技术改造传统产业是近二十年来中国经济发展的重要成果，大大促进了企业竞争实力和综合国力的增强。而在电子技术改造传统行业中，工业自动化技术又是其中的重要组成部分。对传统的过程工业而言，利用先进的自动化硬件及软件组成工业过程自动化系统，大大提高了生产过程的安全性、可靠性、稳定性。提高了产品产量和质量、提高了劳动生产率，企业的综合