工廠自動(dòng)化發(fā)展方向

【摘 要】工廠自動(dòng)化指的是利用自動(dòng)系統(tǒng)和裝置來進(jìn)行設(shè)生產(chǎn)和設(shè)備管理的過程，工廠自動(dòng)化可以滿足當(dāng)前的多元化市場的需要。在當(dāng)前由于市場中競爭激烈程度不斷增加，工廠企業(yè)對自動(dòng)化的要求也越來越高，所以工廠企業(yè)要加強(qiáng)對自動(dòng)化的進(jìn)一步探索，提高生產(chǎn)過程中自動(dòng)化水平，同時(shí)也要對未來自動(dòng)化發(fā)展趨勢進(jìn)行有效的預(yù)測，提前做好準(zhǔn)備工作。文章對工廠自動(dòng)化的發(fā)展歷史做了簡單分析，同時(shí)對工廠自動(dòng)化發(fā)展方向做了相應(yīng)的闡述。

【關(guān)鍵詞】工廠自動(dòng)化；計(jì)算機(jī)技術(shù)；發(fā)展方向；自動(dòng)化系統(tǒng)

當(dāng)前工業(yè)的發(fā)展非常迅速，自動(dòng)化技術(shù)功不可沒，自動(dòng)化技術(shù)的使用對于提高工廠的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)力有很大的影響。在當(dāng)前由于市場中競爭激烈程度不斷增加，工廠企業(yè)對自動(dòng)化的要求也越來越高，但是因?yàn)楫?dāng)前工廠企業(yè)發(fā)展面臨的環(huán)境條件有了新的變化，現(xiàn)有的自動(dòng)化技術(shù)不能與工廠企業(yè)整個(gè)生產(chǎn)過程相適應(yīng)。所以工廠企業(yè)要加強(qiáng)對自動(dòng)化的進(jìn)一步探索，提高生產(chǎn)過程中自動(dòng)化水平，同時(shí)也要對未來自動(dòng)化發(fā)展趨勢進(jìn)行有效的預(yù)測，提前做好準(zhǔn)備工作。

一、工廠自動(dòng)化及其發(fā)展史

工廠自動(dòng)化指的是利用自動(dòng)系統(tǒng)和裝置來進(jìn)行設(shè)生產(chǎn)和設(shè)備管理的過程，在工廠自動(dòng)化中包含了計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)。一般意義上工廠自動(dòng)化指的是利用計(jì)算機(jī)掌握工廠從接受訂單開始到發(fā)貨結(jié)束之間的所有生產(chǎn)活動(dòng)的信息流，同時(shí)對生產(chǎn)過程中進(jìn)行高度控制和管理的過程。工廠自動(dòng)化可以降低工廠生產(chǎn)活動(dòng)人力資源的使用，提高人力物力的使用效率，而且能降低企業(yè)成本，便于企業(yè)周轉(zhuǎn)資金。另外，工廠自動(dòng)化還能實(shí)現(xiàn)客戶個(gè)性化需求，滿足當(dāng)前的多元化市場的需要。

工廠自動(dòng)化最先是在上世界40年代，人們開始使用控制裝置，代替手工操作，到了50年代在工廠的中央控制室中使用檢測和控制儀表，實(shí)現(xiàn)了對工廠車間的集中控制，但是在這個(gè)階段中主要還是處于單輸入、單輸出的控制系統(tǒng)中。在上世紀(jì)60年代，因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，工廠自動(dòng)化的程度也就大大提高了，各種單元組合儀表的出現(xiàn)，滿足了對自動(dòng)化多功能的需要，適用于更加復(fù)雜的控制系統(tǒng)中，甚至在一些工廠中開始利用計(jì)算機(jī)控制一些大型的設(shè)備，在自動(dòng)化系統(tǒng)中出現(xiàn)了反饋和前饋復(fù)合控制系統(tǒng)。在70—90年代，工廠自動(dòng)化中各種自動(dòng)化儀表的開發(fā)和使用比較普遍，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開展多參數(shù)的綜合控制、利用多臺極端及對整個(gè)生產(chǎn)過程采用分級控制成為這個(gè)階段自動(dòng)化的主要特征。到了二十世紀(jì)，因?yàn)楣S生產(chǎn)過程中對節(jié)能環(huán)保的重視，無線技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)息人技術(shù)、安全技術(shù)、傳感技術(shù)等的使用將工廠自動(dòng)化逐漸推向了工廠綜合自動(dòng)化，將工廠生產(chǎn)、質(zhì)量監(jiān)督、工程管理等都融合在一起，降低工廠運(yùn)行中的成本，提高了工作效率。

二、工廠自動(dòng)化發(fā)展方向

在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，工廠自動(dòng)化也必然要適應(yīng)市場的需要進(jìn)行進(jìn)一步的發(fā)展和改進(jìn)，結(jié)合技術(shù)的發(fā)展和當(dāng)前工廠自動(dòng)化的實(shí)際情況，以及對近年來各種自動(dòng)化論壇的全面回顧，工廠自動(dòng)化發(fā)展的方向有如下幾個(gè)：

1、以信息化推動(dòng)自動(dòng)化

在當(dāng)前工廠運(yùn)行中從車間生產(chǎn)到工廠的管理都實(shí)現(xiàn)考了無縫信息流，現(xiàn)代集成制造將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代制造技術(shù)以及信息技術(shù)等相結(jié)合應(yīng)用在企業(yè)產(chǎn)品的各個(gè)流通階段，將信息和資源不斷優(yōu)化，企業(yè)的物流、價(jià)值流、信息流高度集成，實(shí)現(xiàn)了縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本以及改善生產(chǎn)環(huán)境的作用，使得企業(yè)逐漸開始使用新的管理軟件，例如，ERP系統(tǒng)、MIS軟件、MRP軟件等等，在企業(yè)發(fā)展中為且有的管理層提供更多的信息，讓企業(yè)管理層可以做出準(zhǔn)確的發(fā)展決策。

2、自動(dòng)化技術(shù)和IT技術(shù)的結(jié)合進(jìn)一步加強(qiáng)

在工廠目前的發(fā)展中計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等的深層次的結(jié)合還處在理論和實(shí)驗(yàn)階段，在工廠生產(chǎn)運(yùn)行中并沒有得到全面的使用。但是在未來計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的結(jié)合將會(huì)更加的緊密，各種先進(jìn)的理論成果將會(huì)逐漸在實(shí)踐中得到證實(shí)，模糊控制、多變量控制等發(fā)揮的作用會(huì)越來越明顯。另外在工廠自動(dòng)化中由于自適應(yīng)算法在DCS、PLC控制器中的使用趨勢加快，而且公共數(shù)據(jù)庫、互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)、無限技術(shù)在控制系統(tǒng)中的使用會(huì)使得控制系統(tǒng)逐漸扁平化，對于實(shí)現(xiàn)跨平臺的控制有很大的幫助。

3、DCS、IPC、PLC三種自動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)和滲透

在自動(dòng)化控制領(lǐng)域中最主要的就是DCS、IPC、PLC，他們之間既有很強(qiáng)的競爭性，但是相互之間的融合和滲透也在逐漸進(jìn)行，最終會(huì)導(dǎo)致形成一個(gè)混合型的控制系統(tǒng)，也就是會(huì)形成可變編程自動(dòng)化系統(tǒng)，這也是自動(dòng)化最主要的發(fā)展趨勢之一。這個(gè)混合型的系統(tǒng)主要是可以構(gòu)建一個(gè)集成的開發(fā)系統(tǒng)，滿足不同領(lǐng)域自動(dòng)化集成的需要，對多個(gè)領(lǐng)域具有控制功能，在一個(gè)平臺上能實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同功能應(yīng)用程序的運(yùn)行，甚至還能根據(jù)不同程序的運(yùn)行的需要進(jìn)行有效的資源分配。目前混合型自動(dòng)化控制系統(tǒng)在市面上已經(jīng)開始使用，在未來相信會(huì)有更大的發(fā)展和改進(jìn)。

4、工廠自動(dòng)化向安全化發(fā)展

工廠在運(yùn)行中的安全管理是非常重要的，安全事故的發(fā)生往往會(huì)給工廠生產(chǎn)帶來巨大的影響。鑒于此，在工廠自動(dòng)化中對安全的關(guān)注程度將會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)。目前世界推出的主要標(biāo)準(zhǔn)有EN954-1的類別從0-4等，相對應(yīng)于這些標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品也有很多，例如，Gruard PLC、S7400F/FH等，還有的自動(dòng)化系統(tǒng)裝有專門的安全模塊，轉(zhuǎn)變被動(dòng)的安全維護(hù)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)預(yù)防性的安全維護(hù)。雖然這些安全性措施的使用在一定程度上減少了自動(dòng)化中的安全隱患，但是在未來隨著自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展，安全預(yù)防等級和措施也要進(jìn)一步提高。

5、智能化的運(yùn)動(dòng)控制

對于當(dāng)前工廠生產(chǎn)中的運(yùn)動(dòng)控制已經(jīng)開始逐步向高度智能化發(fā)展，智能化控制系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及視覺系統(tǒng)等正在逐漸形成一個(gè)整體。在運(yùn)動(dòng)控制中新型的驅(qū)動(dòng)器可以對運(yùn)動(dòng)中的故障及時(shí)診斷，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對集成質(zhì)量的控制，對于速度、位置、溫度等都能設(shè)定公差帶，還可以根據(jù)已有的運(yùn)算法則配置復(fù)合參數(shù)。在智能化的運(yùn)動(dòng)控制中還能利用信息技術(shù)向用戶發(fā)送當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和所需要的維護(hù)措施。另外，工廠自動(dòng)化智能運(yùn)動(dòng)控制器中的接線將會(huì)越來越簡單，減少了不兼容問題的出現(xiàn)。

6、人機(jī)界面的人性化

隨著人性化的考慮，在工廠自動(dòng)化控制中人際操作將會(huì)更加方便，操作機(jī)形式多樣，手持式、臺式、PC機(jī)式等全面發(fā)展，在操作界面中將會(huì)為操作人員提供更多的信息，功能的也逐漸強(qiáng)大，人機(jī)界面的系統(tǒng)性將會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)，異構(gòu)系統(tǒng)間的通信服務(wù)和無線通信能力將會(huì)越來越強(qiáng)。

結(jié)論：

隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新理論、新裝置給各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展提供了更大的舞臺，對于工廠企業(yè)來說，當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)還存在一定的缺陷。相關(guān)人員必須了解到自動(dòng)化技術(shù)是不斷發(fā)展的，在實(shí)施自動(dòng)化的過程中不能安于現(xiàn)狀，要不斷創(chuàng)新，對于國內(nèi)外的各種技術(shù)動(dòng)向要有深入的了解，對于一些新產(chǎn)品和新裝置性能要深入研究，對工廠自動(dòng)化技術(shù)的未來發(fā)展做出準(zhǔn)確的預(yù)測，工廠在運(yùn)行的過程中要及時(shí)進(jìn)行技術(shù)儲備工作，這樣才能保證工廠有較高的生產(chǎn)效率，推動(dòng)工廠的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯傳安 我國工業(yè)自動(dòng)化企業(yè)發(fā)展出路探析[J] 企業(yè)技術(shù)開發(fā)， 2011（23）

[2]王術(shù)賀，李廣東 淺析電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J] 黑龍江科技信息，2011（20）

[3]馬巍 淺談電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J] 黑龍江科技信息，2011（26）

[4]楊歡，陳震 WinCC在樹脂砂造型自動(dòng)化生產(chǎn)線信息化改造中的應(yīng)用[J] 電工技術(shù)，2007（02）

[5]李建升 機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化中的運(yùn)動(dòng)控制新技術(shù)[J] 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007（01）