典型自动控制设备应用与维护 教学课件 作者 宁秋平 等 第一章　绪　　论.ppt

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1、第一章　绪　　论第一节　典型自动化设备及生产线的组成第二节　自动控制系统分类及原理第三节　工业控制计算机及其在自动控制中的作用第一节　典型自动化设备及生产线的组成一、自动化设备及生产线的一般组成自动化设备及生产线是一项机械、电子、仪表、电气、信息处理、计算机应用、自动控制技术等多种技术复合运用的技术。自动化设备及生产线并不是机械与电子两种技术的掺和或叠加，而是有机的结合或融合。自动化设备及生产线不论它的体积是大还是小，不论它的结构是复杂还是简单，也不论它的功能是多还是少，它们都是由机械零件和电子元件

2、等组成的有机整体，都是一个完整的系统。因此，从系统的角度来认识和理解自动化设备及生产线是十分重要的。1)机械本体部分。2)检测及传感器部分。3)控制部分。第一节　典型自动化设备及生产线的组成4)执行机构部分。5)动力源部分。二、各部分的作用(1)机械本体　在自动化设备及生产线中，机械本体是被自动化的对象，也是完成给定工作的主体，是机电一体化技术的载体。1)连接固定的功能。2)实现特定的功能。(2)检测及传感器部分　检测及传感器部分的作用是获取信息。(3)控制部分　控制部分的作用是处理各种信息并做出相

3、应的判断、决策和指令。(4)执行机构部分　执行机构部分的作用是执行各种指令，完成预期的动作。(5)动力源部分　动力源部分的作用是向自动化设备及生产线供应能量，以驱动它们进行各种运动和操作。第二节　自动控制系统分类及原理一、术语所谓自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置，对生产过程、工艺参数和目标要求等进行自动调节与控制，使之按照预定的方案达到要求的指标。常用的术语如下。图1-1　自动控制系统的基本组成第二节　自动控制系统分类及原理二、自动控制系统的分类(1)按是否设有反馈分类　分为开环

4、控制系统和闭环控制系统。(2)按输入量变化规律分类　分为恒值控制系统和随动控制系统。(3)按输入输出关系分类(4)按信号是否连续分类三、自动控制系统的工作原理以水位控制系统为例，图1⁃2为一个水位控制系统示意图。图1-2　水位控制系统示意图第二节　自动控制系统分类及原理(1)控制系统组成　系统的控制对象是水箱，被控制量是水位高度h；使水位发生变化的外界因素是用水量Q2，Q2是负载扰动量；使水位保持恒定的可控因素是给水量Q1;控制Q1的是由电动机驱动的控制阀V1，因此，电动机—减速器—控制阀构成执行元

5、件；电动机的供电电压U=UA-UB,其中UA由给定电位器RPA给定,UB由电位器RPB给出。(2)工作原理　图1-3为水位控制系统框图。图1-3　水位控制系统框图第二节　自动控制系统分类及原理图1-4　水位控制的自动调节过程第三节　工业控制计算机及其在自动控制中的作用(1)可编程序控制器(PLC)　可编程序控制器是从早期的继电器逻辑控制器系统与微型计算机结合而发展起来的，它以卓越的技术指标及优异的恶劣环境适应性的特点，迅速渗透到工业控制的各个领域。(2)单片机　单片机将CPU、RAM、ROM、定时／

6、计数器、多功能(并行、串行、A／D)和通信控制器，甚至图形控制器、高级语言、操作系统等都集成在一块大规模集成电路芯片上。(3)工业微型计算机　普通微型计算机经过改进，并配上相应的工业用软件而成为能够抵抗恶劣工业环境的工业微型计算机(PC)，它与各种输入、输出接口板组成了工业控制计算机。第三节　工业控制计算机及其在自动控制中的作用(4)比例积分微分调节器(PID)　比例积分微分调节器(PID)控制有两种方法：一种是模拟PID调节器控制；另一种是数字PID调节器控制。(5)其他　工业控制计算机还包括现场

7、总线控制系统(FCS)，集中分散式控制系统(DCS)以及数控系统(CNC、FMS、CAM)等。1.自动化设备及生产线的一般组成是什么？简述各部分作用。2.自动控制系统分为哪几种类型？3.什么是工业控制计算机？目前常用的有那些？