工業自動化是
機器設備或生産過程在不需要人工
直接幹預的情況下,按預期的目标實現測量、操縱等信息處理和過程控制的統稱。
自動化技術就是探索和研究實現自動化過程的方法和技術。它是涉💞及機械、
微電子、計算機、
機器視覺等技術領域的一門綜合性技術。
工業革命是自動化技術的
助産士。正是由于工業革命的需要,自動化技術才沖破了
卵殼,得到了蓬勃發展。同時自動化技術也促進了工業😁的進步,如今自動化技術已經被廣泛的應用于
機械制造、電力、建築、
交通運輸、信息技術等領域,成爲提高
勞動生産率的主要手段。
[2] 工業自動化是德國得以啓動
工業4.0的重要前提之一,主要是在
機械制造和
電氣工程領域。目前在德國和國際制造業中廣泛采用的“
嵌入式系統”,正是将機械或電氣部件完全嵌入到受控器件内部,是一種特定
應用設計的專用計算機系統。
數據顯示,這種“嵌入式系統”每年獲得的市場效益高達200億歐元👺,而這個數字到2020年将提升至400億歐元。
[3] 工業
自動化技術是一種運用
控制理論、儀器儀表、計算機和其他信息技術,對工業
生産過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策,達到增加産量、提高質量、降低消耗、确保安全等目的的綜合性高技術,包括工業自⛹🏻♂️動化軟件、硬件和系統三大部😁分。 工業自動化技術作爲20世紀現代制造領域中最重要的技術之一,主要解決
生産效率與一緻性問題。無論高速大批量制造企業還是追💕求✋靈活、柔性和定制化企業,都必須依靠自動化技術的應用。
自動化系統本身并不直接創造效益,但它對企業生産過程起着😝明👽顯的提升作用:
(1)提高生産過程的安全性;
(2)提高生産效率;
(4)減少生産過程的原材料、能源損耗。
第一階段
40年代--60年代初
需求動力:市場競争,
資源利用,減輕
勞動強度,提高産品質量,适應批量生産需要。主要特點:此階段主要爲👌單機自動化階段,主要特點是:各種單機
自動化加工設備出現,并不斷擴大應用和向縱深方向發展。典🤑型成果和産品:硬件數控系統的數控機床。
第二階段
60年代中--70年代初期
需求動力:市場競争加劇,要求産品更新快,産品質量高,并适應大中批量生産需要和減輕勞動強度。主要特點:此階段主要以
自動生産線爲标志,其主要特點是:在單機自動化的基礎上,各種組合機床、組合生産線出現,同時軟件數控系統👩🏿❤️💋👨🏽出現并用于機床,CAD、CAM等軟件開始用于實際工程的設計和制造中,此階段硬🙈件加工設備适💔合于大中批量的生産和加工。典型成果和~産品:用于鑽、镗、銑等加工的自動生産線。
第三階段
70年代中期
需求動力:
市場環境的變化,使多品種、中小批量生産中
普遍性問題愈發嚴重,要求自動化技術向其廣度和深度👧🏾發展🙂↔️,使~其各
相關技術高度綜合,發揮整體最佳效能。主要特點:自70年代初期美國學者🚶🏾♀️➡️首次提出
CIM概念至今,自動化領域已發生了巨大變化,其主要特👾點是:CIM已作爲一種哲理、一種方法逐步爲人們所接受;CIM也是👩🏿❤️💋👨🏽一種實現👱🏼♂️集成的相應技術,把分散獨立的單元自動化
技術集成爲一個優化的整體。所謂哲理,就是企業應根據需求👌來分析并克服現存的“瓶頸”,從而實現不斷提高實力、競争力的思想策略;而作爲實現集成的相應技術,一般認爲是:
數據獲取、分配、共享;網絡和通信;車間層
設備控制器;計算機硬、軟件的規範、标準等。同時,并行工程作爲一種經營😗哲理和
工作模式自80年代末期開始應用和活躍于自動化技術領域,并👽将🏊🏾♀️進一💫步促進單元自動化技術的集成。典型成果和🥑️産品:CIMS工廠,
柔性制造系統(FMS)。
管理控制
随着
國民經濟的發展,人民
生活水平的提高,電能的需要也在不斷地增加,發電設備也🔞相應增多,
電網結構和運行方式也越來越複雜,人們對
電能質量的要求也越來越高。爲了保證用戶的
用電,必須對電網進行管理和控制。
①、盡量維持
電力系統的正常運行,安全是電力系統的頭等大事,系統一旦😘發生事故,其危害是難以估計的,因此,努力維持電力系統的正常運行是🚶🏾♀️➡️首要任務;
工業自動化②、爲用戶提供高質量的電能,反映電能質量的三個參數就是👽電壓、頻率和波形。這三個參數必須在規🧑🏽❤️💋🧑🏻定範圍内,才能保證電能的質量。穩定電壓的關鍵是調節系統中無功功率的平衡,頻率的變化,是整個系統
有功功率的平衡問題,波形是由發電機決定的;
電力系統是一個分布面廣、設備量大、信息參數多的系統,發電廠發出電能供給用戶,必須經幾級變壓器^變壓才能傳輸。各級👋電壓通過
輸電線路向用戶供電,電壓從低到高,再從高到低,以利于能量的傳送。電😝壓的變換,形成不同的電壓級别,形成一個個不同電壓級别的變電站,變電站之間是輸電線,因而形成了複雜的
電力網拓撲結構。電網調度正是按照電網的這種拓撲結構進行管理和調度的。
一般情況下,電網按電壓級别設置
調度中心,電壓級别越高,調度中心的級别也越高。整個系統是一個🧛🏽寶塔型的
網絡圖。
分級調度可以簡化網絡的拓撲結構,使信息的傳送變得更加合理,從而大大節省
通信設備,并提高了系統運行的穩定性。按中國的情況,
電力系統調度分爲國家調度中心,大區網局級調度
控制中心,省級調度控制中心,地區調度控制中心,
縣級調度中心。各級
直接管理和調度其下一層調度中心。
電網調度
電網
調度自動化是一個總稱,由于各級調度中心的任務不同,調度自動化系統的規模也不同,但無論哪一級調度自動化系統,都具有一😌種最基本的功能,就是
監視控制和
數據收集系統,又稱
SCADA系統功能(Supervisory Control And Data Acquisition)。
自動發電控制功能AGC:AGC系統主要要求達到對發電機發電多少不是由電廠
直接控制,而是由電廠上級的調度中心根據
全局優化的原則來進行控制。
經濟調度控制功能EDC(Economic Dispatch Control):EDC的目的是控制電力系統中各發電機的出力分配,使
電網運行成本最小,EDC常包含在AGC中。
工業自動化 安全分析功能SA(Security Analyze):SA功能是電網調度爲了做到“防患于未然”而配備的功能。它通過計算機對當前電網
運行狀态的分析,估計出可能出現的故障,預先采取措施,避免事😁故發生。如果
電網調度自動化系統具有了SCADA+AGC/EDC+SA功能,就稱爲能量管理系統EMS(Energy Management System)。數字
傳輸技術和
光纖通信技術的提高,使得電網調度自動化也進入了網絡化,如今電網調度中的
計算機配置大多采用了開發
分布式計算機系統。随着中國國民經濟的發展,中國也進入了大電網、大機組、
超高壓輸電的時代。完全可以相信,随着中國新建電網自動化系😍統的發展,
中國電網調度
自動化水平會進一步地提高,達到世界先進水平。
[4] 柔性制造
簡介
柔性制造技術(FMS)是對各種不同形狀加工對象實現程序化
柔性制造加工的各種技術的總和。柔性制造技術是
技術密集型的技術群,凡是側重于柔性,适應于多品種、中小批量(包括單件産品)的加工技術都屬于柔性制造技術。
柔性可以表述爲兩個方面。第一方面是系統适應外部
環境變化的能力,可用系統滿足新産品要求的程度來衡量😍;第二方面是🚶🏾♀️➡️系統适應内部變化的能力,可用在有幹擾(如機器出現故障)情況下,這時系統的
生産率與無幹擾情況下的生産率
期望值之比可以用來衡量柔性。“
柔性”是相對于“剛性”而言的,傳統的“剛性”
自動化生産線主要實現單一品種的
大批量生産。其優點是生産率很高,由于設備是固定的,所以
設備利用率也很高,單件産品的成本低。但價格相當昂貴,且隻能加工一個或幾個相類似的零件。如果想要獲得其他品種的産品,則必須😁對其結構進行大調整,重新配置系統内各要素,其工作量和經費投入與構ˇ造一個新的生産線往往不相💌上下。剛性的大批量😘制造自動化🧎🏻♀️➡️生産線隻适合生産少數幾個品種的🚶🏾♀️➡️産品,難以應付多品種中小批🧎🏻♀️➡️量的生産。随着社會進步和生活水平的提高,市場更加需要具有特色、符合顧客個人要求✡️樣式和功能千差🧜🏼♂️萬别的産品。激烈的
市場競争迫使傳統的大規模
生産方式發生改變,要求對傳統的零部件
生産工藝加以改進。傳統的
制造系統不能滿足市場對多品種小批量産品的需求,這就使👿系統的♌️柔性對系統的生存越來越重要。随着批量生🙉産時代正💔逐漸被适應
市場動态變化的生産所替換,一個制造自動化系統的生存能力和
競争能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發周期内,生🔞産出♌️較低成本、較高質量的不同品種産品的能力。柔性已占有🙂↔️相當👋重要的位置。
分類
●
機器柔性 當要求生産一系列不同類型的産品時,機器随産品變化🏃🏿♀️➡️而加工不同零件的難易程度。
●工藝柔性 一是
工藝流程不變時自身适應産品或原材料變化的能力;二是制造系💞統内爲适應産品或原材料變化而改變相👨🦰應工藝的難易程度。
●
産品柔性 一是産品更新或完全轉向後,系統能夠非常經濟和迅速地生💌産出新産品的能力;二是産品更新後,對老産品有用特性的
繼承能力和兼容能力。
工業自動化●維護柔性 采用多種方式查詢、處理故障,保障生産正👼🏾常進🙂↕️行☠️的能力。
●
生産能力柔性 當生産量改變、系統也能經濟地運行的能力。對于根據訂貨而組織生産的制造系統,這一點尤爲重要。
●運行柔性 利用不同的機器、材料、
工藝流程來生産一系列産品的能力和同樣的産品,換用不同工序加工㊙️的能力。
柔性制造系統
是有一個由計算機集成管理和控制的、用于高效率地👼🏾制造中小批量多品種零部件的自動化制造系統。它具😁有:
●多個标準的制造單元,具有自動上下料功能的
數控機床;
●一套物料存儲
運輸系統,可以在機床的
裝夾工位之間運送工件和刀具;FMS是一套可編程的制造🤑系統,含🧑🏻❤️🧑🏼有自動物料
輸送設備,能在計算機的支持下實現
信息集成和物流集成,它
●可同時加工具有相似形體特征和加工工藝的多種🧑🏻❤️🧑🏼零件;
●能自動更換刀具和工件;
●能進行
動态調度,
局部故障時,可
動态重組物流路徑。
FMS規模趨于小型化、低成本,演變成
柔性制造單元FMC,它可能隻有一台加工中心,但具有獨立
自動加工能力。有的FMC具有自動傳送和監控管理的功能,有的FMC還可以實現24小時無人運轉。用于裝備的FMS稱爲柔性裝備系統🙆🏿(FAS)。
智能制造
簡介
智能制造(Intelligent Manufacturing,
IM)是一種由
智能機器和人類專家共同組成的人機一體化
智能系統,它在制造過程中能進行智能活動,諸如分析、推理、判斷、構思。和決策等。通過人與智能機器的合作共事,去🧛🏽擴大♌️、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的
腦力勞動。它把制造自動化的概念更新,擴展到柔性化、智能化和高度集成化。
工業自動化毫無疑問,智能化是制造自動化的發展方向。在制造過程的各個環節幾乎都廣泛應用人工智能技術。專家
系統技術可以用于
工程設計,
工藝過程設計,
生産調度,
故障診斷等。也可以将神經網絡和
模糊控制技術等先進的
計算機智能方法應用于産品配方,生産調度等,實現制造過程智☠️能🎅🏿化。而人工智能技術尤其适合于解決特别複雜和不确定的問題😮💨。但同樣顯然的是,要在企業制造的全過程中全部實現智能化,如果不是完全做🧛🏽不到的事情,至少也是在遙遠的将來。有人甚至提出這樣的問題,下個世紀會實現智能自動化嗎?而🙉如果隻是在企業的某個局部🧑🏽❤️💋🧑🏻緩解實現智能化,而又無法保證全局的優化,則這種智能化的意義是有👽限的。
從廣義概念上來理解,CIMS(
計算機集成制造系統),敏捷制造等都可以看作是智能自動化的例子。的确,除了👯🏾♂️制造過程本身可以實現智能化外,還可以💁🏼♀️逐步實現
智能設計,
智能管理等,再加上信息集成,全局優化,逐步提高系統的智能💘化水平,最終建立智能制造系統。這可能是實現👽智能制造的一種可行途徑。
多智能體
Agent原爲代理商,是指在
商品經濟活動中被授權代表委托人的一方。後來被借用到人💯工💑🏾智能和
計算機科學等領域,以描述計算機軟件的智能行爲,稱爲
智能體。1992年曾經有人預言:“基于Agent的計算将可能成爲下一代
軟件開發的重大突破。"随着人工智能和計算機技術在制造業中的廣泛應用,多智能體系統技術對解決
産品設計、
生産制造乃至産品的整個
生命周期中的多領域間的協調合作提供了一種智能化的方法,也爲系統集成、
并行設計,并實現智能制造提供了更有效的手段。
整子系統
整
子系統的基本構件是整子(Holon)。Holon是從
希臘語借過來的,人們用Holon表示系統的最小組成個體,整子系統⛹🏻♂️就是由很多不同種類的整子構成。整子的最本質特征是:
●自治性,每個整子可以對其自身的
操作行爲作出規劃,可以對
意外事件(如
制造資源變化、制造任務貨物要求變化等)作出反應,并且其行爲可控;
●
合作性,每個整子可以請求其它整子執行某種操作行爲,也可以對其他整子提出的操作申請提供服務;
●智能性,整子具有推理、判斷等智力,這也是它具有✍🏻自治性和合作性的内在原因。整子的上述特點表明,它與智能體的概念相似。由于整子的
全能性,有人把它也譯爲全能系統。
整子系統的特點是:
●柔性,對于
快速變化的市場、變化的制造要求有很強的适應性。除此之外,還有
生物制造、
綠色制造、
分形制造
等模式。
制造模式主要反映了
管理科學的發展,也是自動化、系統技術的研究成果,它将對各種單元自動化技術提出新的課題,從而在整體👨🏻🏭上影🧑🏾🎄響到🧑🏽🎄制造自動🙂↔️化的發展方向。展望未來,21世紀的制造💑🏾自動化♌️将沿着曆史的軌道繼續前進。
[5] 熱點技術
中國
工控自動化的發展道路,大多是在
引進成套設備的同時進行消化吸收,然後進行
二次開發和應用。
中國工業控制自動化技術、産業和應用都有了很大的發展😸,中國
工業計算機系統行業已經形成。工業控制自動化技術正在向智能化、網絡化和集成化方向發展。
⒈以工業PC爲基礎的低成本工業控制自動化将成爲主流
衆所周知,從20世紀60年代開始,
西方國家就依靠
技術進步(即新設備、新工藝以及
計算機應用)開始對
傳統工業進行改造,使工業得到飛速發展。20世紀末世界上最大的變化就是全球市場的形成。全球市場導緻競争空🧛🏾♀️前激烈, 促^使企業必😸須加快新産品投放
市場時間(Time to Market)、改善質量(Quality)、
降低成本(Cost)以及完善
服務體系(Service),這就是企業的T.Q.C.S.。雖然計算機集成制造系統(CIMS)結合信息集成和系統集成,追求更完善的T.Q.C.S.,使企業實現“在正确的時間,将正确的信😸息以正确的方式傳給正确的人,以便作出正确的決策😁”,即“五個正确”。然而這種自動化需要投入👯🏾♂️大量的資金,是一種高投資、高效益同時是
高風險的
發展模式,很難爲大多數中小企業所采用。在中國,
中小型企業以及準大型企業走的還是低成本工業控制自動化的🙉道路。
工業控制自動化主要包含三個層次,從下往上依次是基礎自動化、
過程自動化和
管理自動化,其核心是基礎自動化和過程自動化。
傳統的自動化系統,基礎自動化部分基本被
PLC和DCS所壟斷,過程自動化和管理自動化部分主要是由各👨🦰種進口的過程計算機或
小型機組成,其硬件、系統軟件和應用軟件的價格之高令衆多企🧑🏽🎄業望👨🏻🏭而卻步。
20世紀90年代以來,由于PC-based的
工業計算機(簡稱工業PC)的發展,以工業PC、I/O裝置、監控裝置、控制網絡🙈組成的👋PC-based的自動化系統得到了迅速普及,成爲實現低成本工業自動化的重要途徑。
由于基于PC的控制器被證明可以像PLC一樣可靠,并且被操作和維🔞護人員接受,所以,一個接一個的制造商至😜少在部分😌生産中正在采用PC控制方案。基于PC的控制系統易于💑🏾安裝和💘使用,有高級的診斷功能,爲
系統集成商提供了更靈活的選擇,從長遠角度看,PC控制系統維護成本低👧🏾。由于
可編程控制器(PLC)受PC控制的威脅最大,所以PLC供應商對PC的應用感到很不安。事實上,他們也加入到了PC控制“浪潮”中。
工業PC在中國得到了異常迅速的發展。從世界範圍來看,工業PC主要包含兩種類型:IPC工控機和Compact PCI工控機以及它們的變形🧛🏽機,如AT96總線✡️工控機等。由于基礎自動化和過程自動化對工業PC的運行穩定性、
熱插拔和冗餘配置要求很高,現有的IPC已經不能完全滿足要求,将逐^漸退出該領域,取而代之的将是CompactPCI-based工控機,而IPC将占據管理自動化層🏊🏿♀️。國家于2001年設立了“以工業控制計算機爲基礎的開放式控制系🙂↔️統産業化”工業自動化重大專項,目标就是發展具有
自主知識産權的PC-based控制系統,在3~5年内,占領30%~50%的
國内市場,并實現産業化。
和PLC一樣,工業PC市場在過去的兩年裏保持平穩。與PLC相比👨🏻🏭,工業PC軟件很便宜。
⒉PLC在向微型化、網絡化、PC化和
開放性方向發展
全世界PLC生産廠家約200家,生産300多種産品。國内PLC市場仍以國外産品爲主,如Siemens、Modicon、
A-B、
OMRON、
三菱、
GE的産品。經過多年的發展,國内PLC生産廠家約有三十家,但都沒有形成頗具規模的
生産能力和
名牌産品,可以說PLC在中國尚未形成制造産業化。在PLC應用方面,中國是很活躍的,應用的行業也很廣。專家估計,2000年PLC的國内市場銷量爲15~20萬套(其中進口占90%左右),約25~35億元
人民币,年
增長率約爲12%。預計到2005年全國PLC
需求量将達到25萬套左右,約35~45億元人民币。
PLC市場也反映了全世界制造業的狀況,2000後大幅度下滑🏊🏿♀️。但是,按照Automation Research Corp的預測,盡管全球
經濟下滑,PLC市場将會複蘇,估計全球PLC市場在2000年爲76億美元,到2005年底将回到76億美元,并繼續略微增長。
微型化、網絡化、PC化和開放性是PLC未來發展的主要方向。在基于PLC自動化的早期,PLC體積大而且價格昂貴。但在最近幾年,微型PLC(小于32 I/O)已☠️經出現,價格隻有幾百歐😁元。随着軟PLC(Soft PLC)控制
組态軟件的進一步完善和發展,安裝有軟PLC組态軟件和PC-based控制的
市場份額将逐步得到增長。
當前,過程控制領域最大的發展趨勢之一就是
Ethernet技術的擴展,PLC也不例外。如今越來越多的PLC供應商開始提供🚶🏾♀️➡️Ethernet接口。可以相信,PLC将繼續向開放式控制系統方向轉移,尤其是基于工業PC的控制系統。
[6] 集散控制系統DCS(Distributed Control System)問世于1975年,生産廠家主要集中在美、日、德等國。中國從70年💑🏾代中後🧛🏽期起,首先由大型進口
設備成套中引入國外的DCS,首批有
化纖、
乙烯、化肥等進口項目。當時,中國主要行業(如電力、石化、建材和冶金等)的DCS基本全部進口。80年代初期在引進、
消化和吸收的同時,開始了研制國産化DCS的技術攻關。
中國DCS的市場年增長率約爲20%,年市場額約爲30(35億元。由于近5年内DCS在
石化行業大型自控裝置中沒有可
替代産品,所以其
市場增長率不會下降。據統計,到2005年,
中國石化行業有1000多套裝置需要應用DCS控制;電力系統每年新裝1000多萬千瓦
發電機組,需要DCS實現監控;不少企業已使用DCS近15~20年,需要更新和改造。
根據
IEC61158的定義,現場總線是安裝在制造或過程區域的現場裝置😮💨與控😁制室内的
自動控制裝置之間的數字式、
雙向傳輸、多分支結構的
通信網絡。現場總線使測控設備具備了數字計算和數字
通信能力,提高了信号的測量、傳輸和
控制精度,提高了系統與設備的功能、性能。IEC/TC65的SC65C/WG6工作組于1984年開始緻力于推出世界上單一的
現場總線标準工作,走過了16年的艱難曆程,于1993年推出了IEC61158-2,之後的标準制定就陷于混亂。
計算機控制系統的發展在經曆了基地式氣動儀表控制系統、電動單元組合式😁模拟儀表控制系統、集中式數字控制系統以及集散控制系統(DCS)後,将朝着
現場總線控制系統(FCS)的方向發展。雖然以現場總線爲基礎的FCS發展很快,但FCS發展還有很多工作要做,如統一标準、儀表智能😁化等。另外,傳統控制😸系統的維護和改造還需要DCS,因此FCS完全😵💫取代傳統的DCS還😮💨需要一個較長的過程,同時DCS本身也在不斷的發展與完善。可以肯定的是,結合DCS、
工業以太網、
先進控制等新技術的FCS将具有強大的生命力。工業以太網以及🧛🏽現場總線🙉技術作爲一種靈活、方便、可靠的
數據傳輸方式,在工業現場得到了越來越多的應用,并将在控制領域中占有更加重要的地位。
⒌儀器儀表技術在向數字化、智能化、網絡化、微型化方向發展
經過五十年的發展,中國儀器儀表工業已有相當基礎,初步形成了門類比較齊全的生産、科研、
營銷體系,成爲
亞洲除日本之外第二大儀器儀表
生産國。随着國際上數字化、智能化、網絡化、微型化的産品逐漸🏊🏾♀️成爲主流,差距還将進一步加大。中國高檔、大型儀器設備大多依賴進🤶🏾口。中檔産品以及許多
關鍵零部件,國外産品占有中國市場60%以上的份額,而國産分析儀器占😵💫全球😮💨市場不到千分之二的份額。
今後儀器儀表技術的主要發展趨勢:儀器儀表向智能😁化方向發展,産生智能儀器儀表;測控設備的PC化,
虛拟儀器技術将迅速發展;儀器儀表網絡化,産生網絡儀器與遠程
測控系統。
幾點建議:開發具有自主知識産權的産品,掌握
核心技術;加強儀器儀表行業的系統集成能力;進一步拓展😜儀器儀表的
應用領域。
從1952年美國
麻省理工學院研制出第一台試驗性
數控系統,随着計算機技術的飛速發展,各種不同層次的
開放式數控系統應運而生,發展很快。就結構形式而言,當今世界上💯的數控系統大緻可分爲4種類型:1.傳統數控系統;2.“
PC嵌入NC”結構的開放式數控系統;3.“
NC嵌入PC”結構的開放式數控系統;4.SOFT型開放式數控系統。
中國數控系統的開發與生産,通過“七五”引進、消化、吸收,“八五”攻關和“九五”産業化,取得了很大的進展,基本上掌握了
關鍵技術,建立了數控開發、生産基地,培養了一批數控人才,初步💕形成了自己的數控産業,也帶動了機電
控制與傳動控制技術的發展。同時,具有中國特色的經濟型數控✋系統經過這些年來的發展,産品的性能和可靠性有了較大的🙉提高⛹🏻♂️,逐漸被用戶認可。
進入21世紀,人類社會将逐步進入知識經濟時代,知😁識将成爲科技和生産發展的資本與動力,而
機床工業,作爲
機器制造業、工業以至整個國民經濟發展的裝備部門,毫無疑問,其🙂↔️戰略性😁重要地位、受重視程度,也将更加鮮明突出。
智能化、開放性、網絡化、信息化成爲未來數控系統和數😮💨控機床發展的主要趨勢:向高速、高效、高精度、
高可靠性方向發展;向模塊化、智能化、柔性化、網絡化和集成化🙂↔️方向發展;向PC-based化和開放性方向發展;出現新一代
數控加工工藝與裝備,機械加工向虛拟制造的方向發展;
信息技術(IT)與機床的結合,
機電一體化先進機床将得到發展;納米技術将形成新發展潮流,并将有新的突破;
節能環保機床将加速發展,占領廣大市場。
⒎工業控制網絡将向有線和無線相結合方向發展
在工業自動化領域,有成千上萬的
感應器,
檢測器,計算機,PLC,
讀卡器等設備,需要互相連接形成一個控制網絡,通常這些設備提供的
通信接口是
RS-232或
RS-485。無線局域網設備使用隔離型
信号轉換器,将
工業設備的RS-232串口信号與無線局域網及以太網絡信号相互轉🚶🏾♀️➡️換,符合無線局域網
IEEE 802.11b和以太網絡IEEE 802.3标準,支持标準的TCP/IP
網絡通信協議,有效的擴展了工業設備的聯網通信能力。
計算機網絡技術、
無線技術以及
智能傳感器技術的結合,産生了“基于無線技術的網絡化智能👨🏻🏭傳😍感💔器”的全😈新概念。這種基于無線技術的網絡化智能💯傳感💞器使得工業現場的數據能夠通過無線鏈路直接在網👋絡上傳輸、發布和共享。無線局域網技術能夠在工廠環境下,爲各種智能現場設備、移動機器人以及各種
自動化設備之間的通信提供高帶寬的
無線數據鏈路和靈活的
網絡拓撲結構,在一些
特殊環境下有效地彌補了
有線網絡的不足,進一步完善了工業控制網絡的通信性能。
作爲
工控軟件的一個重要組成部分,國内
人機界面組态軟件研制方面近幾年取得了較大進展,軟件和硬件相結合,爲企業測、控、管一體化提供了比較完整的解決方案。在此基礎上,工業控制軟件将從人機界面和基本策略組态向先進控制方向發展。
先進過程控制APC(Advanced Process Control)還沒有嚴格而統一的定義。一般将基于
數學模型而又必須用計算機來實現的
控制算法,統稱爲先進過程控制策略。如:自适應控制;
預測控制;
魯棒控制;智能控制(
專家系統、模糊控制、神經網絡)等。
由于先進控制和
優化軟件可以創造巨大的
經濟效益,因此這些軟件也身價倍增。國際上已經有幾十家公司~,推出了上百種先進控制和優化軟件産品,在🧛🏾♀️世界範圍内形成了一個強大的流程工業應用軟件産業😈。因此,開發中國🧜🏼♀️具有自👺主知識産權的先進控制和優化軟件,打破外國産品的壟斷,替代進口…,具有十分重要的意義。
在未來,工業控制軟件将繼續向标準化、網絡化、智能化和開放性發展方向。
由于大力發展工業自動化是加快
傳統産業改造提升、提高企業整體素質、提高國家整體國力、調整
工業結構、迅速搞活大中型企業的有效途徑和手段,國家将繼續通過🎅🏿實施一系列工業過程自動化
高技術産業化專項,用信息化帶動工業化,推動工業自動化技術的進一^步發展,加強技術創新,實現産業化,解決國民
經濟發展面臨的深層問題,進一步提高國民經濟整體素質和
綜合國力,實現
跨越式發展。
倉庫自動化
簡介
自動化倉庫ABC ,自動化技術在倉儲領域(包括主體倉庫)中的發展可分爲五個階段:人工倉儲階段、機械化倉儲階段、自動化倉儲階段、集成化倉儲階段和智能自動化倉儲階段。在90年代後期及🧑🏽🎄21世紀的若幹年内,智能自動化倉儲将是自💕動化技術👼🏾的主要發💞展方向。
第一階段
物資的輸送、存儲、管理和控制主要靠人工實現,其實👩🏽🐰👩🏿時性和
直觀性是明顯的優點。人工倉儲技術在初期
設備投資的
經濟指标也具有優越性。
第二階段
第三階段
工業自動化是自動化倉儲技術階段,自動化技術對倉儲技術和發展起了重要的
促進作用。50年代末和60年代,相繼研制和采用了自動導引小車(
AGV)、自動貨架、自動存取機器人、
自動識别和自動分揀等系統。70年代和80年代,旋轉體式貨架、
移動式貨架、
巷道式堆垛機和其他搬運設備都加入了自動控制的行列,但這時隻是各個設備的
局部自動化并各自獨立應用,被稱爲"
自動化孤島"。随着
計算機技術的發展,工作重點轉向物資的控制和管理,要求實🔞時,協調🔞和一體化,計算機之間、
數據采集點之間、
機械設備的控制器之間以及它們與主計算機之間的通信可以及💁🏼♀️時地彙總信息,倉庫計算機及時地記錄訂貨和到貨時間🚶🏾♀️➡️,顯示
庫存量,計劃人員可以方便地作出供貨決策,他們知道正在生🥑️産👨🏻🏭什麽、訂什麽貨、什麽時間發什麽貨、管理人員随👼🏾時掌握貨源及需求。信息技術的應用已成爲倉儲技術的重要支柱。
第四階段
第四階段是集成自動化倉儲技術階段,在70年代末和80年代,自動化技術被越來越多地用到生産和分💑🏾配領域,顯然,“自動化💌孤島”需要集成化,于是便形成了“集成系統”的👩🏼❤️👨🏾概念。在集成化系統中,整個系統的🥑️有機協作,使總體效益和生産的
應變能力大大超過各部分獨立效益的總和。
集成化倉庫技術作爲
計算機集成制造系統(
CIMS-Computer Integrated Manufacturing System)中物資存儲的中心受到人們的重視。雖然人們在80年✍🏻代已經注意到系統集成化,但至今在中國已建成的集成化
倉儲系統還不多。在集成化系統裏包括了人、設備和控制系統,前述👩🏽🐰👩🏿三🛀🏼個階段是基礎。
第五階段
第五階段是智能自動化倉儲技術,人工智能技術發展了自動化技術向更高級的階段——
智能自動化方向發展。智能自動化倉儲技術還處于初級
發展階段,到二十世紀倉儲技術的智能化将具有廣闊的應用👾前景。