自动化系统培训
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• • • .稳定性：是保证控制系统正常工作的先决条件。 .快速性：动态性能，有指标。 .准确性：稳态（过度结束后的）值应尽量与期望值一致。
自动化培训
自动化系统基础知识
过程控制系统（process control systems） 以生产过程的过程变量为被控制对象，使其接近给定值或保持 在给定范围内，这样的控制系统。 这里“过程”是指在生产装置或 设备中进行的物质和能量的相互作用和转换过程。 主要过程变量有温度、压力、流量、液位、成分、浓度等。通
自动化系统培训
设备自动化室
自动化系统培训
自动化系统基本知识
采油厂控制系统介绍
仪表及阀类知识 常见故障及处理
自动化培训
自动化系统基础知识
飞机导航
无人驾驶飞机
哈勃望远镜
自动化培训
我国研制的地空导弹
自动化系统基础知识
自动控制（automatic control） 是指在没有人直接参与的情况下，利 用外加的设备或装置，使机器、设备或生
系统开始走向开放，有条件支持 与MAP和Ethernet相连； 采用32位CPU，控制功能更加强 大，标准算法中开始包括复杂控 制算法； 人机界面更加友好； 先进控制技术与过程优化技术得 到推广应用。
代表产品 TDC3000LCN+UCN） TDC3000X，TPS 横河电机 CENTUM-XL，-XL，-CS Foxboro I/A-S Fisher-Rosemount Delta-V
过对过程变量的控制，可使生产过程中产品的产量增加、质量提高
和能耗减少。一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式，这是 过程控制的主要方式。
自动化培训
自动化系统基础知识
控制系统分类 DCS系统： Distributed Control System
集散控制系统
PLC Programmable Logic Controller 可编程序控制器
自动化培训
自动化系统基础知识
集散控制系统的发展历史 50年代前，过程控制主要使用气动仪表 50年代后期，出现电动单元组合仪表 60年代，开始使用直接数字控制
70年代中期，出现集散系统。
初创期 1975年至1980年， 代表产品 利用过程控制单元实现了分散控 制； 带显示器的操作站与过程控制单 元分离，实现了集中操作； 以数据传输通道连接各组成部分， 实现了系统内的资源共享。
自动化系统基础知识
扰动
被控制 对象 输出量
控制器 给定值
典型开环控制的方框图
控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没 有反向联系的控制。
自动化培训
自动化系统基础知识
典型闭环控制的方框图 特点: 输出影响输入，所以能削弱或抑制干扰；低精度元件可 组成高精度系统；因为可能发生超调，振荡，所以稳定性很 重要
自动化培训
自动化系统基础知识
自动控制研究的内容： 经典控制理论 现代控制理论 经典控制理论 主要研究对象:对单输入单输出线性定常系统的分析和设计问题。 现代控制理论 主要研究对象:多输入、多输出、时变参数、高精度复杂系统的分 析和设计问题。
自动控制的基本方式
开环控制 闭环控制 复合控制
自动化培训
利用过程控制单元实现了分散控
制； 带显示器的操作站与过程控制单 元分离，实现了集中操作； 以数据传输通道连接各组成部分， 实现了系统内的资源共享。
自动化系统基础知识
集散控制系统（DCS）-----是 集计算机技术、控制技术、通
信技术和图形显示技术为一体
的装置。系统在结构上是分散 的(生产过程的分散系统)，过 程控制的监视、管理是集中的。
特点：集中管理
分散控制
自动化培训
自动化系统基础知识
集散控制系统的结构组成： 过程输入-输出接口：又 叫数据采集站，数据采集
与预处理，对实时数据进
一步的加工，操作站的显 示与打印。 过程控制单元：又称基本 控制器，是集散控制系统 的核心。不同的集散控制 系统其差别较大。
CRT操作站：是集散控
制系统的人-机接口装置。 执行监控操作、系统组态、 高速数据通路：实现集散控制系统各处理机之间数据传送。 管理 (上位)计算机：进行集中管理与最佳控制，实现信息-控制-管理 编程、动态流程图显示以 一体化。
SCADA：
Supervisory ControI And Data AcquiSition System
数据采集、监视和控制系统
自动化培训教程
自动化系统基础知识
SCADA系统 是对分布距离远，生产单位分散的生产系统的一种数据采集、监视和控 制系统。 。 SCADA系统与其他系统的区别在于： 分布区域广泛 主站与控制对象距离远 监控终端的工作条件苛刻 通讯系统复杂多变 通讯系统不保证可靠传输 像我们管道公司的长距离的监控，就用SCADA系统
产过程的某个工作状态或参数自动地按照
预定的规律运行。其目的在于增加产量、 提高质量、降低成本和劳动强度、保障生
产安全等。
• • • • •
1765年，瓦特发明蒸汽机，用离心式调速器控制蒸气机 1948年，维纳《控制论》产生 40－60年代 经典控制理论（频域法为主） 60－70年代 现代控制理论（时域法为主) 70年代以后 大系统控制理论
Honeywell Foxboro 横河电机
TDCS2000 SPECTRUM CENTUM
Hale Waihona Puke Baidu
自动化系统基础知识
集散控制系统的发展历史 成熟期 1980年至1985年，代表产品 Honeywell TDC3000（LCN） 横河电机 CENTUM-A，-B，-D WestingHouse WDPE Rosemount RS3 扩展期 1985年后， Honeywell
• 反 馈： 输出量送回至输入端并与输入信号比较的过程 • 负反馈： 反馈的信号与输入信号相减而使偏差越来越小
自动化培训
自动化系统基础知识
n n n0 n
n1 0
n
n1 0
(a)
t n
0
(b)
t
n1 0 n
( c)
t
n0
(d) t 0 (e) t
n1 0
(f)
t
(a)、(b)非周期振荡；(c)发散振荡；(d)、(e)收敛振荡；(f)等幅振荡。
自动化系统基础知识
集散控制系统实例
霍尼韦尔（honywell）的 TDC3000系统结构
自动化培训
自动化系统基础知识
集散控制系统实例
霍尼韦尔（honywell）的 TPS系统结构
自动化培训
自动化系统基础知识
过程控制系统（process control systems） 以生产过程的过程变量为被控制对象，使其接近给定值或保持 在给定范围内，这样的控制系统。 这里“过程”是指在生产装置或 设备中进行的物质和能量的相互作用和转换过程。 主要过程变量有温度、压力、流量、液位、成分、浓度等。通
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采油厂控制系统介绍
仪表及阀类知识 常见故障及处理
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飞机导航
无人驾驶飞机
哈勃望远镜
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我国研制的地空导弹
自动化系统基础知识
自动控制（automatic control） 是指在没有人直接参与的情况下，利 用外加的设备或装置，使机器、设备或生
系统开始走向开放，有条件支持 与MAP和Ethernet相连； 采用32位CPU，控制功能更加强 大，标准算法中开始包括复杂控 制算法； 人机界面更加友好； 先进控制技术与过程优化技术得 到推广应用。
代表产品 TDC3000LCN+UCN） TDC3000X，TPS 横河电机 CENTUM-XL，-XL，-CS Foxboro I/A-S Fisher-Rosemount Delta-V
过对过程变量的控制，可使生产过程中产品的产量增加、质量提高
和能耗减少。一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式，这是 过程控制的主要方式。
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控制系统分类 DCS系统： Distributed Control System
集散控制系统
PLC Programmable Logic Controller 可编程序控制器
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集散控制系统的发展历史 50年代前，过程控制主要使用气动仪表 50年代后期，出现电动单元组合仪表 60年代，开始使用直接数字控制
70年代中期，出现集散系统。
初创期 1975年至1980年， 代表产品 利用过程控制单元实现了分散控 制； 带显示器的操作站与过程控制单 元分离，实现了集中操作； 以数据传输通道连接各组成部分， 实现了系统内的资源共享。
自动化系统基础知识
扰动
被控制 对象 输出量
控制器 给定值
典型开环控制的方框图
控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没 有反向联系的控制。
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典型闭环控制的方框图 特点: 输出影响输入，所以能削弱或抑制干扰；低精度元件可 组成高精度系统；因为可能发生超调，振荡，所以稳定性很 重要
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自动控制研究的内容： 经典控制理论 现代控制理论 经典控制理论 主要研究对象:对单输入单输出线性定常系统的分析和设计问题。 现代控制理论 主要研究对象:多输入、多输出、时变参数、高精度复杂系统的分 析和设计问题。
自动控制的基本方式
开环控制 闭环控制 复合控制
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利用过程控制单元实现了分散控
制； 带显示器的操作站与过程控制单 元分离，实现了集中操作； 以数据传输通道连接各组成部分， 实现了系统内的资源共享。
自动化系统基础知识
集散控制系统（DCS）-----是 集计算机技术、控制技术、通
信技术和图形显示技术为一体
的装置。系统在结构上是分散 的(生产过程的分散系统)，过 程控制的监视、管理是集中的。
特点：集中管理
分散控制
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自动化系统基础知识
集散控制系统的结构组成： 过程输入-输出接口：又 叫数据采集站，数据采集
与预处理，对实时数据进
一步的加工，操作站的显 示与打印。 过程控制单元：又称基本 控制器，是集散控制系统 的核心。不同的集散控制 系统其差别较大。
CRT操作站：是集散控
制系统的人-机接口装置。 执行监控操作、系统组态、 高速数据通路：实现集散控制系统各处理机之间数据传送。 管理 (上位)计算机：进行集中管理与最佳控制，实现信息-控制-管理 编程、动态流程图显示以 一体化。
SCADA：
Supervisory ControI And Data AcquiSition System
数据采集、监视和控制系统
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SCADA系统 是对分布距离远，生产单位分散的生产系统的一种数据采集、监视和控 制系统。 。 SCADA系统与其他系统的区别在于： 分布区域广泛 主站与控制对象距离远 监控终端的工作条件苛刻 通讯系统复杂多变 通讯系统不保证可靠传输 像我们管道公司的长距离的监控，就用SCADA系统
产过程的某个工作状态或参数自动地按照
预定的规律运行。其目的在于增加产量、 提高质量、降低成本和劳动强度、保障生
产安全等。
• • • • •
1765年，瓦特发明蒸汽机，用离心式调速器控制蒸气机 1948年，维纳《控制论》产生 40－60年代 经典控制理论（频域法为主） 60－70年代 现代控制理论（时域法为主) 70年代以后 大系统控制理论
Honeywell Foxboro 横河电机
TDCS2000 SPECTRUM CENTUM
Hale Waihona Puke Baidu
自动化系统基础知识
集散控制系统的发展历史 成熟期 1980年至1985年，代表产品 Honeywell TDC3000（LCN） 横河电机 CENTUM-A，-B，-D WestingHouse WDPE Rosemount RS3 扩展期 1985年后， Honeywell
• 反 馈： 输出量送回至输入端并与输入信号比较的过程 • 负反馈： 反馈的信号与输入信号相减而使偏差越来越小
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n n n0 n
n1 0
n
n1 0
(a)
t n
0
(b)
t
n1 0 n
( c)
t
n0
(d) t 0 (e) t
n1 0
(f)
t
(a)、(b)非周期振荡；(c)发散振荡；(d)、(e)收敛振荡；(f)等幅振荡。
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