工厂自动化

工厂自动化是指使用自动设备或系统控制来管理生产设备和生产过程。它融合了计算机技术、自动化技术、激光技术和机器人技术的成果，是本世纪80年代至90年代工业生产的主要技术方向之一。

一般认为，工厂自动化是指利用计算机全面掌握从接到订单开始到产品交付结束的所有生产活动的复杂信息流，并对整个生产系统进行高度管理和控制的自动化过程。其主要目的是:①节省劳动力；(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，减少资金积压，加快资金周转，创造巨大的经济效益；(1)缩短从产品规划、设计和开发到产品交付的生产周期；(5)满足用户对产品多样化、多功能和智能化的需求。

工厂自动化按其性质可分为连续生产自动化和间歇生产自动化。

连续生产自动化又称过程自动化，主要指石油、化工、冶金、电力等行业连续生产过程的自动化。即通过使用各种检测仪器、调节仪器、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，以达到各种最佳的技术经济指标，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。

由于连续生产中自动处理的对象是流体或粉末，传输和控制相对容易，因此进展非常快。自20世纪40年代以来，人们开始使用分布式测量仪器和控制装置进行单参数自动调节，取代了传统的人工操作。

20世纪50年代，人们开始将测试和控制仪器集中在*控制室，并在车间实施集中控制。一些工厂和企业已经初步实现了仪器仪表和本地自动化测试。在这个阶段，过程控制系统的结构主要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。控制的目的是保持这些参数的稳定性，消除或减少对生产过程的干扰影响。然而，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，主要解决单输入单输出系统的常值控制和系统集成控制问题。

20世纪60年代，工业生产的不断发展对过程控制提出了新的要求(如高效率、高质量、高可靠性等)。)，电子技术的迅速发展也为生产过程自动化提供了功能完善的工具和手段。在自动化仪表方面，采用了大量的单元组合仪表。为了满足标准化、灵活性和多功能的要求，还组装了仪器，以满足结合模拟和逻辑法则的更复杂的控制系统的需要。同时，电子计算机已被用于优化控制大型设备，如大型蒸馏塔和大型轧机，从而实现直接数字控制(DDC)和设定点控制(SPC)。在系统方面，为了提高控制性能和实现一些特殊的控制要求，出现了一种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，控制系统已经从单变量系统转变为复杂的多变量系统。在此期间，工厂和企业实现了对车间或大型设备的集中控制。

自20世纪70年代以来，现代工业生产的迅速发展，自动化仪器和硬件的发展，以及微型计算机的出现，把生产过程的自动化带到了一个新的高度。这一阶段的主要特点是对整个工厂或整个工艺流程进行集中控制，应用计算机系统进行多参数综合控制，或使用多台计算机对生产过程进行分级综合控制并参与管理。在新的自动化技术工具方面，采用微机控制的智能单元组合仪表来显示和调整仪表，以满足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、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，自动化技术呈现出新的繁荣景象。

自动化技术一问世就显示出强大的生命力。自动化生产线的应用大大提高了劳动生产率。在不到三年的时间里，汽车的生产成本降低了近三倍，仅在八年时间里，汽车的销售价格就下降到原价的9%，从而使汽车迅速进入数百万普通家庭。汽车工业自动化的发展大大提高了钢铁和石油的产量和质量。此外，电子计算机在机械制造中的应用使传统的机械制造行业恢复了活力。随着计算机和机床的结合，数控机床和计算机数控机床应运而生。使用计算机辅助设计/计算机辅助制造、工业机器人和其他技术的柔性制造系统可以减少20-80%的劳动力，并将生产率提高10倍以上。CIMS为工厂的完全自动化和无人工厂的实现铺平了道路。正如*同志在全国科学大会的开幕词中指出的:“电子计算机、控制论和自动化技术的发展正在迅速提高生产的自动化程度。同样数量的劳动力可以在同样的工作时间内生产出几十倍甚至几百倍的产品。”