传感器综合应用

传感器综合应用第一页，共11页。任务一工业自动化控制系统简介【知识要点】传感器应用技术高等教育出版社【相关知识】【任务测评】第二页，共11页。【知识要点】1了解什么是工业自动化。2了解什么是工业自动化技术。3理解工业自动化控制系统由哪些部分组成。4掌握闭环控制的工作原理。传感器应用技术高等教育出版社任务一工业自动化控制系统简介第三页，共11页。【相关知识】一、什么是工业自动化传感器应用技术高等教育出版社工业自动化就是工业生产中的各种参数为控制目的，实现各种过程控制，在整个工业生产中，尽量减少人力的操作，而能充分利用动物以外的能源与各种资讯来进行生产工作，即称为工业自动化生产，而使工业能进行自动生产之过程称为工业自动化。工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下，按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。自动化技术就是探索和研究实现自动化过程的方法和技术。第四页，共11页。传感器应用技术高等教育出版社

工业自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的综合性高技术，包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程起着明显的提升作用：（1）提高生产过程的安全性；（2）提高生产效率；（3）提高产品质量；（4）减少生产过程的原材料、能源损耗。据国际权威咨询机构统计，对自动化系统投入和企业效益方面提升产出比约1：4至1：6之间。二、工业自动化技术第五页，共11页。传感器应用技术高等教育出版社在工业自动化领域，传统的控制系统经历了继基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统和集散式控制系统DCS的发展历程。随着控制技术、计算机、通信、网络等技术的发展，信息交互沟通的领域正迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理各个层次。工业控制机系统一般是指对工业生产过程及其机电设备、工艺装备进行测量与控制的自动化技术工具(包括自动测量仪表、控制装置)的总称。今天，对自动化最简单的理解也转变为：用广义的机器（包括计算机）来部分代替或完全取代或超越人的体力。如图10-1-1所示是正在生产作业中的工业自动化汽车生产线。图10-1-1工业自动化汽车生产线第六页，共11页。传感器应用技术高等教育出版社三、工业自动化控制系统一个控制系统包括控制器（controller）、传感器（sensor）、变送器（transmitter）、执行机构（finalcontrollingelement）、输入输出接口（I/0interface）五部分组成。控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器，这样完成了一次正常的运算控制操作。按照自动控制有无针对对象来划分，自动控制可分为“开环控制”和“闭环控制”。目前工业自动化控制中，“状态闭环控制”多用于保护类控制，例如汽机的ETS，锅炉的MFT，化工的ESD，水泵保护等等。其优点是反应比较快，控制器本身不需要复杂的计算，通过逻辑运算基本可以实现；其缺点是一旦收到的反馈信号为假信号，则按照假信号进行动作，工程上多称之为“误动”。这样就可以部分的对其进行提前控制，把误动的可能性减到最低。如图10-1-2所示，是一款利用闭环控制的工业缝纫机控制系统的框图。第七页，共11页。传感器应用技术高等教育出版社图10-1-2工业缝纫机控制系统框图第八页，共11页。传感器应用技术高等教育出版社三、工业自动化中的机器人应用工业机器人是集机械、电子、控制、计算机传感器传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业"制造业重要的自动化装备。随着科技日益进步，以前需要人工加工制造的行业开始向自动化技术转变。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造柔性制造系统、自动化工厂、计算机集成制造系统的自动化工具。如图10-1-3所示是一种正在工作生产线上作业的工业机器人。

图10-1-3生产线上的工业机器人第九页，共11页。传感器应用技术高等教育出版社即使在目前严峻的经济形势下，仍有面向各个新应用领域的机器人不断涌现出来。在制造业方面，尽管增长速度受到资金的限制机器人的数量仍在不断增加。另外，医疗、服务、空间和军事领域等机器人市场也在增长中。我国工业机器人的市场主要集中在汽车、汽车零部件、摩托车、电器、工程机械、石油化工等行业。中国作为亚洲第三大的工业机器人需求国，市场发展稳定