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自动化(演示文稿).txt当你以为自己一无所有时，你至少还有时间，时间能抚平一切创伤，所以请不要流泪。能满足的期待，才值得期待；能实现的期望，才有价值。保持青春的秘诀，是有一颗不安分的心。不是生活决定何种品位，而是品位决定何种生活。 本文由sail2011贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 自动化科学与技术 于海生 自动化工程学院 1 自动化科学与技术概论 (自动化概论) 1.1 1.2 1.3 1.4 什么是自动化 自动化科学与技术的研 究内容和应用领域 工厂自动化技术 现代自动化工厂(透明 工厂整体解决方案) 2 自动化科学与技术的发展状况 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 全球化工业生产 控制理论的进展 CIMS CIPS 人工智能与人工心理 3 常规自动化技术 3.1 工业过程控制与自动化仪表 过程工程基础(流体力学,工程 力学,热工基础,化工原理等) 过程检测及仪表技术 过程控制仪表及装置 过程控制系统 3.2 电力电子与运动控制 电力电子技术 电机及拖动技术 运动控制系统 直流电机,交流电机 伺服电机,步进电机 3.3 工厂供电与电气控制技术 工厂供电技术 电气控制技术 3.4 CIMS(计算机集成制造系统) (1)CAD/CAM/CAE CAD的主要研究内容:曲面造型,实体造型, 物体质量特性计算,二维和三维图形的转换,三 维几何模型的显示处理. CAM的主要研究内容:数控加工技术,工业 机器人技术. CAE的主要研究内容:有限元法(FEM)网格 自动生成(分析和研究产品结构的静,动态特 性),优化设计,三维运动机构的分析和仿真. (2)计算机辅助工艺过程设计(CAPP) (3)成组技术(GT) (4)柔性制造系统(FMS) (加工系统,物流系统,信息流系统) 物料搬运系统,自动化仓库. (5)管理信息系统(MIS)与数据库 (6)制造资源计划MRP- (7)CIMS网络 3.5 3.6 CIPS (计算机集成过程系统) 工业控制网络技术 (1)计算机控制技术 硬件技术:计算机,单片机,DSP,IPC,SLC, PLC,变频器等. 软件技术:操作系统,常用编程语言和工具软 件,实时软件设计,控制策略与控制算法设计, 组态软件,SCADA/HMI. 元部件:电机,执行器(电动,气动,液压), 传感器,变送器等工业测控仪表与自动化装置. 系统集成:CIMS,CIPS,控制网,企业网. 抗干扰及可靠性技术. (2)CNC,DDC,DCS,FCS (3)控制网络 RS-485,BITBUS,Fieldbus等控制网络已普 遍使用,以太网(Ethernet)在工业自动化和过 程控制领域正在迅猛增长,100 MB以上数据传输 速率的Ethernet已经实现.在德国举办的99 INTERKA工业过程测控技术展览会上,许多基于 现场总线的FCS系统都最终连接到Ethernet,直 至与Internet相连. 专家们预言:种种迹象表明, 专家们预言:种种迹象表明, Ethernet将最终到达所有的传感器和 将最终到达所有的传感器和 执行机构. 执行机构. 4 现代自动化技术 4.1 透明工厂 透明工厂是一种开放的自动化系统 透明工厂 框架,它建立在TCP/IP协议,互连网技 术及面向对象软件的基础上,为生产自 动化及经营管理提供浑然一体的通信系 统.透明工厂除主控装置外,主要由3部 分组成:网络通信采用TCP/IP+Fieldbus; 客户机/服务器结构;面向对象的软件. 4.2 透明工厂整体解决方案 现场总线(Fieldbus)控制系统+ 现场总线(Fieldbus)控制系统+以太 信息网(Ethernet) 因特网(Internet) 信息网(Ethernet)+因特网(Internet)= 透明工厂的一体化系统集成方案. 透明工厂的一体化系统集成方案. 透明工厂的整体解决方案,对企业的自 动化技术发展,业务环境的发展,技术环境 的发展,生产环境的发展,管理环境的发展, 将产生巨大的推动作用,并带来显著的经济 效益和社会效益. 4.3 Internet,Intranet,Infranet Internet作为国际互连网,是由大量局 域网连接形成的广域网,它已成为当代信息 社会的高速公路和重要的基础设施. Internet的主要技术在企业内部或局域网范 围内也得到了广泛应用.但由于Internet具 有地域广,接点多和成员复杂等特点,因而 难于管理,安全性差,不能完全适应企业内 部网络的使用需要.因而作为Internet技术 的一种发展,诞生了Intranet. Intranet是指企业网(内联网),它从根本 上改变了企业内部的管理模式,大大改善了企业 内部的信息交流.Intranet可以成为企业应用程 序之间,雇主与雇员之间,雇员与雇员之间,企 业与客户之间交换信息的重要手段与媒体. Infranet是指下层或底层控制网.由于现场 总线(Fieldbus)作为自动控制领域的网络,又 位于工厂网络的底层,因而Infranet成为现场总 线,控制网络的代名词.Infranet把具有通信功 能的控制设备连接起来,形成低成本,高可靠性 的分布式控制系统网络,它可以成为Intranet底 层的特殊网络,也可以通过Internet形成特殊的 控制系统. 随着计算机,控制,网络,通信技术 的发展,Intranet,Infranet和Internet 正在各尽所长,并趋于一体化.因此,透 明工厂整体解决方案的条件已基本成熟, 尽快实施透明工厂整体解决方案的立项研 究工作,使信息系统继续向着更广,更深 的领域发展,发挥更大的作用,为人类作 出更大贡献. 4.4 透明工厂整体解决方案的主要内容 应用现场总线和以太网技术,把企业 网络一直延伸到生产现场或生产设备,实 现企业管控一体化网络集成,即透明工厂 方案.透明工厂整体解决方案的主要内容 包括: 网络通信:采用TCP/IP+现场总线 (FF,PROFIBUS,CAN,LONWORKS,HART等 等);企业网络将采用以太网(Ethernet) 通信系统.以太网将成为首选的控制网络. 数据管理:采用瘦形客户机,图形 服务器和嵌入式服务器,通过网络通信实 现数据管理和生产过程的控制. 面向对象的软件:采用梯形逻辑; 对程序代码的封装;每个梯形逻辑控制一 个对象.面向对象的软件将重构工厂控制 的数据,方法和过程,更加注重工艺和知 识. 透明工厂的整体解决方案,可实现 以下目标: 信息管理. 技术管理. 经营管理. 维护管理. 用户效益. 工厂管理者的效益 4.5 拟解决的关键问题 基于Fieldbus控制系统网络化,集成化, 智能化问题; 基于Fieldbus和Ethernet的透明工厂方案 问题; 商业集成问题(把技术用于商业战略的制 定之中),即信息系统之间的集成; 垂直集成问题,即控制系统和信息系统的 集成; 水平集成问题,即控制系统各部分之间的 集成; 分布式控制网络,嵌入式控制网络,交换 式控制网络等新技术的应用问题. 4.6 透明工厂的实现方法 采用Fieldbus,Infranet,Ethernet, Intranet,Internet技术发展框架,以TCP/IP协 议为基础,以Web浏览和系统集成SQL数据库为核 心应用,构成智能化系统内统一和便捷的信息交 换平台,各个自动化子系统和信息子系统的实时 运行信息可通过网关上传到网络中心的系统集成 服务器,开设智能化监控网络站点.各监控管理 人员均可在授权下通过Web工具方便地浏览企业内 部Intranet上丰富的实时信息,监控和管理各个 子系统的实时工况.通过开放的数据库互连 (ODBC)技术将系统集成SQL数据库与办公自动化 和管理信息数据库互连,提供综合全面的信息与 数据. 5 自动化科学与技术发展中 存在的问题 5.1 认识问题 5.2 低成本问题 5.3 控制理论的实用性问题 6 自动化科学与技术的发展趋势 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 计算机技术与自动化 信息网络环境下的自动化理论 智能自动化技术 生物技术与控制论 脑科学对控制理论的影响 及反作用 6.6 绿色自动化技术 6.7 无线技术是自动化的下一个前沿 结束语 综合化