下载文档原格式
第1篇摘要：随着自动化技术的飞速发展，自动化已成为现代社会生产、生活和科研的重要手段。
本文旨在通过自动化实践初步教学，帮助初学者了解自动化技术的基本概念、原理和操作方法，为后续深入学习打下坚实基础。
一、引言自动化技术是当今世界科技发展的重要方向之一，广泛应用于工业、农业、医疗、交通等领域。
自动化实践是自动化技术教学的重要组成部分，通过实际操作，使学生更好地理解和掌握自动化技术。
本文将介绍自动化实践初步教学的内容、方法和注意事项。
二、自动化实践初步教学内容1. 自动化技术基本概念（1）自动化：自动化是指利用计算机、网络、通信等技术，对生产、生活、科研等过程中的各种任务进行自动控制、自动执行的过程。
（2）自动化系统：自动化系统是由传感器、控制器、执行器等组成的，用于实现自动化功能的整体。
（3）自动化设备：自动化设备是指用于实现自动化功能的机器或装置。
2. 自动化系统组成（1）传感器：用于检测和采集生产、生活、科研等过程中的各种信息。
（2）控制器：用于对采集到的信息进行处理，实现对自动化系统的控制。
（3）执行器：用于执行控制器发出的指令，实现对生产、生活、科研等过程的自动化控制。
3. 自动化系统设计（1）系统需求分析：分析自动化系统的功能、性能、成本等方面的要求。
（2）系统架构设计：根据需求分析，设计自动化系统的硬件和软件架构。
（3）系统调试与优化：对设计好的自动化系统进行调试和优化，确保其稳定、高效地运行。
4. 自动化系统应用实例（1）工业自动化：生产线自动化、机器人自动化等。
（2）农业自动化：农业机械自动化、智能灌溉系统等。
（3）医疗自动化：医疗器械自动化、智能医疗设备等。
三、自动化实践初步教学方法1. 理论与实践相结合在自动化实践初步教学中，既要注重理论知识的传授，又要强调实践操作能力的培养。
教师应结合实际案例，讲解自动化技术的基本原理和应用方法，同时指导学生进行实践操作。
2. 逐步深入自动化实践初步教学应从基础开始，逐步深入。
第1篇一、项目背景随着我国经济的快速发展，自动化和智能化技术在各个领域的应用越来越广泛。
控制工程作为自动化和智能化技术的重要组成部分，其研究与应用对于提高生产效率、降低能耗、保障生产安全等方面具有重要意义。
本方案旨在通过实践，验证控制工程理论在实际工程项目中的应用效果，提高学生的实践能力和创新能力。
二、项目目标1. 掌握控制工程的基本原理和方法；2. 熟悉控制系统的设计、调试与优化；3. 提高学生的实践能力和创新能力；4. 为企业培养具备实际操作能力的控制工程人才。
三、实践内容1. 控制系统原理学习（1）了解控制系统的基本概念、分类和特点；（2）掌握控制系统设计的基本方法，如PID控制、模糊控制、自适应控制等；（3）熟悉控制系统的性能指标，如稳态误差、超调量、上升时间等。
2. 控制系统仿真与实践（1）使用MATLAB/Simulink等仿真软件进行控制系统建模与仿真；（2）分析仿真结果，验证控制系统的性能指标；（3）优化控制系统参数，提高控制效果。
3. 控制系统设计与实现（1）选择合适的控制算法，设计控制系统；（2）根据实际需求，选择合适的控制器硬件和软件平台；（3）进行控制器编程与调试，实现控制系统的功能。
4. 实际工程项目应用（1）选择具有实际应用背景的工程项目；（2）分析项目需求，确定控制系统的设计方案；（3）进行控制系统设计与实现，确保项目顺利进行。
四、实践步骤1. 准备阶段（1）收集相关资料，了解控制工程的基本原理和方法；（2）熟悉仿真软件和控制器硬件平台；（3）组建实践团队，明确分工。
2. 学习阶段（1）学习控制系统原理，掌握基本设计方法；（2）学习仿真软件和控制器硬件平台的使用方法；（3）进行仿真实验，验证控制系统的性能。
3. 设计阶段（1）根据实际需求，确定控制系统的设计方案；（2）进行控制器编程与调试；（3）对控制系统进行优化，提高控制效果。
4. 实施阶段（1）根据设计方案，进行控制系统设计与实现；（2）将控制系统应用于实际工程项目，解决实际问题；（3）对控制系统进行测试与评估，确保项目顺利进行。
一、实训背景随着科技的飞速发展，自动化控制技术在各个领域的应用越来越广泛。
为了更好地掌握自动化控制技术的基本原理、应用方法和实际操作技能，提高自身综合素质，我们组织了此次自动化控制技术实训。
本次实训旨在通过实际操作，使学生深入了解自动化控制技术的基本概念、原理和实际应用，提高学生的动手能力和创新意识。
二、实训目的1. 使学生掌握自动化控制技术的基本原理和常用方法；2. 培养学生的实际操作技能和工程应用能力；3. 提高学生的团队协作和沟通能力；4. 增强学生的创新意识和实践能力。
三、实训内容1. 自动化控制技术基础知识（1）自动化控制系统的组成及功能；（2）传感器、执行器、控制器等基本元件的工作原理及性能；（3）常见控制算法及其应用。
2. 自动化控制系统的设计（1）自动化控制系统的设计原则及步骤；（2）系统硬件选型及配置；（3）系统软件编程及调试。
3. 自动化控制系统的应用（1）工业生产中的自动化控制系统；（2）农业自动化控制系统；（3）家居自动化控制系统。
四、实训过程1. 实训准备（1）收集自动化控制技术相关资料，了解其基本原理和应用领域；（2）熟悉实训设备和工具，确保实训过程安全、顺利；（3）制定实训计划，明确实训目标和任务。
2. 实训实施（1）自动化控制技术基础知识学习：通过查阅资料、听讲等方式，掌握自动化控制技术的基本原理和应用；（2）自动化控制系统的设计：以小组为单位，完成自动化控制系统的设计任务，包括系统硬件选型、软件编程及调试；（3）自动化控制系统的应用：结合实际案例，了解自动化控制技术在各个领域的应用。
3. 实训总结（1）对实训过程中遇到的问题进行分析和总结，提出改进措施；（2）撰写实训报告，总结实训成果和心得体会。
五、实训成果1. 学生掌握了自动化控制技术的基本原理和常用方法；2. 学生的实际操作技能和工程应用能力得到提高；3. 学生的团队协作和沟通能力得到锻炼；4. 学生的创新意识和实践能力得到增强。
自动化控制工程实践技术讲义王朝利主编二零零八年十月编者说明《自动化控制工程实践技术讲义》一书是由王朝利同志主编，为自动化专业学生讲课用的讲义，全书主要有四个部分的内容。
第一部分，钢铁企业自动化，主要是结合实际谈谈企业自动化的内容，自动化专业的毕业生未来从事哪些方面的工作，以及在生产实际中存在哪些问题，需要他们如何去解决；第二部分，电气传动自动化与信息技术，在这一节中也是结合实际谈谈电气传动自动化技术在企业中的应用状况，电力电子的发展以及企业的需求；第三、第四部分结合在宝钢的实际应用实例介绍了全数字直流传动系统和全数字交流传动系统，重点介绍系统的设计，全数字调速系统的基本概念以及如何利用所学的知识独立地去设计一个调速系统等。
本书只作为本届自动化专业学生听课用的参考资料，由于时间有限，书中的内容仅仅是以提纲的形式列出的，其中大部分要讲述的内容没有展开，作者是根据多年从事科研教学工作的经验在课堂上为学生讲述。
书中难免会有很多错误，敬请指正。
—编者参考文献1．孙一康编著，带钢冷连轧计算机控制，冶金工业出版社，2002年2．孙一康编著，带钢热连轧的模型与控制，冶金工业出版社，2002年3．马竹梧等，钢铁工业自动化（炼钢卷），冶金工业出版社，2003年4．马竹梧等，钢铁工业自动化（炼铁卷），冶金工业出版社，2003年5．西门子电气传动有限公司，SIMOVERT MASTER DRIVES矢量控制三相交流传动系统电压源型变频调速，DA65.10，2000年6．西门子电气传动有限公司，SIMOREG DC MASTER，6RA70系列全数字直流调速装置6K W～1900KW，使用说明书，2003年7．佟纯厚主编，风机水泵交流调速节能技术，中国电工技术学会电控系统与装置专业委员会，1984年8．林辉等，电力电子技术，武汉理工大学出版社，2002年9．皮壮行等，可编程控制器的系统设计与应用实例，机械工业出版社，2001年10．王朝利等，上海东大自动化工程有限公司科研技改项目汇编，2004年11．王朝利等，精轧机压下电气控制系统改造结题报告，2003年12．王朝利等，宝钢2050热轧厂〈HM07.1〉打包机辊道调速系统电气原理图，2002年目录第一部分钢铁企业自动化技术的发展状况 (6)§1. 绪论 (6)一、钢铁企业是国民经济发展的支柱产业 (6)二、钢铁企业的生产过程 (6)三、钢铁企业自动化的特点 (6)四、简单介绍宝钢生产自动化的发展状况 (6)§2.炼铁厂自动化 (7)一、炼铁的概念 (7)二、炼铁的工艺流程 (7)三、炼铁厂自动化 (7)§3.炼钢厂自动化 (23)一、钢的概念及炼钢的生产流程 (23)二、炼钢自动化 (24)§4．带钢热轧自动化 (40)一、带钢热轧的生产工艺发展 (40)二、带钢热连轧计算机控制（如图1-53） (42)三、带钢热轧对传动系统的要求 (43)四、鞍钢1700控制系统配置（图1-55） (43)§5.带钢冷连轧自动化 (44)一、冷轧的生产流程 (44)二、冷轧设备构成 (45)三、冷轧自动化 (47)四、从控制功能看冷连轧的特点 (48)五、宝钢2030冷连机工艺参数 (49)第二部分电气传动自动化与信息技术 (50)§1.电力电子技术及其发展 (50)一、电力电子技术的概念 (50)二、功率器件的发展状况 (50)三、电力电子器件的应用领域及范围 (50)四、电力电子与传动技术 (50)§2.计算机控制技术的发展 (50)一、计算机控制在电气传动控制领域的应用状况 (50)二、计算机控制对传动系统而言解决了哪些问题 (50)§3.电机的发展及控制理论的研究 (51)一、电机方面包括： (51)二、控制理论包括： (51)§4.电气传动装置及调速控制技术 (52)一、国内外装置的水平及容量 (52)二、按应用范围划分看交流传动的应用状况：（交—交、交—直—交） (52)三、国内调速技术及装置的发展和问题 (52)四、调速技术是一门综合技术 (52)五、“硬件”硬在什么地方？ (52)§5.我国电气传动技术的发展状况 (52)一、应用状况 (52)二、从开发状况看今后的发展 (52)§6.高压大功率变频器其应用状况和发展 (52)一、高压大功率变频器的特点及结构 (52)二、国内使用情况（利德华福成都：ABB、三菱、富士） (52)三、应用领域前景 (52)§7.宝钢电气传动的应用状况 (52)第三部分典型全数字直流调速系统的应用实例 (54)§1.概述 (54)一、数字化传动装置的概念 (54)二、全数字直流传动装置的发展 (54)§2.介绍西门子6RA70系列全数字直流传动装置 (55)一、组成及原理 (55)二、参数设定和显示 (64)§3.上钢三厂精轧机压下电气传动系统的设计与调试 (64)一、上钢三厂中厚板生产线简介 (64)二、精轧压下电气传动的特点及生产要求 (65)三、系统设计 (65)四、调试与问题 (71)第四部分全数字交流调速系统的特点、设计选型及应用实例 (73)§1.全数字交流调速系统的特点 (73)一、数字化的基本概念 (73)二、特点 (74)§2.典型交流传动系统的设计选型及应用 (74)一、弄清负载对传动系统的基本要求 (74)二、举例 (75)§3.西门子6SE70变频调速装置简介 (78)一、产品介绍 (78)三、控制方式简介 (86)四、软件功能 (89)§4. 高压变频器的特点及应用 (89)一、高压大容量变频器的主要特点 (89)二、典型高压变频器电路结构 (91)三、原理 (92)四、介绍高压变频器在宝钢能源部二炼钢结晶器送水中的应用 (93)第一部分 钢铁企业自动化技术的发展状况§1. 绪论一、钢铁企业是国民经济发展的支柱产业支撑国民经济发展的几大产业：钢铁冶金、石油化工、电力能源、交通、制造业（汽车、飞机、民用产品）、信息产业。
二、钢铁企业的生产过程① 原料的开采、运输铁矿石、煤等、炼钢用的合金、运输② 烧结与炼焦、球团③ 炼铁④ 炼钢⑤ 连铸（连轧）（铸钢）⑥ 初轧（热轧）⑦ 冷轧厂⑧ 成材（品）加工 三、钢铁企业自动化的特点① 生产工艺比较复杂，所以相应的控制系统也比较复杂。
② 生产设备大型化（比较庞大），所以自动化的规模比较大。
③ 自动化带来的经济效益比较显著。
④ 设备对自动化的依赖程度强。
四、简单介绍宝钢生产自动化的发展状况钢管厂条钢厂 线材厂 异型钢§2.炼铁厂自动化一、炼铁的概念炼铁就是通过冶炼铁矿石，从中得到金属铁的过程。
①高炉炼铁：以焦炭为能源，占铁产量的90％②非高炉炼铁：高炉以外不用焦炭，以煤、燃油、天然气、电能为基础的炼铁方法（还原法）（电炉炼铁法）二、炼铁的工艺流程原料运输原料场破碎、配料炼焦高炉料仓高炉三、炼铁厂自动化1、原料厂自动化（见图1-1）①原料厂自动化的内容：ⅰ）原料的自动输送、皮带机自动化ⅱ）自动称重ⅲ）自动给料控制、卸料控制ⅳ）过程管理与控制② 控制理论及其应用 ⅰ） 整粒车间使用模糊控制理论的远程自动控制。
如图1-2、图1-3所示。
ⅱ）使用混合式数学模型编制供料计划。
如图1-4所示。
名古屋钢铁厂： 50多种牌号的矿石，200多条胶带运输机50多个矿槽运输计划管理 作业计划输入管理 料仓库存管理ⅲ）专家系统的应用。
如图1-5所示。
1）知识库 2）知识表现3）推理方法4）放置场所优先权功能5）和运输机以及移动机械连接的功能6）协调系统2、 炼焦自动化① 炼焦的概念ⅰ）炼焦是：焦煤在焦炉内干馏的工艺过程。
ⅱ）焦炭： 是焦煤在焦炉内干馏得到的一种多孔炭质固体。
焦炭是高炉的基本燃料，焦炭中的灰分、硫等杂质对生铁成分、高炉热量消耗影响较大。
ⅲ）作用： 焦炭是熔化矿石的热源和将氧化铁还原成金属铁的还原剂。
不形成小堆和堆数尽可能少的知识使用量多的品种放置在传送效率高的地点易滑下的和作业量少的品种置于场端的知识ⅳ）焦炭是高炉的料柱骨架ⅴ）炼一吨生铁约需0.4～0.6t 焦炭② 炼焦的工艺及自动化的内容A ．工艺（如图1-6所示）煤送炭化室 干馏100℃时：放出水分及少量吸附气体350℃时：熔融且放出焦油和甲烷煤气到500℃软熔结束500℃开始形成液相变稠与分散固体颗粒 半焦料柱透气性 煤气上升 铁水下降硅砖壁传热 1-7以后放出以氢气为主的煤气 产生焦炭收缩裂变700℃左右逸出氢达最高值900℃成焦炭● 结焦周期14～18h● 干馏成焦 喷水熄焦熄焦过程产生800℃左右蒸汽可做为余热利用● 炼焦产品： B ．自动化的内容●焦炉装煤车称量机自动控制 ●点火控制及自动化 ●推焦工艺管理自动化 ●备煤检测及自动化 ●成型煤检测及自动化 ●焦炉的检测及自动化 ●干熄焦检测及自动化 ●自动运转系统 ● 水处理检测及自动化水处理检测主要是流量、压力监视报警以及成分控制等，详细系统见图1-870％～80％为焦炭 300～380m ³/t 的焦炉煤气占15～19％2.5％～4％的粗焦油粗苯0.7％～1.3％，氨0.2％～0.35％吡啶0.015％～0.025％焦炉加热自动控制及自动化（见图1-9和图1-10）③宝钢一期炼焦三电自动化系统图1-11是宝钢一期炼焦三电自动化系统④炼焦自动化的发展ⅰ）干熄焦（CDQ）最优控制系统ⅱ）燃烧室分别控制系统ⅲ）结焦速度控制ⅳ）操作管理支持系统ⅴ）焦炉综合自动控制系统3、烧结自动化①概念：烧结就是将粉状铁物料（精矿粉）配入适当数量的溶剂和燃料，在烧结机上点火燃烧，借助燃料燃烧的高温作用产生一定数量的液相，把其他未熔化的烧结料颗粒粘结起来，冷却后成为多孔块矿。
②工艺烧结工艺过程见图1-12。
③烧结过程中自动控制（见图1-13）ⅰ）原料系统，配料自动控制，料层厚度，点火炉和保温，台车速度自动控制。
ⅱ）烧结机系统ⅲ）冷却机系统监控ⅳ）抽风机系统ⅴ）水处理ⅵ）废热回收系统ⅶ）过程控制及自动化4、高炉自动化①现代大型高炉的构成●高炉本体●贮矿槽●出铁场●除尘器●热风炉15此外有辅助车间：煤气清洗、炉顶煤气余压发电（TRT ）水渣、水处理、制煤粉车间② 高炉自动化的内容和主要目的ⅰ）实现自动的配料、上料，并以一定的顺序及时装入炉内； ⅱ）控制炉料均匀下降；ⅲ）调节料柱中炉料分布及保持与煤气流良好的接触 ⅳ）保持合适的热状态高炉自动化★ 关于检测：A 、炉内状况检测●料线和料面形状 ●炉顶温度检测 ●炉顶煤气成分分析 ● 炉身静压力检测仪表检测及控制系统(DCS)电气控制系统 (PLC)过程及管理计算机●风口前端温度测量●风口回旋区状况监测●软熔带高度检测●测量炉内状况的各种探测器B、渣铁状态检测●熔渣流量检测●铁水温度●鱼雷铁水车液面检测●炉缸渣铁液位检测C、各风口热风流量分布检测D、热风温度检测E、设备诊断的检测●风口破损诊断●炉身冷却系统破损诊断●高炉耐火材料烧损检测★关于控制高炉控制包括下列内容●冷风湿度和富氧自动控制系统●喷吹煤粉自动控制系统●高压操作自动控制系统●炉顶压力控制（见图1-17）●均压自动控制系统（见图1-18）●无料钟炉顶及闸门等自动控制系统●煤气清洗自动控制1-17热风炉自动控制系统(a)热风温度控制（见图1-19）高炉需要1000～1250℃(b)热风炉燃烧控制（见图1-20） 原理：蓄热原理在燃烧室里燃烧煤气，高温废气通过格子砖并使之蓄热。
