内科大自动化导论作业.docx

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内科大自动化导论作业

1.根据你目前的理解,自动化科学与技术的核心是什么？

自动化专业的特点是什么？

答：

自动化科学与技术的核心是：

控制与系统。

控制的核心概念是反馈。

自动化专业的特点：

“强弱电并重，软硬件兼顾，控制理论和实际系统相结合，面向运动控制、过程控制和其他对象控制”，使培养的学生的知识面宽、基础扎实，适应面宽。

2.开环控制和闭环控制的差异是什么？

解释闭环PID控制的作用?

答：

开环控制和闭环控制是按信号的传递路径来区分的两种不同的控制形式。

开环控制是指被控量不反馈至输入端，信号由输入端至输出端单方向的控制。

开环控制没有反馈环节，系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。

开环控制系统结构图

闭环控制的被控量要经测量变送元件测量出来送回给输入端与给定信号进行比较得出偏差信号，即有反馈环节，通过反馈（负反馈）使系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统。

闭环控制系统结构图

PID控制器有比例单元、积分单元和微分单元组成。

比例单元：

是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用，用以减少偏差。

比例作用大，可以加快调节，减少误差。

积分单元：

使系统消除稳态误差，提高误差度。

加入积分调节可使系统稳定性下降，动态响应变慢。

积分作用常与另两种调节规律结合，组成PI调节器或PID调节器。

微分单元：

微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预测性，能预见偏差变化的趋势，因此具有超前的作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除。

因此，可以改善系统的动态性能。

在微分时间选择合适情况下，可以减少超调，减少调节时间。

微分作用不能单独作用，需与另外两种调节规律相结合，组成PD或PID控制器。

三者的结合闭环P（比例）I（积分）D（微分）控制能使系统具有良好的动态特性和静态特性。

3.“实体控制”类知识结构与体系的特点是什么？

参照内蒙古科技大学自动化专业培养教学计划，你认为在基础课、专业基础课和专业课中，各有哪几门课程是主要的？

你准备如何学好这些课程？

答：

（1）工程的特点。

学习如何将自动化科学技术的原理和方法转换为工程应用技术；同时学习如何将自动化技术应用于具体对象，使其成为自动化设备，自动化系统或自动化工程。

（2）专门自动化的特点：

针对不同的对象，形成具有专门针对性的自动化，如商业自动化、化工自动化、交通自动化，建筑自动化、电力自动化等。

我认为基础课中高等数学、英语、线性代数、C语言是主要的。

专业基础课中电路原理、数字电子技术、模拟电子技术、电机原理与拖动等都比较重要。

专业课中单片机原理、自动控制原理等是自动化知识的应用方面，它们是我们自动化专业区别于其他专业的核心所在。

我认为要学好这些课程首先上课要认真听讲，课下及时复习，不懂得地方请教同学和老师，要经常去图书馆查阅相关课程图书，做好实验课程，尽量去了解工程实际。

还有多了解学科的发展。

4.参考内蒙古科技大学自动化专业培养教学计划，通过网络查询两门自动化专业相关课程一些机构培训班培训的内容、学时数、培训方式及价格？

你将重视在学校学习该课程吗？

如何学习？

电力电子技术AFE，APF，SVG培训班：

培训内容：

1.AFE，APF，SVG的基本原理，应用及内部结构，电路构成，400V/100V系列APF，SVG系统。

2.APF，SVG，AFE的选型与安装接线，AFE，APF，SVG的调试。

培训时间：

10天

培训学费：

3000/人，含讲课费，资料费，试机费，午餐

培训方式：

1.工控产品原理讲授与各种工业环境应用相结合

2.为保证学员学习质量，科学安排课程及师资力量。

3.注重工控思维锻炼和培养，理论与动手实践能力相结合，学员学习质量。

SPC统计过程控制培训班：

培训内容：

SPC基础，SPC控制图原理，控制图制作及图形分析，SPC系统的创建及应用，过程测量系统分析。

培训费用：

1280元/人/2天

我一定会重视这些课程的学习，做好预习、认真听课和复习，并认真完成实验课程。

5.自动化专业人才需要哪5方面的知识？

哪4方面的素质？

哪4方面的能力？

他们的相互关系？

答：

知识要求：

工具性知识、人文社会科学基础知识、自然科学基础知识、工程技术基础知识、自动化专业知识。

素质要求：

思想道德素质、文化素质、身心素质、专业道德素质

能力要求：

获取知识能力、应用知识能力、创造知识（科研创新）能力、团结协作能力。

知识、能力和素质是进行高科技创新的基础。

知识是基础，是能力和素质的载体；能力是知识的综合体现，是在获取知识过程中，经培养训练和实践锻炼而形成的；素质是人在获取知识、应用知识和创造知识过程中，在社会化过程中形成的相对稳定的各种品质的总和。

知识和能力可以相得益彰，而高的素质可以推动知识和能力的扩展。

6.自动化学科与专业在发展中形成了那些鲜明的特色？

答：

1：

具有多学科交叉、内涵丰富、外延宽广的特点，因而利于培养宽口径、多面手、综合复合型人才；

2：

得益于具有方法论性质的科学方法、科学思想的熏陶，思想更开阔，也更有深度，非常利于培养具有创新能力的人才；

3：

突出系统与集成的思想、方法，有利于培养“将才”与“帅才”。

7.列出自动化领域著名公司、研究院所、大学与重要学术期刊。

自动化领域著名公司：

美国罗克韦尔自动化公司、美国霍尼韦尔公司、德国西门子自动化公司、瑞士ABB公司、日本三菱电机公司、日本欧姆龙公司、法国阿尔斯通公司

自动化领域著科研院所：

中国科学院自动化研究所、中国科学院沈阳自动化研究所、北京机械工业自动化研究所、冶金自动化研究设计院、天华化工机械及自动化研究设计院、轻工业自动化研究所、上海工业自动化仪表研究所、国电自动化研究所与南瑞集团

自动化领域著名大学：

清华大学、北京理工大学、北京航空航天大学、哈尔滨工业大学、东北大学、西安交通大学、华中科技大学、上海交通大学、浙江大学、国防科技大学等

自动化领域重要学术期刊：

《自动化学报》、《控制理论与应用》、《控制与决策》、《信息与控制》、《模式识别与人工智能》、《计算机学报》《自动化仪表》、《控制工程》、《电力系统自动化》、《Automatic》、《IEEETransactionsonAutomaticControl》、《IEEETransactionsonAutomaticScienceandEngineering》。

8.通过中国工控网或CNKI网查阅，阐述一个自动化应用实例。

选矿厂综合自动化控制系统应用实例

酒泉钢铁公司选矿厂采用过程控制系统（PCS）与生产执行系统（MES）二级结构，实现全厂综合自动化控制。

该系统由PCS、MES和计算机支撑系统组成。

自动化系统层次结构见图1。

其中PCS采用集散控制系统集成设计技术、先进控制技术和以综合生产指标为目标的智能优化控制技术，包括对选矿生产过程各工序的测量、设备监测与控制、工艺调节、模型控制、操作员界面及多媒体监视系统等；MES采用基于案例推理的生产计划调度技术、生产过程动态成本控制技术为核心的以综合生产指标为目标的生产过程优化运行与优化管理技术，具有下列八个子系统：

计划统计管理子系统、生产调度管理子系统、设备管理子系统、质量管理子系统、能源计量管理子系统、成本监控子系统、综合查询子系统、系统集成接口。

计算机支撑系统由关系数据库、实时数据库和计算机网络系统组成。

通过计算机支撑系统实现MES与PCS的信息集成，从而实现选矿生产过程的综合自动化。

图1 酒钢选矿厂综合自动化系统层次结构示意

一、选矿生产过程控制系统

主要包括：

基础自动化系统、优化控制系统和生产过程多媒体监控系统。

基础自动化系统与过程控制系统通过工业控制网络联系起来。

其中基础自动化级要实现对顺序逻辑控制与回路连续控制的集成控制，把必要的生产过程参数、设备状态等数据实时地传递给过程控制级，接受并执行过程控制级的优化控制决策及

监控操作指令。

过程控制级将根据实际生产工艺过程的物流关系、反应机理、工艺技术指标要求及相互关系等多方面因素，在获取基础自动化级传递的各种检测数据基础上，采用过程优化设定技术，完成对整个选矿生产流程的优化控制和管理。

（一）基础自动化系统包括六个子系统，即原料筛分及输送控制子系统、矿石输送及干选控制子系统、竖炉焙烧控制子系统、强磁选别控制子系统、弱磁选别控制子系统、浓缩脱水控制子系统。

实现了全厂525台生产设备的启动、停止、连琐保护、料斗堵塞及电动机过载故障报警的逻辑控制。

（二）优化控制系统分为四个子系统，即竖炉焙烧优化控制子系统、弱磁球磨优化控制子系统、强磁球磨优化控制子系统和强磁机优化控制子系统。

（三）多媒体监视系统分为四个子系统，共设49台摄像机，配合控制系统完成对各主要生产过程的实际场景以及设备运行状态进行实时监控，从而保证生产过程的稳定运行。

二、生产执行系统

生产执行系统（MES）充分利用选矿生产过程控制系统（PCS）和酒钢公司计量系统的信息，实现了管控一体化，达到信息共享、动态分析、精细核算、降低成本的目的。

生产执行系统（MES）包括如下的子系统：

计划统计管理子系统，生产调度管理子系统，设备管理子系统，质量管理子系统，能源计量管理子系统，成本监控子系统，综合查询子系统，系统集成接口。

计划统计管理子系统主要有生产经营计划的制订，统计管理，生产经营分析，金属平衡与物料平衡。

生产调度管理子系统主要有产量信息，质量信息，主要技术经济指标信息，成本监控信息，主要生产设备利用情况统计信息。

设备管理子系统主要有：

设备档案，设备技术状态，设备维修，设备润滑，备品备件管理，固定资产管理等。

质量管理子系统主要有：

质量检验，质量记录，质量统计，质量报表，质量分析工作。

能源计量管理子系统主要有对消耗的各种原辅料、燃料进行计算机管理，为降低生产成本和进行部门考核提供准确的基础数据，同时为上级部门对全厂的考核提供数据。

成本监控子系统主要有成本计划管理，成本数据管理，日常成本监控，能源成本监控，成本报表，成本分析。

综合查询子系统主要有对各种生产情况、技术经济指标、设备运行情况、能源消耗进行综合查询，便于领导及时、准确地了解各种信息。

系统集成接口主要有对选厂各种数据进行系统集成，满足集团公司对选矿厂的各种数据需求，为上级或其他相关部门提供数据。

通过计算机网络与数据库，将选矿生产过程的MES和PCS集成，实现生产过程管理和过程控制的一体化，从而保证选矿生产过程的优化控制、优化运行和优化管理。

系统网络结构见图2。

图2 酒钢选矿厂综合自动化系统网络结构示意

9.给出你对国际电气工程师资格认证考试的了解，你今后有参加该考试的打算吗？

证书介绍

全国职业资格考试认证中心（JYPC），已在政府部门注册，注册号3200002101591，核定的范围是：

职业技能鉴定。

中华人民共和国组织机构代码证号是31409314-9，主管部门是国家工商行政管理机关。

JYPC，主管机关是国家工商行政管理部门，与劳动保障部门下属职业技能鉴定中心，具有同等的法律地位。

JYPC职业资格证书，既是政府部门认可的社会认证，又是与国际认证接轨的必然产物。

该职业资格共分三级：

助理电气工程师、电气工程师、高级电气工程师。