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：企業(yè)管理級、生產(chǎn)管理級、過程控制級、設(shè)備控制級和檢測驅(qū)動(dòng)級。兩級管理級涉及到的高技術(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)備控制級和檢測驅(qū)動(dòng)級涉及的高技術(shù)主要是三電一體化技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(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、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)管理兩級管理級。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)方式的不同與研究內(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、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%來自于對成本的評估,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),如多級遞階智能控制、基于知識的專家系統(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、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,并以知識進(jìn)行推理,以啟發(fā)引導(dǎo)求解過程；也可以對具有以知識表示的非數(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)品和國內(nèi)設(shè)備為先,掌握外國先進(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,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)我國的工業(yè)化建設(shè)。

其他產(chǎn)品鏈接：
加強(qiáng)中職學(xué)生對弱電與強(qiáng)電認(rèn)識
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
家用電器之電子消毒柜實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
物聯(lián)網(wǎng)射頻識別綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)箱
初級維修電工實(shí)驗(yàn)臺
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)系測定實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
空氣絕熱指數(shù)測定裝置實(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
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沿程阻力系數(shù)測定裝置說明書
文丘里除塵器性能實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
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化工傳熱實(shí)驗(yàn)裝置使用說明書
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