自动化概论 教学课件 ppt 作者 夏洪永 编自动化概论11.ppt

3）数据处理 现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 4）通信及联网 PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统或构建基于PLC的DCS控制系统，或作为FCS的节点挂接于FCS系统中，发挥着PLC强大的功能。 3．柔性制造系统 机械制造自动化技术从20世纪50年代至今，经历了单机自动化、刚性生产线-数控机床-加工中心，到柔性生产线、柔性制造三个阶段。 以数控装置与数控机床为核心，构成数字化加工系统， 以机械手臂等装配设备为中心，构成自动化流水生产线系统。 在这类系统结构中涉及多种机械结构、机械器具，多种机械动作。在一个加工制造系统中复杂的协调控制、多方位驱动、多位置检测可以借助PLC、计算机系统、通讯网络、反馈控制技术实施综合数字化控制。 数字化加工系统 自动化生产线系统 在生产线中各机械手通过现场总线接口或远程I/O接口与控制网络相联，构建现场总线型控制系统（图示机械手自动化焊接生产线） 自动化焊接生产线（现场总线系统） 更具高度自动化加工形式的是柔性制造系统：不仅包括数控加工系统（多台制造设备），中央刀具管理系统、自动化仓库管理系统；同时还包括物流系统（设备间自动传输材料、工具、零配件）、监控系统（发布指令、协调动作与输送装置） 柔性制造（集成制造）系统 中央刀具管理系统 数控技术、计算机技术、自动检测技术、自动控制技术、网络与通讯技术的高度综合是机械制造技术的发展方向，构建包括产品设计、生产计划与调度在内的高度自动化、智能化、网络化综合自动化系统， 自动化仓库管理系统 “管-监-控”一体化自动化系统 PCS 自动化概论 第六单元 自动化技术应用 自动化技术发展始于工业生产控制需要 工业自动化技术反映了自动化技术全貌 工业生产两大方式：离散型与流程型 离散生产是指以一个个单独的零部件组成最终产成品的方式，生产过程中基本上没有发生物质改变，只是物料的形状和组合发生改变，即最终产品是由各种物料装配而成，并且产品与所需物料之间有确定的数量比例。 典型的离散行业有机械制造业、汽车制造业、家电制造业等，生产方式以离散为主、流程为辅、装配为重点； 流程生产也叫过程生产，是为突出流程型工业生产中物料的流动性质：呈流体状态的各种物料在管道中连续流动，经过传热、传质、物理、生化和化学反应等加工，发生相变或分子结构等的变化，失去原有性质，最终形成一种新的产品。 典型的流程生产行业有化工、炼油、制药、电力、钢铁制造、能源、水泥等领域，生产方式以流程为主、离散为辅,化学及物态变化为重点。 第一节 自动化技术应用于流程生产领域 一、流程生产与控制特点 1、流程生产特点 （1）流程工业的生产过程是连续的，不允许某个环节的运行中断，需要将各种生产装置、生产环节作为一个整体来考虑，谋求整个生产过程运行状态良好。 碳化塔PID图 （2）流程工业加工过程包括了信息流、物质流和能量流，同时还伴随着物理化学反应、生化反应，还有物质和能量的转换与传递。因此，生产过程的变化机理十分复杂，有的还非常不清楚。 （3）流程工业往往处于十分苛刻的生产环境，例如高温、高压、真空，有时甚至在易燃易爆、有毒有腐蚀的环境，因而生产中的人身安全和设备安全被放在最重要的位置，相应的故障预测、预报、诊断和安全监控系统受到特别的重视。 （4）在流程工业生产中，控制对象以管道、容器、反应塔、反应釜等为主，具有非线性、时变性、大滞后性、多变量特性。温度、压力、流量、液位（料位）、成分和物性等六大参数是反映设备、过程运行状态的主要信息。 2．流程生产自动化及控制特点 （1）以获取连续变化量的热工量检测装置及变送器为主体，用模拟信号来描述生产运行状态；现场执行与驱动装置以控制阀、变频器-电机-泵、电磁阀等为主，实施连续流体的输送与量的控制；生产状态控制、显示主体采用自动化仪表、智能控制仪表、DCS系统等。 （2）由于生产工艺对生产运行参数要求的确定性控制形式主要采用反馈控制形式，构建闭环控制系统为主体，为了解决复杂的干扰影响，控制回路结构复杂。 （3）生产运行状态参数为连续变化量，对于单参数系统主要采用的控制策略主要是PID控制规律，对于多变量等复杂特性系统，可能不得不采用智能化控制策略。 （4