浅谈工厂中的自动化技术

　　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，大的由若干个工业机器人、数控机床及控制装置、监控电脑及无人运输车组成，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。

　　“无人化自动工厂”是一个自动化程度很高的自动化工厂，以上的各种条件它不仅全部俱备，而且，还建有自动化仓库，原材料、半成品及成品自动传送线和现代化的信息管理系统，使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。

　　工厂自动化发展

　　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愧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