工业自动化技术PPT学习教案

1、会计学1工业自动化技术工业自动化技术2021-7-312第1页/共68页2021-7-313第2页/共68页2021-7-314第3页/共68页2021-7-315第4页/共68页2021-7-316第5页/共68页2021-7-317第6页/共68页2021-7-318第7页/共68页2021-7-319第8页/共68页2021-7-3110第9页/共68页2021-7-3111第10页/共68页2021-7-3112第11页/共68页2021-7-3113第12页/共68页2021-7-3114模块模块1模块模块2模块模块1模块模块2模块模块3双模冗余双模冗余DMRDual Module

2、Redundancy 三模冗余三模冗余TMRTriple Module Redundancy (1) 需适应恶劣的工业生产过程环境。冗余结构需适应恶劣的工业生产过程环境。冗余结构第13页/共68页2021-7-3115模块模块1模块模块2模块模块1模块模块2表表决决器器选选择择器器状状态态指指令令指指令令输输出出输输出出指指令令指指令令输输入入输输入入备用式冗余备用式冗余Backup Redundancy表决式冗余表决式冗余Voting Redundancy第14页/共68页2021-7-3116模块模块3模块模块4表决器表决器B输输出出模块模块1模块模块2表决器表决器A输输出出输输出出互互锁

3、锁选选择择器器输输出出A机机B机机互 锁 信互 锁 信号号互 锁 信互 锁 信号号主主备备第15页/共68页2021-7-3117tA确定性实时确定性实时非确定实时非确定实时延迟延迟deadline概率概率tmintmaxtdltAdeadlinetmintmaxtdl无边界无边界 !在正常运行条件及可恢复故障条件下，任务延迟超过最后期限（deadline)的概率为零。有边界有边界 !概率概率延迟延迟在正常运行条件及可恢复故障条件下，任务延迟超过最后期限（deadline)的概率很小，但不为零。第16页/共68页2021-7-3118200 ms:操作人员的手感（接近硬接线般的感觉）10 ms

4、:流程工业中的事件分辨率（但目前很多招标书都要求2ms)1 s:操作员站画面上的数据刷新速度3 s:操作员站画面翻页速度1 s:控制器执行一个加法运算的典型时间10 s:控制器执行一个PID运算的典型时间30 s:通讯信号传输9km的时间延迟（信号速度30万公里/秒）100 s:多任务实时系统任务切换时间200 s:从实时数据库（内存）中访问获取一个数据对象的时间1 ms:在两个任务之间通过邮箱发送消息的时间2 ms:在局域网中发送一个报文的时间 50 ms:控制器中通讯任务的执行时间第17页/共68页2021-7-3119第第1对主控制器对主控制器IOIO工艺过程工艺过程1第第2对主控制器对

5、主控制器IOIO工艺过程工艺过程2系统网络系统网络系统网络系统网络系统网络系统网络通过系统网络引用另一对主控制器的通过系统网络引用另一对主控制器的IO点数据点数据通过硬接线引用另一对主控制器的通过硬接线引用另一对主控制器的IO点数据点数据第18页/共68页2021-7-3120热电阻（热电阻（RTD）（Resistor Temperature Detector）热电偶（热电偶（TC）（Thermal Couple）变送器（变送器（420mA,1-5V）（温度，压力，流量，物位）温度，压力，流量，物位）电桥变换电桥变换滤波滤波信号放大信号放大滤波滤波电流电压变换电流电压变换滤波滤波模数转换模数转

6、换（A/D）模数转换模数转换（A/D）模数转换模数转换（A/D）工业现场的工业现场的传感器或变送器传感器或变送器采用的信号调理技术采用的信号调理技术（Signal Conditioning）数字化处理数字化处理Analog Input-AI第19页/共68页2021-7-3121Control LogicCounterStart of ConversionStatusClockAnalog Input (Va)Digital Output12+-Comparator output+-VreferenceComparatorIntegrator第20页/共68页2021-7-3122D/A Co

7、nverterSuccessiveApproximationRegisterStart ofConversionStatusClockAnalog InputDigital Output12+-Comparator output第21页/共68页2021-7-3123第22页/共68页2021-7-3124第23页/共68页2021-7-3125第24页/共68页2021-7-3126第25页/共68页2021-7-3127性价典型性价典型值值变压器隔离型变压器隔离型放大器放大器电容隔离型电容隔离型放大器放大器线性光偶隔线性光偶隔离型放大器离型放大器线性度线性度0.005%0.005%0.01

8、%0.01%0.1%0.1%信号带宽信号带宽120120kHzkHz5050kHzkHz5050kHzkHz隔离电压隔离电压15001500VrmsVrms15001500VrmsVrms15001500VrmsVrms体积体积笨重笨重小小小小价格价格最贵（最贵（40$40$）10$10$5$5$第26页/共68页2021-7-3128+-2R4R8RR1VRD0D1D2D3第27页/共68页2021-7-3129第28页/共68页2021-7-3130第29页/共68页2021-7-3131第30页/共68页2021-7-3132第31页/共68页2021-7-3133第32页/共68页20

9、21-7-3134第33页/共68页2021-7-3135第34页/共68页2021-7-3136第35页/共68页2021-7-31372、增量算法 由位置算法求出： )1(0)(e(k)pk)(kekeSTDTkjteITSTkU）（ )2(10)(1)-e(kpk) 1(kekeSTDTkjteITSTkU）（ 2() 1(2)()()1()() 1()()(）kekekeDkkeIkkekepkkUkUkU 设1kekeke 1)()()()(）（ kekeDkkeIkkepkkU 上式只表示出各次偏差量对控制作用的影响，已看不出 P 、I、D 作用的直接关系了，只存储三个偏差采样值足

10、够 e(k) e(k-1) e(k-2) 第36页/共68页2021-7-3138第37页/共68页2021-7-3139第38页/共68页2021-7-3140第39页/共68页2021-7-3141被测参数被测参数采样周期采样周期说说 明明电流电流10-100us优先选用优先选用1020s速度速度1-10ms优先选用优先选用12ms流量流量15优先选用优先选用12s压力压力310优先选用优先选用68s液位液位68优先选用优先选用7s温度温度1520或纯滞后时间，串级系统：或纯滞后时间，串级系统：副环副环T=1/41/5T主环主环成分成分1520优先选用优先选用18s第40页/共68页202

11、1-7-3142第41页/共68页2021-7-3143第42页/共68页2021-7-3144第43页/共68页2021-7-3145第44页/共68页2021-7-3146第45页/共68页2021-7-3147第46页/共68页2021-7-3148第47页/共68页2021-7-3149第48页/共68页2021-7-3150第49页/共68页2021-7-3151第50页/共68页2021-7-3152中心节点中心节点第51页/共68页2021-7-3153第52页/共68页2021-7-3154第53页/共68页2021-7-3155第54页/共68页2021-7-3156第55页/共68页2021-7-3157第56页/共68页2021-7-3158数据帧格式数据帧格式地址序号功能数据长度数据校验1B1B1B1B0-28B1B第57页/共68页2021-7-3159第58页/共68页2