工業(yè)自動(dòng)化與儀表控制系統(tǒng)教學(xué)課件

工業(yè)自動(dòng)化與儀表控制系統(tǒng)歡迎來(lái)到工業(yè)自動(dòng)化與儀表控制系統(tǒng)課程！課程簡(jiǎn)介課程目標(biāo)了解工業(yè)自動(dòng)化的概念和發(fā)展趨勢(shì)掌握儀表控制系統(tǒng)的基本原理和應(yīng)用熟悉常見自動(dòng)化設(shè)備和軟件的使用課程內(nèi)容自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展歷程儀表控制系統(tǒng)組成與原理工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用安全防護(hù)與故障診斷教學(xué)目標(biāo)1掌握基本知識(shí)深入理解工業(yè)自動(dòng)化和儀表控制系統(tǒng)的基本原理2提升應(yīng)用能力熟練運(yùn)用自動(dòng)化設(shè)備和軟件進(jìn)行實(shí)際操作3培養(yǎng)創(chuàng)新思維能夠分析問(wèn)題并提出自動(dòng)化解決方案工業(yè)自動(dòng)化的概念和重要性概念利用自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量重要性提升生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本提高產(chǎn)品質(zhì)量，確保產(chǎn)品一致性改善生產(chǎn)環(huán)境，提高安全性自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷程1機(jī)械化時(shí)代機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率2自動(dòng)化時(shí)代自動(dòng)化控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)部分生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化3信息化時(shí)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)信息化生產(chǎn)4智能化時(shí)代人工智能技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的智能化儀表控制系統(tǒng)的組成信號(hào)檢測(cè)傳感器采集生產(chǎn)過(guò)程中的各種參數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換將傳感器采集的信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制器可識(shí)別的信號(hào)控制器根據(jù)設(shè)定值和實(shí)際值進(jìn)行控制運(yùn)算執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)控制器的指令調(diào)節(jié)生產(chǎn)過(guò)程儀表控制設(shè)備的種類溫度傳感器測(cè)量溫度的傳感器，如熱電偶、熱電阻壓力傳感器測(cè)量壓力的傳感器，如壓力變送器、壓力表流量傳感器測(cè)量流量的傳感器，如渦街流量計(jì)、電磁流量計(jì)液位傳感器測(cè)量液位的傳感器，如超聲波液位計(jì)、磁浮液位計(jì)信號(hào)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換1信號(hào)檢測(cè)傳感器將物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)2信號(hào)放大放大傳感器輸出的微弱信號(hào)3信號(hào)濾波消除信號(hào)中的噪聲和干擾4信號(hào)轉(zhuǎn)換將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)控制器的工作原理1設(shè)定值輸入設(shè)置目標(biāo)控制值2實(shí)際值輸入接收來(lái)自傳感器的實(shí)際值3偏差計(jì)算計(jì)算設(shè)定值與實(shí)際值的偏差4控制輸出根據(jù)偏差值進(jìn)行控制運(yùn)算，產(chǎn)生控制信號(hào)PID控制算法P比例控制控制輸出與偏差成正比I積分控制消除靜態(tài)誤差D微分控制抑制系統(tǒng)震蕩執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分類和特點(diǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可靠性高，應(yīng)用廣泛氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用液壓驅(qū)動(dòng)，力量大，適合高負(fù)載場(chǎng)合常見執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概念一種用于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制器之間通信的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸速度快，可靠性高支持多種設(shè)備和協(xié)議降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)效率現(xiàn)場(chǎng)總線典型應(yīng)用過(guò)程控制用于采集和控制過(guò)程參數(shù)，例如溫度、壓力、流量等運(yùn)動(dòng)控制用于控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，例如位置、速度、加速度等數(shù)據(jù)采集用于采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，例如產(chǎn)量、質(zhì)量、能耗等工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議1Modbus常用的工業(yè)通信協(xié)議，用于數(shù)據(jù)采集和控制2Profibus德國(guó)西門子公司開發(fā)的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，應(yīng)用廣泛3CANopen基于CAN總線的開放式協(xié)議，適用于運(yùn)動(dòng)控制和自動(dòng)化應(yīng)用4EtherCAT基于以太網(wǎng)的高速通信協(xié)議，適用于實(shí)時(shí)控制應(yīng)用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)將采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)分析對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理監(jiān)控顯示將分析結(jié)果以圖表的形式顯示組態(tài)軟件的應(yīng)用功能強(qiáng)大可以快速創(chuàng)建和配置自動(dòng)化系統(tǒng)易于使用提供圖形化界面，簡(jiǎn)化操作靈活擴(kuò)展支持多種硬件和協(xié)議系統(tǒng)集成與調(diào)試1系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)需求設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)方案2硬件安裝安裝自動(dòng)化設(shè)備和控制系統(tǒng)3軟件配置配置控制系統(tǒng)軟件和組態(tài)軟件4系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測(cè)試系統(tǒng)功能，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行5現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行調(diào)試，優(yōu)化系統(tǒng)性能安全防護(hù)和故障診斷1安全防護(hù)設(shè)計(jì)安全措施，防止系統(tǒng)故障導(dǎo)致事故發(fā)生2故障診斷分析系統(tǒng)故障原因，進(jìn)行快速診斷和排除3應(yīng)急處理制定應(yīng)急預(yù)案，確保系統(tǒng)在緊急情況下安全運(yùn)行4維護(hù)保養(yǎng)定期維護(hù)保養(yǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法1需求分析明確自動(dòng)化系統(tǒng)需求2方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)方案3系統(tǒng)開發(fā)開發(fā)自動(dòng)化系統(tǒng)軟件和硬件4系統(tǒng)測(cè)試測(cè)試自動(dòng)化系統(tǒng)功能成本分析與項(xiàng)目管理成本分析分析自動(dòng)化系統(tǒng)的投資成本和收益評(píng)估項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)可行性項(xiàng)目管理制定項(xiàng)目計(jì)劃，控制項(xiàng)目進(jìn)度管理項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，確保項(xiàng)目順利完成自動(dòng)化系統(tǒng)維護(hù)與保養(yǎng)日常維護(hù)定期檢查設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)清潔設(shè)備，更換易損件故障處理及時(shí)處理設(shè)備故障記錄故障信息，分析故障原因預(yù)防性維護(hù)制定預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃定期進(jìn)行設(shè)備檢修和保養(yǎng)行業(yè)應(yīng)用案例分享汽車制造應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)提高汽車生產(chǎn)效率化工生產(chǎn)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)提高化工生產(chǎn)效率食品加工應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)提高食品加工效率技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)人工智能人工智能技術(shù)在自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛云計(jì)算云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用為自動(dòng)化系統(tǒng)提供強(qiáng)大的計(jì)算和存儲(chǔ)能力物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將自動(dòng)化系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和遠(yuǎn)程控制國(guó)家政策與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范1國(guó)家政策國(guó)家出臺(tái)了一系列政策鼓勵(lì)和支持自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，指導(dǎo)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)簡(jiǎn)介