自动化学科简介
73页1、,自动化学科简介,一对自动化的认识 二对自动化科学与技术的认识 三对自动化学科的认识 四. 对自动化专业的认识,一 对自动化的认识,什么是自动化 控制和自动化的关系 自动化和工业化的关系 自动化和信息化的关系 自动化技术的应用,1.什么是自动化?,(a) 手动控制漫画 (b) 自动控制 图1 水温的手动控制和自动控制的示意图,水温控制系统的反馈控制方块图,防空导弹制导,各种现代火炮的俯仰角和方位角都是自动控制的,特别用双雷达控制的防空导弹可以自动跟踪高空的飞行目标进行命中爆炸。,现代社会和现代生活 离不开对一些物理量的控制,包括实现对这种控制的自动化。例如公共电网上的电压是50周、220伏的交流电。为此,在发电厂就要设法控制电压、频率这两物理量为恒值,这要采用自动调压和自动调频装置。在工业生产中,如在化肥厂控制反应釜(塔)内温度和压力为恒值,使化学反应速度加快。在机械加工厂金属切削机床上,经常是控制工件或刀具的转速为恒值,使产品的质量、产量能提高。而各种现代火炮的俯仰角和方位角都是自动控制的。 现代生活中,空调器保持室内温度为恒值、卫生洁具水箱的水位也保持为恒值。其它如冰箱、洗衣机无不
2、进行一些物理量的控制为恒值,而洗衣机更把洗衣、漂洗和脱水等操作自动按程序进行。,1).指设备、过程或系统的自动运行或自动控制(The automatic operation or control of equipment,a process,or a system);,自动化(Automation),2).用于实现自动运行或自动控制的技术或设备(The techniques and equipment used to achieve automatic operation or control);,3).被自动控制或自动操作的状态(The condition of being automatically controled or operatted).,2.控制和自动化的关系,自动化与“设备、过程或系统等具体物理对象”的自动运行密切相关,脱离了具体物理对象谈自动化是毫无意义的。 控制(Control)有驾驭或支配的含义,是人们为实现所要达到的目标而采用的方法与手段,因而可以脱离物理对象而去研究控制。 控制的应用范围比自动化广,但本身的含义却要比自动化窄;就工程控制范围而言,控制只是自动
3、化中的核心概念之一;自动化是多个概念交叉、融合的产物,而控制却不是。,1).自动化和控制是有不同内涵的两个概念,2).自动化和控制概念的外延,第一.从控制科学开始“延伸”,即控制科学控制理论控制技术控制系统控制工程; 第二.从自动化应用开始“延伸”,即自动化工程自动化设备自动化技术自动化理论自动化科学。,3).自动化科学和控制科学,第一.从控制科学开始“延伸”,即控制科学控制理论控制技术控制系统控制工程; 第二.从自动化应用开始“延伸”,即自动化工程自动化设备自动化技术自动化理论自动化科学。,基础科学 信息科学 控制科学 系统科学 技术科学 自动化科学,目前在许多场合,控制与自动化似乎是同义词,两者区分并不显著 。但严格说来,控制与自动化的含义是不同的,控制较强调科学思想和方法,自动化则较强调系统的实现。控制既可以是自动的,也可以是人工的,而自动化最直接的含义是使系统自动运行,这里并非一定需要有控制行为。虽然如此,我们还是要承认控制与自动化在大多数情况下是一致的,因为我们希望控制最好能自动实现以减少人工控制的负担和不稳定性,同时我们也希望自动化系统的性能更优更好,常常会用控制的思想和方
4、法提高系统的质量。,3.自动化与工业化的关系 工业化特点:专指工业,尤其是制造业 工业化发展三阶段:,机械化(大规模使用机器系统) 电气化(加入电机、电网络) 自动化(加入自动控制器),实现自动化,就完成工业化 目前来说:自动化是工业化的最重要标志 (国内总体来说,已机械化、电气化),4. 自动化与信息化的关系 信息化特点:不单指工业,包含第一、三产业 仅从工业的角度,信息化发展也可分三阶段: 一定在工业化的基础上,计算机化(大规模使用数字计算机) 网络化(实现计算机网络) 先进自动化(综合集成了系统、管理) 实现先进自动化,就完成(工业)信息化 先进自动化是信息化的最重要标志 (国内总体,数字化、网络化已有一定规模),机械化(应用机器系统) 电气化(加入电机、网络) 自动化(加入自动控制器) 计算机化(应用数字计算机) 网络化(实现计算机网络) 先进自动化(系统、管理) 智能化(引入智能) 知识化(处理知识),工业化 信息化 知识化,社 会 总 发 展,(基础)自动化(核心是控制) 是工业化完成与否的标志 自动化技术是工业化的核心技术 先进自动化(核心是信息、控制、系统) 是信息化完
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