工厂自动化介绍.pdfVIP

工厂自动化技术概述 一、 工厂自动化发展史： 20世纪 40 年代开始, 人們开始使用分散式测量仪表和控制装置, 进行单参数自动调节, 取代了传统的手工操作。 50 年代，人们开始把检测与控制仪表集中在中央控制室, 实行车间集中控制, 一些工 厂企业初步实现了检测仪表化和局部自动化．这一阶段, 过程控制系统结构绝大多数还是单 输入单输出系统, 受控变量主要是温度、压力、流量和液位四种参数, 控制的目的是保持這 些参数的稳定, 消除或减少对生产过程的干扰影响．而过程控制系统采用的方法是经典控制 理论中的频率法和轨迹法, 主要解决了单输入单输出系统的常值控制和系统综合控制问题． 60 年代, 工业生产的不断发展, 工厂自动化程度大大提高。在自动化仪表方面, 开始 大量采用单元组合仪表．为了满足定型、灵活、多功能等要求, 还出现了组装仪表, 以适应 比较复杂的模拟和逻辑规律相结合的控制系统需要．与此同时, 开始采用电子计算机对大型 设备, 如大型蒸馏塔、大型轧钢机等, 进行最优控制, 实现了直接数字控制（DDC）及设定 值控制（SPC）。在系统方面,出现了包括反馈和前馈的复合控制系统。在过程控制理论方面, 除了仍采用经典控制理论解决实际生产过程中的问题外, 现代控制理论也开始得到应用, 控制系统由单变量系统转向复杂的多变量系统．在此期间, 工厂企业实现了车间或大型装置 的集中控制． 70—90 年代, 现代工业生产的迅猛发展, 自动化仪表与硬件的开发, 微计算机的问世, 使生产过程自动化进入了新的高水平阶段。对整个工厂或整个工艺流程的集中控制, 应用 计算机系统进行多参数综合控制, 或者用多台计算机对生产过程进行分级综合控制和参与 经营管理, 是这一阶段的主要特征。在新型自动化技术工具方面, 开始采用微机控制的智能 单元组合仪表, 显示和调节仪表, 以适应各种复杂控制系统的需要．现代控制理论中的状态 反馈、最优控制和自适应控制等设计方法和特殊控制规律, 在过程控制中得到了广泛应用, 自动化技术呈现出一派欣欣向荣的新景象． 进入 21 世纪以来， “以人为本”、 “节能环保”的观念深入人心，对工厂自动化提出 了新的要求。随着计算机技术、无线技术、现场总线技术、工业以太网技术、IT 技术、机 器人技术，传感器技术以及安全技术等科学技术的不断发展与创新，工厂自动化在经历了单 机自动化、车间自动化、全厂集中控制等几个重要 阶 段 之 后正向工厂综合自动化 (又称 全盘自动化)发展，即把过程控制．监督控制 、产品设计 、质量监测 、工厂管理等方面融 为一体，运用现代控制理论 ． 大 系 统 理论、人工智能、4 C ( Co mp u t e r 、Co mmu -I 1 i e a t i o n、CRT、Co n t r o 1 )技术，实现优化控制、分级控制、 分散控制 、 测试 自动化、建筑物自动化、信息I 处理与经营 决策 自动化， 以便进一步提高工作效 率，保证 质量与安全，节约能源和原材料。 化工厂实现综合自动化，可 以保 证化学反应 达到最佳， 自动配料，对成品质量进 行自动监测，仓库 自动化管理，适应化工产品向多品种小批量的过渡。 二、 工厂自动化概念 工厂自动化是指用自动装置或系统控制來管理生产设备及生产过程, 它集计算机技术、自动 化技术、激光技术和机器人技术之大成。一般认为, 工厂自动化是指利用计算机充分掌握从 接受订货开始, 到产品发货结束之间所有生产活动的复杂信息流，并对生产系统整体进行高 度管理和控制的自动化过程．其目的主要是: ①省力；②提高设备运转率和利用率；③实现 高效生产管理, 即减少零件、材料、半成品和成品的库存量、减少资金积压, 加快资金周转, 创造大的经济效益；①缩短从产品规划、设计、研制到产品出厂之间的生产周期；⑤满足 用户对产品的多样化、多功能化和智能化需求。 工厂自动化, 按其性质又可分为连续生产自动化和断续生产自动化两种。连续生产自动 化又叫过程自动化, 主要是指石油、化工、冶金、电力等工业部门中连续生产过程的自动 化．即通过采用各种检测仪表、调节仪表、控制装置、电子计算机等自动化技术工具, 对整 个生产过程进行自动检测、监督和控制, 以达到实现各种最优的技术经济指标, 提高经济效 益和劳动生产率, 节约能源、改善劳动条件、保护生态环境等 目标。 一个实现自动化的工厂，应具有以下特征： 第一就是有一个内部联网的现代化的信