主頁 > 技術(shù)文章 > 淺談工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)與作用 2024-10-23

淺談工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)與作用

摘要：現(xiàn)今,創(chuàng)新的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)控制著復(fù)雜的工藝流程,并確保過程運(yùn)行的可靠及安全,為先進(jìn)的維護(hù)策略打造了相應(yīng)的基礎(chǔ)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展,必將進(jìn)一步促進(jìn)企業(yè)管理的改革,企業(yè)可通過互聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)上進(jìn)行交易,因而電子商務(wù)技術(shù)必將成為企業(yè)管理中的高技術(shù)。本文主要分析了工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)在規(guī)律,通過工業(yè)化和信息化的有機(jī)結(jié)合來促進(jìn)和推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。

一.工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)：
　　通常把工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)分為5級(jí)：企業(yè)管理級(jí)、生產(chǎn)管理級(jí)、過程控制級(jí)、設(shè)備控制級(jí)和檢測(cè)驅(qū)動(dòng)級(jí)。兩級(jí)管理級(jí)涉及到的高技術(shù)主要是計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)。過程控制級(jí)涉及到的高技術(shù)主要是智能控制技術(shù)和工程方法。設(shè)備控制級(jí)和檢測(cè)驅(qū)動(dòng)級(jí)涉及的高技術(shù)主要是三電一體化技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和新器件交流數(shù)字調(diào)速技術(shù)。由此不難看出,工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)是當(dāng)今微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)領(lǐng)域中高技術(shù)的綜合應(yīng)用技術(shù)。這是工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)之一。
二、工業(yè)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)：
　　從控制的角度看,工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)包括檢測(cè)、控制和驅(qū)動(dòng)三個(gè)系統(tǒng)。這三個(gè)系統(tǒng)既自成體系又互相聯(lián)系,既要研究每一個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)又要研究三個(gè)系統(tǒng)的軟硬件連接及最佳配合技術(shù),這稱之為三電一體化技術(shù)。三電一體化是工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的第三個(gè)特點(diǎn)。下面重點(diǎn)從三個(gè)方面描述工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)所包括的關(guān)鍵技術(shù)。
　　1. 計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)(CIMS)。廣義的CIMS技術(shù)指整個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。由于CIMS必須在設(shè)備自動(dòng)化和過程自動(dòng)化的基礎(chǔ)上建立,所以通常講的CIMS主要指企業(yè)管理和生產(chǎn)管理兩級(jí)管理級(jí)。當(dāng)今的企業(yè)管理和生產(chǎn)管理實(shí)質(zhì)上就是信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,這方面的文章很多,本文不做重點(diǎn)論述。由于我國(guó)CIMS的研究和應(yīng)用剛剛起步,所以強(qiáng)調(diào)下面的一些問題是很必要的。
　　1.1 連續(xù)型與離散型生產(chǎn)方式的不同與研究?jī)?nèi)容的差異。鋼鐵工業(yè)屬于連續(xù)型生產(chǎn)方式,與離散型生產(chǎn)方式(如機(jī)械加工)的不同使得在研究CIMS時(shí),兩者的側(cè)重點(diǎn)和難點(diǎn)就不同。
　　第一，在產(chǎn)品加工過程方面,離散型基本是可視的,在冷狀態(tài)下物理加工居多；而鋼鐵工業(yè)加工過程基本處于“黑匣子”狀況和處于高溫、高濕、高速的環(huán)境中,物理加工和化學(xué)反應(yīng)居多。上述差異,使離散型過程建立數(shù)學(xué)模型較容易；而鋼鐵工業(yè)建立數(shù)學(xué)模型較難多采用機(jī)理模型和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖嘟Y(jié)合,應(yīng)用專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)建立控制模型。
　　第二，離散型生產(chǎn)過程,隨時(shí)改變其工藝設(shè)備和流程較容易,產(chǎn)品外形也多變；但連續(xù)型的鋼鐵企業(yè),工藝設(shè)備和生產(chǎn)流程基本不變(如高爐煉鐵),產(chǎn)品外形也基本不變。離散型的產(chǎn)品質(zhì)量保證和品種改變靠參數(shù)、符號(hào)、圖形就可實(shí)現(xiàn)；而連續(xù)型的要靠調(diào)整工藝參數(shù)、控制設(shè)備穩(wěn)定、使工況運(yùn)行最佳來達(dá)到。
　　第三，企業(yè)為了適應(yīng)快速變化的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì),需要柔性。離散型的柔性體現(xiàn)在工藝流程和設(shè)備的改變上；連續(xù)型的工藝流程和裝備改變較難,屬剛性,它的柔性體現(xiàn)在生產(chǎn)調(diào)度、計(jì)劃安排、參數(shù)改變、設(shè)備控制等,實(shí)現(xiàn)起來難度較大。第四，離散型產(chǎn)品屬單件或小批量生產(chǎn),物料流可以單件搬動(dòng)；而連續(xù)型產(chǎn)品大量連續(xù)生產(chǎn),物料流是連續(xù)的致使連續(xù)型生產(chǎn)調(diào)度管理實(shí)時(shí)性強(qiáng),時(shí)效性要求高,生產(chǎn)節(jié)奏要嚴(yán)格控制。如軋鋼生產(chǎn)線,每秒幾十米或上百米的軋速,工序一環(huán)扣一環(huán),若節(jié)奏脫節(jié)、控制不好,瞬間就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。
　　1.2 堅(jiān)持“以人為本”,實(shí)現(xiàn)“業(yè)務(wù)重組”的原則CIMS是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng),此系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)不可能離開人,完全靠自動(dòng)化是不可能的。美國(guó)有個(gè)公司提出,影響CIMS實(shí)現(xiàn)的主要障礙的70%來自于人,11%來自于對(duì)成本的評(píng)估,9%是技術(shù)原因,還有其它原因,可見人的因素的重要性。“業(yè)務(wù)重組”是指改變過去的經(jīng)營(yíng)模式、舊的生產(chǎn)管理體制、舊的信息交換模式,建立適應(yīng)CIMS的新的組織體系,采用先進(jìn)技術(shù)等。這對(duì)搞活大中企業(yè)、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的先進(jìn)企業(yè)也是重要的內(nèi)容。“以人為本”,主要包括實(shí)現(xiàn)“第一把手”原則；進(jìn)行CIMS的宣傳,使領(lǐng)導(dǎo)和群眾都要認(rèn)識(shí)實(shí)現(xiàn)CIMS的必要性、緊迫性；進(jìn)行教育和培訓(xùn),提高人的文化素質(zhì)和技術(shù)水平,建立良好的企業(yè)文化氛圍。同時(shí)也應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,要較好地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),就要經(jīng)歷一個(gè)有序的過程,需要時(shí)間,不是一蹴而就的事。
　　2.智能控制。智能控制作為人工智能的一個(gè)研究與應(yīng)用方面,與自動(dòng)控制、運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)論、信息論等學(xué)科的結(jié)合,已形成一個(gè)新興的交叉學(xué)科系統(tǒng),在實(shí)際應(yīng)用中已產(chǎn)生了許多類型的智能控制系統(tǒng),如多級(jí)遞階智能控制、基于知識(shí)的專家系統(tǒng)、基于模糊邏輯的智能———模糊控制、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能———神經(jīng)控制、基于規(guī)則的仿人控制、基于模式識(shí)別的智能控制、多模變結(jié)構(gòu)智能控制、學(xué)習(xí)控制與自學(xué)習(xí)控制、基于混沌理論的智能———混沌控制等類型。
　　與其它行業(yè)一樣,智能控制作為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),在鋼鐵工業(yè)中也得到了較多的應(yīng)用。在各個(gè)生產(chǎn)工序中,用于設(shè)定與控制、生產(chǎn)計(jì)劃的安排與調(diào)整,以及設(shè)備診斷、監(jiān)測(cè)、學(xué)習(xí)等方面。
　　智能控制能在鋼鐵工業(yè)中得到較多應(yīng)用,是與它的特點(diǎn)分不開的，它適合于那些含有復(fù)雜性、不完全性、模糊性或不確定性以及不存在已知算法的非數(shù)字過程,并以知識(shí)進(jìn)行推理,以啟發(fā)引導(dǎo)求解過程；也可以對(duì)具有以知識(shí)表示的非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)模型表示的過程進(jìn)行混合控制。鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程控制,非常適合于采用智能控制。如煉鐵、煉鋼等生產(chǎn)過程是在“黑匣子”狀態(tài)下進(jìn)行的,環(huán)境有許多不確定因素,是一個(gè)復(fù)雜的過程,多年來,難以建立精確的數(shù)學(xué)模型,即使建立起控制模型,也有好多不如人工控制效果好,所以難以推廣應(yīng)用。智能控制的發(fā)展,將會(huì)使鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化的過程控制有更大進(jìn)展。在鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展過程中,基礎(chǔ)自動(dòng)化在各個(gè)工序中占40%～60%,過程控制占10%左右�？梢娺^程控制水平是較低的,主要是數(shù)學(xué)模型難以建立,有了智能控制將會(huì)有起色。
　　3.鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化工程方法。隨著鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化的飛速發(fā)展,我國(guó)的鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化工程將日益增多,技術(shù)水平也將不斷提高。因此,無論是對(duì)生產(chǎn)企業(yè),還是從事自動(dòng)化工程單位,有一個(gè)好的工程方法是非常必要的。工程方法就是為了達(dá)到實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化工程而采用的手段、途徑和方法。有了好的方法,可以提高效率,較順利地達(dá)到目標(biāo)。
　　通過實(shí)踐,鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化工程方法應(yīng)該包括:成套的工程管理方法,從簽合同、工程實(shí)施管理至工程的驗(yàn)收等,管理要規(guī)范化、文檔標(biāo)準(zhǔn)化；成套的控制設(shè)備配套方法,堅(jiān)持以自己的“拳頭”產(chǎn)品和國(guó)內(nèi)設(shè)備為先,掌握外國(guó)先進(jìn)設(shè)備的性能及具有系統(tǒng)設(shè)備配套的能力;成套的控制技術(shù)實(shí)施的方法,體現(xiàn)三電一體化,機(jī)電、工藝一體化,具備計(jì)算機(jī)輔助軟件工程的工具,或工具箱,或平臺(tái),或環(huán)境,使軟件制造更自動(dòng)化,并使軟件具有可復(fù)用性等。
三、總結(jié)：
大力發(fā)展工業(yè)自動(dòng)化技術(shù),既可以促進(jìn)信息化的發(fā)展又可以武裝傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),帶動(dòng)工業(yè)化的實(shí)現(xiàn)。因此把工業(yè)自動(dòng)化作為一個(gè)行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展,應(yīng)作為我國(guó)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和信息化的戰(zhàn)略方針。工業(yè)化包括機(jī)械化、電氣化、自動(dòng)化,應(yīng)該說我國(guó)工業(yè)的機(jī)械化、電氣化已基本實(shí)現(xiàn)了,工業(yè)化應(yīng)該著重實(shí)現(xiàn)的是自動(dòng)化,用工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)武裝傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),使設(shè)備控制自動(dòng)化、工藝流程自動(dòng)化,從而實(shí)現(xiàn)我國(guó)的工業(yè)化建設(shè)。

其他產(chǎn)品鏈接：
加強(qiáng)中職學(xué)生對(duì)弱電與強(qiáng)電認(rèn)識(shí)
好氧堆肥實(shí)驗(yàn)裝置使用說明
電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)訓(xùn)裝置
傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)溫度控制儀表操作說明
太陽能光伏發(fā)電綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)使用說明
電動(dòng)機(jī)技術(shù)工作原理及運(yùn)行維護(hù)
電機(jī)與拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)報(bào)告
光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)室介紹
機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室
齒輪范成儀使用說明書
基礎(chǔ)電工電子實(shí)驗(yàn)室設(shè)備
定制熱管換熱器實(shí)驗(yàn)臺(tái)
家用電器之電子消毒柜實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)箱
初級(jí)維修電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)
臭氧氧化脫色實(shí)驗(yàn)說明書
萃取精餾教學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
二氧化碳PVT關(guān)系測(cè)定實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
空氣絕熱指數(shù)測(cè)定裝置實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
填料吸收實(shí)驗(yàn)裝置使用指導(dǎo)書
超濾、納濾、反滲透多功能膜分離實(shí)驗(yàn)裝置說明
孔口管嘴實(shí)驗(yàn)儀說明書
熱電偶制作校驗(yàn)儀說明書
好氧堆肥實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)說明書
沿程阻力系數(shù)測(cè)定裝置說明書
文丘里除塵器性能實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
制冷壓縮機(jī)性能測(cè)試實(shí)訓(xùn)裝置指導(dǎo)書
化工傳熱實(shí)驗(yàn)裝置使用說明書
數(shù)據(jù)采集板式靜電除塵器指導(dǎo)書
《臺(tái)虎鉗》實(shí)測(cè)繪圖組合訓(xùn)練裝置
自由對(duì)流橫管管外放熱系數(shù)測(cè)試裝置使用說明書
流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置使用說明書
《典型零件》實(shí)測(cè)繪圖訓(xùn)練裝置
制冷制熱工作原理及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/u>
挖掘機(jī)液壓模擬訓(xùn)練平臺(tái)操作說明
中溫法向輻射率測(cè)量?jī)x實(shí)驗(yàn)裝置的介紹及使用說明
傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)及維護(hù)
熱電偶校驗(yàn)儀使用說明
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沖擊水浴除塵器實(shí)驗(yàn)裝置使用說明
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淺談析基于FMS的機(jī)電一體化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)開發(fā)

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