工廠自動(dòng)化

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　　工廠自動(dòng)化是指用自動(dòng)裝置或系統(tǒng)控制來(lái)管理生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)過(guò)程，它集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、激光技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)之大成，是本世紀(jì)80年代到90年代工業(yè)生產(chǎn)中主攻技術(shù)方向之一。

　　一般認(rèn)為，工廠自動(dòng)化是指利用計(jì)算機(jī)充分掌握從接受訂貨開(kāi)始，到產(chǎn)品發(fā)貨結(jié)束之間所有生產(chǎn)活動(dòng)的復(fù)雜信息流，并對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)整體進(jìn)行高度管理和控制的自動(dòng)化過(guò)程。其目的主要是：①省力；②提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率和利用率；③實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)管理，即減少零件、材料、半成品和成品的庫(kù)存量、減少資金積壓，加快資金周轉(zhuǎn)，創(chuàng)造大的經(jīng)濟(jì)效益；①縮短從產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計(jì)、研制到產(chǎn)品出廠之間的生產(chǎn)周期；⑤滿足用戶對(duì)產(chǎn)品的多樣化、多功能化和智能化需求。

　　工廠自動(dòng)化，按其性質(zhì)又可分為連續(xù)生產(chǎn)自動(dòng)化和斷續(xù)生產(chǎn)自動(dòng)化兩種。

　　連續(xù)生產(chǎn)自動(dòng)化又叫過(guò)程自動(dòng)化，主要是指石油、化工、冶金、電力等工業(yè)部門(mén)中連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。即通過(guò)采用各種檢測(cè)儀表、調(diào)節(jié)儀表、控制裝置、電子計(jì)算機(jī)等自動(dòng)化技術(shù)工具，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)督和控制，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)各種最優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，提高經(jīng)濟(jì)效益和勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約能源、改善勞動(dòng)條件、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等目標(biāo)。

　　由于連續(xù)生產(chǎn)自動(dòng)化處理的對(duì)象是流體或粉體，傳輸與控制比較容易，所以進(jìn)展很快。本世紀(jì)40年代開(kāi)始，人們開(kāi)始使用分散式測(cè)量?jī)x表和控制裝置，進(jìn)行單參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)，取代了傳統(tǒng)的手工操作。

　　到了50年代，人們開(kāi)始把檢測(cè)與控制儀表集中在中央控制室，實(shí)行車(chē)間集中控制，一些工廠企業(yè)初步實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)儀表化和局部自動(dòng)化。這一階段，過(guò)程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)絕大多數(shù)還是單輸入單輸出系統(tǒng)，受控變量主要是溫度、壓力、流量和液位四種參數(shù)，控制的目的是保持這些參數(shù)的穩(wěn)定，消除或減少對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的干擾影響。而過(guò)程控制系統(tǒng)采用的方法是經(jīng)典控制理論中的頻率法和軌跡法，主要解決了單輸入單輸出系統(tǒng)的常值控制和系統(tǒng)綜合控制問(wèn)題。

　　60年代，工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對(duì)過(guò)程控制提出了新的要求(如高效率、高質(zhì)量、高可靠性等)，電子技術(shù)的飛速發(fā)展也為生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化提供了功能較完善的工具和手段。在自動(dòng)化儀表方面，開(kāi)始大量采用單元組合儀表。為了滿足定型、靈活、多功能等要求，還出現(xiàn)了組裝儀表，以適應(yīng)比較復(fù)雜的模擬和邏輯規(guī)律相結(jié)合的控制系統(tǒng)需要。與此同時(shí)，開(kāi)始采用電子計(jì)算機(jī)對(duì)大型設(shè)備，如大型蒸餾塔、大型軋鋼機(jī)等，進(jìn)行最優(yōu)控制，實(shí)現(xiàn)了直接數(shù)字控制(DDC)及設(shè)定值控制(SPC)。在系統(tǒng)方面，為了提高控制性能和實(shí)現(xiàn)某些特殊控制要求，出現(xiàn)了包括反饋和前饋的復(fù)合控制系統(tǒng)。在過(guò)程控制理論方面，除了仍采用經(jīng)典控制理論解決實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的問(wèn)題外，現(xiàn)代控制理論也開(kāi)始得到應(yīng)用，控制系統(tǒng)由單變量系統(tǒng)轉(zhuǎn)向復(fù)雜的多變量系統(tǒng)。在此期間，工廠企業(yè)實(shí)現(xiàn)了車(chē)間或大型裝置的集中控制。

　　70年代以來(lái)，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，自動(dòng)化儀表與硬件的開(kāi)發(fā)，微計(jì)算機(jī)的問(wèn)世，使生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化進(jìn)入了新的高水平階段。對(duì)整個(gè)工廠或整個(gè)工藝流程的集中控制，應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行多參數(shù)綜合控制，或者用多臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行分級(jí)綜合控制和參與經(jīng)營(yíng)管理，是這一階段的主要特征。在新型自動(dòng)化技術(shù)工具方面，開(kāi)始采用微機(jī)控制的智能單元組合儀表，顯示和調(diào)節(jié)儀表，以適應(yīng)各種復(fù)雜控制系統(tǒng)的需要。現(xiàn)代控制理論中的狀態(tài)反饋、最優(yōu)控制和自適應(yīng)控制等設(shè)計(jì)方法和特殊控制規(guī)律，在過(guò)程控制中得到了廣泛應(yīng)用，自動(dòng)化技術(shù)呈現(xiàn)出一派欣欣向榮的新景象。

　　自動(dòng)化技術(shù)一問(wèn)世就顯示出了強(qiáng)大的生命力，應(yīng)用自動(dòng)生產(chǎn)線，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。不到3年時(shí)間，使汽車(chē)生產(chǎn)成本下降近3倍，只用8年就使汽車(chē)銷(xiāo)售價(jià)格下跌到原價(jià)的9%，使汽車(chē)迅速進(jìn)入千萬(wàn)普通人家。汽車(chē)工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，使鋼鐵和石油的產(chǎn)量和質(zhì)量都有大幅度提高。而且電子計(jì)算機(jī)在機(jī)械制造生產(chǎn)中的應(yīng)用，使傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)煥發(fā)了青春。計(jì)算機(jī)與機(jī)床結(jié)合，出現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床和計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床；應(yīng)用CAD/CAM、工業(yè)機(jī)器人等技術(shù)的柔性制造系統(tǒng)，可減少勞力20～80%，提高生產(chǎn)率10倍以上；CIMS更為工廠全面自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)無(wú)人工廠鋪平了道路。正如鄧小平同志在全國(guó)科學(xué)大會(huì)開(kāi)幕詞中所指出的：“電子計(jì)算機(jī)、控制論和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，正在迅速提高生產(chǎn)自動(dòng)化的程度，同樣數(shù)量的勞動(dòng)力，在同樣的勞動(dòng)時(shí)間里，可以生產(chǎn)出比過(guò)去多幾十倍幾百倍的產(chǎn)品。”

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