工业自动化技术培训课件课件.ppt

工业自动化技术培训课件工业自动控制技术的发展概况二、工业自动控制系统基本类型：
顺序控制系统：顺序控制是按照预先规定的时间顺序（或逻辑关系），逐步对各设备或对象进行控制到方法。如电梯等。
过程控制系统：对工业生产过程中的各物理量（如温度、压力、液位等）进行闭环控制，使其按照要求的规律变化。
运动控制系统：控制运动物体的转速或位置，使其按照要求的规律变化。如调速系统，位置随动系统等。
监控系统：对生产过程中的大量运行参数进行采集、显示、记录或报警。
三、控制系统的传统实现方法：
顺序控制系统：继电逻辑控制系统。
过程控制系统：常规仪表控制系统。
运动控制系统：拖动控制系统。
监控系统：常规显示、记录或报警仪表。

四、计算机技术对工业控制技术的影响

五、实现计算机控制到几种尝试方案
直接数字控制系统（DDC)。
单片机控制。
总线式工控机。
可编程调节器。

六、计算机控制的现状及发展
可编程控制器(PLC)。
集散控制系统(DCS)。
现场总线控制系统(FCS)。
工业以太网。
七、计算机控制的设计原则
可靠性与适应性。
操作性与友好性。
灵活性与扩展性。
实时性。
分布式控制系统的体系结构二、分布式控制系统分层结构中各层的功能

三、分布式控制系统系统的基本结构
现场控制器：通常带有I/O部件，与生产过程相联接，实现数据采集和控制执行。
人机接口：让操作员了解生产能够过程的运行状况，并通过它发出操作指令给生产过程。主要由操作站、工程师站和历史站。
通信系统：在分散过程控制装置与操作管理装置之间完成数据交换和传递。
四、现场控制器
回路控制器：能完成以PID为基础的回路控制的数字仪表，多路数据采集器以及无纸记录仪等一系列数字仪表，在面板上仍保留棒图和手/自动切换，用数字显示代替指针显示，这些数字仪表统称为回路控制器。回路控制器内部的算法预先用程序作成功能块的形式，存在ROM中。可以按照所要求的控制策略，进行组态。
可编程控制器(PLC)：PLC是由摸仿继电器控制原理发展起来的，以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。现代的也增加有一些控制回路用的算法。
运动控制器：用于控制运动部件的速度或位置，通常包括变频器和伺服系统。
现场总线：全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置；用分散的虚拟控制站取代集中的控制站；改变传统的信号标准、通信标准。控制系统的硬件体系结构模块1模块1模块3tA200ms:主控制器应用设计：工艺过程划分热电阻（RTD）
（ResistorTemperatureDetector）双积分型A/D转换器逐次比较型A/D转换器变压器隔离型放大器电容隔离型放大器线性光偶隔离型放大器性价典型值
模拟量输出开关量输入（DI：DigitalInput)开关量输出（DO：DigitalOutput)常见计算机控制算法、
PID控制算法：形成一个闭环的控制回路，对被控变量产生的一切扰动都进行响应。
选择性控制系统：对两个或多个控制器的输出端的信号进行选择。
前馈控制：按扰控量进行补偿的开环控制，即当影响系统的扰动出现是（被控变量还未显示变化以前），按扰动量大小直接产生校正作用，以抵消扰动的影响。
顺序控制：顺序控制是按照预先规定的顺序（逻辑关系），逐步对各阶段进行信息处理的控制方法.
计算机优化控制
2024/10/13控制作用：
比例控制：比例控制能迅速反应误差，从而减小稳态误差。但是，比例控制不能消除稳态误差。比例放大系数的加大，会引起系统的不稳定。
积分控制：积分控制的作用是，只要系统有误差存在，积分控制器就不断地积累，输出控制量，以消除误差。因而，只要有足够的时间，积分控制将能完全消除误差，使系统误差为零，从而消除稳态误差。积分作用太强会使系统超调加大，甚至使系统出现振荡。
微分控制：微分控制可以减小超调量，克服振荡，使系统的稳定性提高，同时加快系统的动态响应速度，减小调整时间，从而改善系统的动态性能。
应用PID控制，必须适当地调整比例放大系数KP，积分时间TI和微分时间TD，使整个控制系统得到良好的性能。2024/10/132024/10/13为了求和，必须将系统的偏差的全部过去值都储存起来，这种算法得出的全量U(K)是控制量的绝对值。在控制系统中，这种控制量确定了执行机构的位置，是一一对应的。缺点是每时刻计算机都要重复计算阀位的位置，必须把偏差的全部过去数据都积累起来，容易产生积分饱和
2024/10/132024/10/13采样周期选择：
◆根据香农采样定理，系统采样频率为：

fs≥2fmax（ｆmax被采样信号的最高）

满足这一定理，采样信号方可恢复或近似地恢复为原模拟信号，而不丢失主要信息。在这个限制范围内，采样