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瓶装线, 汽车生产线… 柔性生产线, 仓库, 港口 行李、邮包包装、识别
供电、供热、通风, 空气质量 (HVAC) 门禁, 防火, 停车场,....
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CTEC
Li Xiangjian
工业自动化概述
李相建 广利核系统工程有限公司
2007.08.20
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真诚地为用户设想
CTEC 1. 自动化的重要性
2. 自动化应用举例
3. 典型工厂与控制
3.1
开环与闭环控制
3.2
连续过程
3.3
离散过程
3.3
混合过程
4. 控制的层次
5. 控制系统的结构
6. 普通仪表与 P&ID 图
电力配电网 100’000 - 10’000’000 点 信息流: > 5 kbit/s. 人的处理能力: 需要 25 bit/s 如果没有自动控制, 则要200 工程师
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工厂的运行没有数据的自动处理不可想象
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真诚地为用户设想
CTEC
对自动控制系统的基本技术要求
信息流的过程处理：控制系统的基本功能 -- 采集数据、处理数据 确保安全和可用：控制系统本身的运行应该是安全而可靠的 减少人力成本：控制系统的结果应该能减低对人的依赖要求
6.1
开关量检测仪表
6.2
模拟量检测仪表
6.3
P&ID
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目录
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真诚地为用户设想
CTEC
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1. 自动控制的重要性
3
真诚地为用户设想
CTEC 能源的产生 能源的输送 能源的分配 过程工业
制造业 仓储 楼宇控制
交通
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自动控制应用
水, 煤, 气, 油, 风, 太阳能,核
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制造
设备的设计 设备的制造
组装
实施 调试
客户服务
维护
回收
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产品制造的生命周期 (例: 机车)
控制l
空调
刹车
整体车厢的设计在组装开始前完成
服务的开始
刹车
替换
刹车
服务的结束
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CTEC
国际上自动化行业三种不同的商业模式
CH-SE FR JP US US JP US US FR UK DE IT
Brown Boveri, ASEA, CE, Alfa-Laval, Elsag-Bailey Alsthom, GEC, CEGELEC, ABB Power,..
Fisher Rosemount
Allen Bradley, Rockwell,.. Télémécanique, Square-D, ... Foxboro, Siebe, BTR, Triconex,… Plessey, Landis & Gyr, Stäfa, Cerberus,..
•
简化统一的人机界面
•
需要数据处理、显示、数据库、专家系统
-> 人机界面 HMI (Human-Machine Interface )
减少维护成本
•
软件配置和升级
•
在线修改和编程
•
冗余和设备生命期成本控制
-> 设备管理工具
缩短生产制造周期
•
与管理系统（MES、ERP）相连
•
可以加快对市场的响应速度
-> 商业过程、数据挖掘
提供基础技术 (机械、电子)
提供控制设备 (控制和命令)
提供工程服务 (设计和试车)
工程总承包商: 根据项目需要组织、集成不同设备供应商的设备. 交钥匙工厂: 用户只雇佣监理来监督工程总承包商的工程实施 趋势: 越来越多的工程总承包商开始通过运营工厂来完成收入
同样，越来越多的设备供应商要根据设备的实际运行情况完成收入
在国外降低人力成本是推动自动化的重要力量 而在国内更看重控制系统对生产品质、优化生产过程的作用
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自动控制可发挥的作用
CTEC
过程优化 能源, 材料和工作量的降低
•
质量改进, 减少次品, 控制污染
•
增加可用性和安全性
-> 需要采集大量的“过程变量” 并计算
减少人力成本
SS
地区控制中心
地区控制中心
SS
调度
SY
PP
PP
发电站
SS
变电站
SS PP
PPBiblioteka SY有大量的 “点” (发电站、变压器、短路器、子站) 地理上覆盖范围广. 由于全国联网，发电站、变电站的运行对整个系统有较大影响，严重故障会引起网络崩溃
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港口
从装船计划到起重装 船到仓库控制
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真诚地为用户设想
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楼群控制
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CTEC
交通管制
火灾 门禁 供电、供热 水 通风、环境控制 污染监视 闭路摄像 照明 交通流量控制,....
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CTEC
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仓储
极度依赖于控制系统
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真诚地为用户设想
CTEC
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2. 自动化应用举例
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CTEC
Swiss electricity interconnection network
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CTEC
电力传输网
国际控制中心
SS
变电站
国家控制中心
控制系统要连接到： * 供应链管理 SCM, * 订单 * 客户关系 CRM * 企业资源计划 ERP
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CTEC 原料供应 一次过程 (风、蒸汽)
二次过程 (电压/频率)
能源发送 (变电站)
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CTEC 公司
全球主要的自动控制系统供应商
总部
主要的合并
ABB Alstom Yokogawa Emerson General Electric Hitachi Honeywell Rockwell Automation Schneider Electric Invensys Siemens Ansaldo
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工厂的信号量
CTEC 25年前的电站
100 个测量和执行点 模拟仪表和模拟控制 一个中央控制器用于数据监视. 今天的火电站（300MW、600MW 机组） 10，000点，包括
8‘000 开关量和模拟量测量点 2‘000 输出点 1‘000 微控制器和逻辑控制器
核电站 二～三倍于常规电站