现代工业自动化系统--原理及其组成.pdf

现代工业自动化系统现代工业自动化系统 原理及其组成 2009年11月 目 录 一、概述 二二、、系统组成系统组成 三、常用器件 四四、实例分析实例分析 五、结束语 一、概述 自动化(Automation)，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。 自动化装置是指无需人的参与就可以自动进行工作，完成特定任务的机 器器。 工业自动化系统是运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术， 对对工业生产产过程实现检测程实现检测、控制控制、优化优化、调度调度、管管理和决策和决策，以以达到增加产到增加产 量、提高质量、降低消耗、确保安全为目标的集成系统。 自动化技术发展是伴随着人类各个领域的科技发展而发展起来的。人们 在几千年的生产过程中，为了多快好省地生产出自己需要的东西，发明了很 多能够替代人来工作的自动装置。 古代人在河流上建造可以通过水的冲击带动轮子转动古代人在河流上建造可以通过水的冲击带动轮子转动，实现灌溉实现灌溉、碾米碾米 等工作的水车、磨坊。 近代人创造出的许多诸如钟表、蒸汽机速度调节控制等等的自动装置， 到十八世纪末自动装置的应用和研究使得自动化技术初具雏形。 直到上世纪四十年代末直到上世纪四十年代末，，美国数学家维纳与墨西哥生物学家罗森布卢美国数学家维纳与墨西哥生物学家罗森布卢 特合作，提出了自动化的理论基础著作——控制论。标志着自动化技术的正 式诞生。 自动化技术从诞生到现在，已取得了长足进步，逐步走向成熟。自动 化技术为生产力的发展起着巨大的作用，实现了人们摆脱繁重劳动和驾驭复 杂系统的愿望杂系统的愿望。同时同时, 自动化技术也在应用中得到不断发展和完善自动化技术也在应用中得到不断发展和完善。人们在人们在 自动化技术应用中发展了各种理论以及设计了各种设备和自动化装置，并在 各个领域大显身手各个领域大显身手，，如飞机导航如飞机导航、、交通运输交通运输、、导弹控制导弹控制、、智能楼宇智能楼宇、、现代化现代化 工厂中到处都有自动化技术的应用。 随着微电子技术、计算机技术、光电技术、信息技术以及现代控制方法 与理论的发展，今天的自动化技术正以崭新的面貌在各个领域中发挥着重要 作用，以现代自动控制理论为基础的现代工业化系统展现出其无限美好的发 展前景展前景。 二、系统组成 一个自动化系统无论结构多么复杂都有下面几个主要组成部分：  检测器：主要是获得反馈信息，计算目标值与实际值之间的差值；  控制器控制器：：相当于大脑在分析决策上的作用相当于大脑在分析决策上的作用，，适时地决定系统应该实施适时地决定系统应该实施 怎样的调节控制；  执行器执行器：完成控制器下达的决定完成控制器下达的决定；  对象： 被控制的客观实体。 ●自动化系统结构 一个简单自动控制系统结构图 控制信号 输入信号 输出信号 控制器 执行器 过程对象 反馈信号 检测器  自动控制是基于反馈的技术。反馈理论的要素包括三个部分：测量、 比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用两者之间的偏 差来纠正调节系统的响应差来纠正调节系统的响应。因此因此，自动化技术的核心思想是反馈自动化技术的核心思想是反馈， 通过反馈建立起输入（原因）和输出 （结果）之间的联系。使控制 器可以根据输入与输出的实际情况来决定控制策略，以便达到预定 的系统功能的系统功能。  系统构成前向通道和反馈通道两个通道，前向通道是任务执行的功 能主体。 复杂自动化系统往往是多变量，多回路，多类型的系统。 X X’ Y K G