淺談工廠(chǎng)中的自動(dòng)化技術(shù)

　　工廠(chǎng)自動(dòng)化是指用自動(dòng)裝置或系統控制來(lái)管理生產(chǎn)設備及生產(chǎn)過(guò)程,它集計算機技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、激光技術(shù)和機器人技術(shù)之大成。一般認為,工廠(chǎng)自動(dòng)化是指利用計算機充分掌握從接受訂貨開(kāi)始,到產(chǎn)品發(fā)貨結束之間所有生產(chǎn)活動(dòng)的復雜信息流，并對生產(chǎn)系統整體進(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提高設備運轉率和利用率；③實(shí)現高效生產(chǎn)管理,即減少零件、材料、半成品和成品的庫存量、減少資金積壓,加快資金周轉,創(chuàng )造大的經(jīng)濟效益；①縮短從產(chǎn)品規劃、設計、研制到產(chǎn)品出廠(chǎng)之間的生產(chǎn)周期；⑤滿(mǎn)足用戶(hù)對產(chǎn)品的多樣化、多功能化和智能化需求。

　　工廠(chǎng)自動(dòng)化,按其性質(zhì)又可分為連續生產(chǎn)自動(dòng)化和斷續生產(chǎn)自動(dòng)化兩種。連續生產(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)中連續生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化．即通過(guò)采用各種檢測儀表、調節儀表、控制裝置、電子計算機等自動(dòng)化技術(shù)工具,對整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)檢測、監督和控制,以達到實(shí)現各種最優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟指標,提高經(jīng)濟效益和勞動(dòng)生產(chǎn)率,節約能源、改善勞動(dòng)條件、保護生態(tài)環(huán)境等目標。

　　一個(gè)實(shí)現自動(dòng)化的工廠(chǎng)，應具有以下特征：

　　第一就是有一個(gè)內部聯(lián)網(wǎng)的現代化的信息管理系統，即通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現全廠(chǎng)生產(chǎn)、信息采集與處理、財務(wù)、人事、技術(shù)與設備等的計算機自動(dòng)化管理；

　　第二就是生產(chǎn)設備實(shí)現自動(dòng)化，即單個(gè)設備由計算機控制，生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現自動(dòng)傳輸等；

　　第三就是建成一個(gè)“柔性生產(chǎn)系統”，即具備一種新型的多品種、少批量生產(chǎn)的加工設備。這種系統比較容易適應設計的改變和加工物形狀、數量的變化。這種系統可大可小，大的由若干個(gè)工業(yè)機器人、數控機床及控制裝置、監控電腦及無(wú)人運輸車(chē)組成，可以構成整條生產(chǎn)線(xiàn)；小的則可以獨立完成各種各樣的加工生產(chǎn)任務(wù)；

　　第四就是產(chǎn)品設計與生產(chǎn)工藝設計實(shí)現自動(dòng)化，并采用了計算機輔助設計的方法，這樣既節省了設計時(shí)間和費用，又大大提高了生產(chǎn)效率；

　　第五就是建立了自動(dòng)化倉庫，實(shí)現工廠(chǎng)自動(dòng)化的一個(gè)必備的條件。對一個(gè)工廠(chǎng)的原材料、半成品和成品實(shí)現自動(dòng)化管理，不僅能提高場(chǎng)地的利用效率，減少管理費用，還能使物品的存取變得井然有序，一旦某種生產(chǎn)原料告缺，采購部門(mén)將立即從中獲得信息，及時(shí)進(jìn)貨。

　　“無(wú)人化自動(dòng)工廠(chǎng)”是一個(gè)自動(dòng)化程度很高的自動(dòng)化工廠(chǎng)，以上的各種條件它不僅全部俱備，而且，還建有自動(dòng)化倉庫，原材料、半成品及成品自動(dòng)傳送線(xiàn)和現代化的信息管理系統，使生產(chǎn)線(xiàn)上的人員減少到最低限度。除少數的維修人員外，生產(chǎn)線(xiàn)上的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程不需人員參與，可以一天24小時(shí)連續不停地生產(chǎn)，產(chǎn)品的質(zhì)量穩定可靠，生產(chǎn)效率也很高。

　　工廠(chǎng)自動(dòng)化發(fā)展

　　20世紀40年代開(kāi)始,人們開(kāi)始使用分散式測量?jì)x表和控制裝置,進(jìn)行單參數自動(dòng)調節,取代了傳統的手工操作。

　　50年代，人們開(kāi)始把檢測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(chǎng)企業(yè)初步實(shí)現了檢測儀表化和局部自動(dòng)化．這一階段,過(guò)程控制系統結構絕大多數還是單輸入單輸出系統,受控變量主要是溫度、壓力、流量和液位四種參數,控制的目的是保持這些參數的穩定,消除或減少對生產(chǎn)過(guò)程的干擾影響．而過(guò)程控制系統采用的方法是經(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的常值控制和系統綜合控制問(wèn)題．

　　60年代,工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,工廠(chǎng)自動(dòng)化程度大大提高。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(mǎn)足定型、靈活、多功能等要求,還出現了組裝儀表,以適應比較復雜的模擬和邏輯規律相結合的控制系統需要．與此同時(shí),開(kāi)始采用電子計算機對大型設備,如大型蒸餾塔、大型軋鋼機等,進(jìn)行最優(yōu)控制,實(shí)現了直接數字控制（DDC）及設定值控制（SPC）。在系統方面,出現了包括反饋和前饋的復合控制系統。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,現代控制理論也開(kāi)始得到應用,控制系統由單變量系統轉向復雜的多變量系統．在此期間,工廠(chǎng)企業(yè)實(shí)現了車(chē)間或大型裝置的集中控制．

　　70—90年代,現代工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展,自動(dòng)化儀表與硬件的開(kāi)發(fā),微計算機的問(wèn)世,使生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化進(jìn)入了新的高水平階段。對整個(gè)工廠(chǎng)或整個(gè)工藝流程的集中控制,應用計算機系統進(jìn)行多參數綜合控制,或者用多臺計算機對生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行分級綜合控制和參與經(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)始采用微機控制的智能單元組合儀表,顯示和調節儀表,以適應各種復雜控制系統的需要．現代控制理論中的狀態(tài)反饋、最優(yōu)控制和自適應控制等設計方法和特殊控制規律,在過(guò)程控制中得到了廣泛應用,自動(dòng)化技術(shù)呈現出一派欣欣向榮的新景象．

　　進(jìn)入21世紀以來(lái)，“以人為本”、“節能環(huán)?！钡挠^(guān)念深入人心，對工廠(chǎng)自動(dòng)化提出了新的要求。隨著(zhù)計算機技術(shù)、無(wú)線(xiàn)技術(shù)、現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、IT技術(shù)、機器人技術(shù)，傳感器技術(shù)以及安全技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng )新，工廠(chǎng)自動(dòng)化發(fā)展到了新階段，不斷增加的功能集成提升了所有驅動(dòng)技術(shù)中集散的智能化，保證這些設備在初次連接時(shí)能得到恰如其分的使用，并在系統中充分地發(fā)揮各自的優(yōu)勢。自動(dòng)化制造商正不斷增加整體模塊在系統中的功能。這個(gè)功能是通過(guò)集成開(kāi)發(fā)的通信接口、可靠的控制軟件、統一的工程工具和各種創(chuàng )新的模擬工具。這些進(jìn)步推動(dòng)著(zhù)項目規劃和機械運轉技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也不斷降低著(zhù)總成本。在未來(lái)，“無(wú)線(xiàn)工廠(chǎng)”、“數字化工廠(chǎng)”、“綠色工廠(chǎng)”將成為人們追求的目標，控制技術(shù)和傳感器也將越來(lái)越大程度地主宰新生代的工廠(chǎng)和機器。