自动化工厂的认识————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：自动化工厂、无人化工厂的认识姓名李东东学校哈尔滨理工大学前言工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。
工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。
工业控制自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。
虽然自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程有明显的提升作用。
我国工业控制自动化的发展道路，大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收，然后进行二次开发和应用。
目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展，我国工业计算机系统行业已经形成。
目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。
目录前言自动化自动化的概念自动化的发展历程自动化技术应用工业控制自动化工业控制自动化的概念一个实现自动化的工厂，应具有以下特征厂自动化的主控系统综合自动化的基础配套元件综合自动化的系统结构工厂综合自动化的成果工业控制自动化的实现方法以工业PC为基础的低成本工业控制自动化PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展面向测控管一体化设计的DCS系统控制系统正在向现场总线（FCS）方向发展仪器仪表技术在向数字化、智能化、网络化、微型化方向发展数控技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展工业控制网络将向有线和无线相结合方向发展工业控制软件正向先进控制方向发展如何做好精益生产中的自动化做好安全自动化步骤工具自动化的步骤实现工程自动化步骤生产线的自动化有以下步骤:整个工厂的自动化的步骤结束语自动化的概念自动化专业主要研究的是自动控制的原理和方法，自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。
它以自动控制理论为基础，以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具，面向工业生产过程自动控制及各行业、各部门的自动化。
它具有“控（制）管（理）结合，强（电）弱（电）并重，软（件）硬（件）兼施”鲜明的特点，是理、工、文、管多学科交叉的宽口径工科专业。
自动化的发展历程•1768年瓦特发明蒸汽机，人类开始进入了使用机器的时代。
其借助于离心调速装置而使其本身的转速保持稳定。
这种离心调速装置就是世界上最早的自动化机器。
•20世纪40年代，通过美国数学家维纳等人的努力，在自动调节、计算机、通信技术、仿生学以及其他科学互相渗透的基础上，产生了控制论。
这一理论对自动化技术有着深远影响。
维纳提出的反馈控制原理，至今仍然是控制理论中的一条重要规律。
•20世纪60年代，随着复杂的工业生产过程、航空及航天技术、社会经济系统等领域的进步使自动控制理论得以迅速发展，自动化技术水平大大提高。
两个显著进展是数字计算机得到广泛应用以及现代控制理论的诞生。
•到了21世纪，自动化技术进入了计算机自动设计（英文：Computer-Automated Design，CAutoD）的年代。
自动化技术的应用•计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）•综合办公自动化（OA）(例如:门禁系统、资讯科技稽核)•过程控制与自动化仪器仪表•人工智能技术工业控制自动化的概念工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。
工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。
工业控制自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。
虽然自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程有明显的提升作用。
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、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息管理系统，即通过网络实现全厂生产、信息采集与处理、财务、人事、技术与设备等的计算机自动化管理；第二就是生产设备实现自动化，即单个设备由计算机控制，生产过程中实现自动传输等；第三就是建成一个“柔性生产系统”，即具备一种新型的多品种、少批量生产的加工设备。
这种系统比较容易适应设计的改变和加工物形状、数量的变化。
这种系统可大可小，大的由若干控制装置、监控电脑、机器人及无人运输车组成，可以构成整条生产线；小的则可以独立完成各种各样的加工生产任务；第四就是产品设计与生产工艺设计实现自动化，并采用了计算机辅助设计的方法，这样既节省了设计时间和费用，又大大提高了生产效率；第五就是建立了自动化仓库，实现工厂自动化的一个必备的条件。
对一个工厂的原材料、半成品和成品实现自动化管理，不仅能提高场地的利用效率，减少管理费用，还能使物品的存取变得井然有序，一旦某种生产原料告缺，采购部门将立即从中获得信息，及时进货。
一个自动化工厂的主要表现就是：生产线上的人员减少到最低限度，除少数的维修人员外，生产线上的整个生产过程几乎不需人员参与，可以一天24小时连续不停地生产，产品的质量稳定可靠，生产效率也很高。
图一工厂自动化实例二、工厂自动化的主控系统工厂综合自动化要求实现的控制功能，主要是由分散型控制系统( DCS ) 完成。
DCS 主要采用4 C技术，把信息采集、过程控制能源监测，监督控制、管理调度有机地结合起来，通过通讯网络渗透到工厂的每一个环节，成为工厂自动化的主控系统。
目前DCS 正在向以下几个方面发展：1 ．采用高速、中速、低速通讯技术，发展装置型和仪表型等多种结构形式，构成完整的控制体系，既可组成大规模的分层分散管理与控制系统，又可组成中小规模的分散型控制系统。
2 ．采用国际公认标准或规程 ( 如MAP 或MI NI MAP等)，把现场使用的不同机型联结起来，共同构成统一的综合自动化开放系统，从而尽量降低对具体机型的种种限制。
3 ．把基本控制器、可编程控制器，分批控制器和单、多回路控制单元进行系列化设计，使之成为一个统一的“家族”，以适应连续生产过程，断续生产过程、分批生产过程控制的要求。
4 ．大力开发软件，应用专家系统，不断增强DCS 的控制功能和管理功能，提高信息处理和管理调度水平，优化DCS 的应用效果。
5 ．开展可靠性设计，强化自诊断功能，采用表面安装新工艺，以便提高系统的整体可靠性和安全性。
三、综合自动化的基础配套元件除上述主控系统以外，还有多种传感器、变送器、检测仪表、显示仪表和执行器，这些都是工厂自动化的基础配套元件，这些元件也在不断发展和完善中。
工厂自动化需要获得大量信息，包括热工量( 温度、压力、流星、物位等)，电工量 ( 电压、电流、功率、频率等)，化学量 ( O 2 、CO、CO2 、CH4 、P H、离子等) ，物理量( 光、声、磁、湿度、浊度等)，状态量 ( 一维、二维等) 。
四、综合自动化的系统结构生产管理的各个环节，即从币场分析、产品设计、加工制造、经营管理、售后服务的全部生产活动是一个不可分割的整体，是紧密关联，要统一考虑：全部生产过程实质上是一个数据采集．传递和加工处理的过程．最终形成的产品可看作是数据的物质表现．把孤立的，局部的自动化技术和子系统，在新的管理模式与工艺指导下，综合运用信息技术，自动化技术。
并通过计算机及其支持软件灵活而有机的综合起来．构成一个完整的系统．对生产过程的物资流，管理过程的信息流和决策过程的决策流进行有效的控制和协调．以适应新的竞争模式下市场对生产和管理过程提出的高质量高速度、高灵活和低成本的要求．工厂综合自动化的系统结构采取集中与分散相结合的模式，以集中管理、统一决策为前提，以分散控制、信息分区处理为基础，以通讯网络为集中管理与分散控制的联络手段。
对于连续生产过程的综合自动化，重点采用CI PS( 或PCI M)的系统结构，以DCS和PLC 为主控系统，在单机自动化，车间自动化的基础上向分级分层控制系统发展，并将 CAD、仓库自动化、包装自动化、能源监控、通用数据库、管理信息系统纳入体系。
工厂综合自动化的功能包含着工厂的全部生产经营活动．即从市场预测产品设计加工制造，生产管理．到售后服务的全部活动．比传统的工厂自动化范围要大得多．是一个复杂的大系统，全厂一体化控制并非只是工厂各环节自动化的简单相加．而是把企业全部生产经营活动视为一个整体．就是把企业内相互分立的技术 (如C A D， C A M… ) 和人员(各层次)通过计算机有机的结合起来．使其能快速、灵活，准确和协调地进行。
制造业的生产过程可简单地分为设计、制造和管理三大部分．早期的自动化只是其中某一活动的自动化．计算机的应用使自动化从单项扩展到局部．如生产加工中心、工业机器人计算机辅动工程，统计和财务管理等．现在的工厂一体化控制将自动化从局部扩展到全体．从刚性自动生产线发展到柔性自动化生产线将工厂自动化向深度和广度推进．使企业增强了竞争力．获得了显著效益。