第1章 自动化系统的概述

1.1 自动化系统的分类

自动化可以提高快速性、安全性、可靠性和产品的品质，降低劳动强度和生产成本，这些需求是任何生产、服务或日常工作都必须面对的，当然人类感情的交流可能除外，所以自动化在工业、农业、航天、军工、运输、通信、建筑、办公等众多领域大量存在，并且还在飞速地发展之中。

在军事和航天领域，没有自动控制，导弹就击中不了目标，火箭也不能把卫星送入轨道，飞船也无法准确奔月，航天员也不能再回到家人身边，坦克炮也不能保证随时击中目标；在通信领域，没有自动交换技术的发展，靠人工电话交换也无法满足人们频繁的通信；在工业领域，没有自动化机械手或机器人的发展，不可能有今天汽车快速而大批量的生产，没有自动化技术也就不可能实现纸机和轧钢机的高速生产；在交通领域，飞机、火车的自动控制、自动故障诊断和处理，多个电动机之间的同步协调运行，保证了我们快速而安全的旅行；在农业方面，自动灌溉、自动播种和自动收割大大提高了我们的收成，减轻了农民的劳动强度；在纺织领域，纺线、织布、提花、印染多是依靠自动控制系统完成的。可以这样讲，我们使用的大量产品都是在自动化生产线上制造的，如汽车、摩托、手机、计算机、电话机、传真机、复印机、电视机、微波炉、书籍、食品、化妆品、洗涤用品、纺织品、家具等，就连家庭用的空调、冰箱、电饭锅、微波炉这些家用电器也都在朝着自动控制的方向飞速发展。

自动化系统分为电气自动化、过程自动化、电力自动化、冶炼自动化、采矿自动化等，以跟随控制和位置动作控制为主线的电气自动化系统，如机械手、加工中心、数控机床、注塑机、自动化装配线、用于汽车、摩托车、手机、冰箱、印刷、轧钢等产品制造和包装的自动化系统；以工艺参数（如温度、压力、流量、成分等）为控制目标的过程自动化系统，如化肥、炼油、化工、制药、焦化等领域化工产品的自动化生产；以输电、配电、发电为目标的电力自动化系统，如电力公司、企业输配电部门的自动化系统；以煅烧、冶炼为控制方式的冶炼自动化系统，如炼铁厂、水泥厂、玻璃厂等；以开采、输送和选矿为目的的采矿自动化系统，如矿山、煤矿、石膏矿、金矿、银矿、铁矿、锡矿等。

简单地讲，如果生产过程中的工件或物料的性质不发生化学变化，用物理方法或机械方法生产出产品的归为电气自动化，这样的系统的执行机构以电动机为主，传感器以位置、速度传感器为主；参与反应的物料将改变化学性质或形态（如气液相变），利用化学反应或相变反应来生产产品的归为过程自动化，这种系统以阀门、皮带输送、叶轮给料、定量泵、螺旋给料等执行器为主，传感器以温度、压力、流量、成分传感器为主。