探讨自动化技术及应用

探讨自动化技术及应用

吴素轻

身份证号码：13013319860822xxxx

摘要：自动化是一门综合性的技术，以及控制理论、信息论、系统工程、计算机技术、电子技术、液压气动技术、自动控制等方面有着十分密切的关系，包括控制理论和计算机技术对自动化技术的影响最大。

关键词：自动化；技术；自动控制

一、自动化技术

1、一般自动化技术

所谓自动化技术，指的是人类使用各种技术手段和方法来代替人们完成各种试验、分析、判断和控制工作，具有现实的期望、功能。自动化技术是一项综合性技术，工业机器人是制造业自动化技术应用的典型实例。自动化系统通常由多个环节组成，可以实现信息的获取、信息的传递、信息的转换、信息的处理和信息的执行。最后实现了自动操作的目标。类似于自动化技术专业：机械设计与制造、材料成型及控制工程、工业设计、过程装备与控制工程、车辆工程、机械工程及自动化、机械电子工程、机械工程、车辆保险理赔和汽车服务类专业。日本公司在1970首次提出机电一体化的概念，当时他们称机电一体化，它结合了机械、电气和电子技术。随着计算机技术的迅速发展和广泛应用，随着中国电力工业的影响和对变电站及电网的影响深远的电气自动化系统先进稳定的发展，机电一体化技术得到了前所未有的发展，成为一种综合的计算机和信息技术、自动控制技术、传感器技术、伺服驱动技术和机械跨系统的技术，现在是光机电一体化技术（光机电一体化）（机电一体化）（Optomechatronics）方向发展，应用范围越来越广。

自动化技术具体包括以下内容：

（1）机械技术。机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。

（2）计算机与信息技术。其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

（3）系统技术。系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。

（4）自动控制技术。其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

（5）传感检测技术。传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。

（6）伺服传动技术。包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

2、机器人技术

美国，是机器人的诞生地，早在1962年就研制出世界上第一台工业机器人，比起号称“机器人王国”的日本起步至少要早五六年。经过30多年的发展，美国现已成为世界上的机器人强国之一，基础雄厚，技术先进。综观它的发展史，道路是曲折的，不平坦的。由于美国政府从60年代到70年代中的十几年期间，并没有把工业机器人列入重点发展项目，只是在几所大学和少数公司开展了一些研究工作。对于企业来说，在只看到眼前利益，政府又无财政支持的情况下，宁愿错过良机，固守在使用刚性自动化装置上，也不愿冒着风险，去应用或制造机器人。加上，当时美国失业率高达6.65%，政府担心发展机器人会造成更多人失业，因此不予投资，也不组织研制机器人，这不能不说是美国政府的战略决策错误。70年代后期，美国政府和企业界虽有所重视，但在技术路线上仍把重点放在研究机器人软件及军事、宇宙、海洋、核工程等特殊领域的高级机器人的开发上，致使日本的工业机器人后来居上，并在工业生产的应用上及机器人制造业上很快超过了美国，产品在国际市场上形成了较强的竞争力。进入80年代之后，美国才感到形势紧迫，政府和企业界才对机器人真正重视起来，政策上也有所体现，一方面鼓励工业界发展和应用机器人，另一方面制订计划、提高投资，增加机器人的研究经费，把机器人看成美国再次工业化的特征，使美国的机器人迅速发展。80年代中后期，随着各大厂家应用机器人的技术日臻成熟，第一代机器人的技术性能越来越满足不了实际需要，美国开始生产带有视觉、力觉的第二代机器人，并很快占领了美国60%的机器人市场。尽管美国在机器人发展史上走过一条重视理论研究，忽视应用开发研究的曲折道路，但是美国的机器人技术在国际上仍一直处于领先地位。其技术全面、先进，适应性也很强。具体表现在：性能可靠，功能全面，精确度高；机器人语言研究发展较快，语言类型多、应用广，水平高居世界之首；智能技术发展快，其视觉、触觉等人工智能技术已在航天、汽车工业中广泛应用；高智能、高难度的军用机器人、太空机器人等发展迅速，主要用于扫雷、布雷、侦察、站岗及太空探测方面。英国，早在1966年，美国Unimation公司的尤尼曼特机器人和AMF公司的沃莎特兰机器人就已经率先进入英国市场。1967年英国的两家大机械公司还特地为美国这两家机器人公司在英国推销机器人。接着，英国HallAutomation公司研制出自己的机器人RAMP。对工业机器人实行了限制发展的严厉措施，因而机器人工业一蹶不振，在西欧差不多居于末位。

二、应用

工业自动化是自动化技术应用的重要方向之一。其使用的具体方面是：

计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）、综合办公自动化（OA）（如访问控制系统、信息技术审计）、过程控制和自动化、仪器仪表和人工智能技术。

自动化技术促进工业生产的迅速发展，特别是在石油、化工、冶金、轻工等行业，由于采用自动化仪表和控制装置，促进了连续生产过程自动化的发展，大大提高了劳动生产率。用自动化装置管理化工生产过程的方法称为化学自动化。工业环境给工业带来了许多新的问题，如产业结构优化、竞争力提升和创新能力、制造业的绿色和智能……等等，特别是举办的“十八”事件，在新的形势下，强调将“创新”、“绿色”等词为创新和产业升级的紧迫性和必要性的行业发展趋势，人均GDP等“硬”指标的单位能耗也成为时间下一期试验的中国制造业的发展。

正是在这样的背景下，制造业的自动化技术已经越来越重要，除了其固有的控制和监控功能，自动化技术也成为了提高能源效率的工具，提高生产管理水平，在各个分支领域的技术应用不断深化。

三、自动化技术的发展

古代有一种自动化程度不同的装置。在古代中国，指南车钟，木牛流马漏壶，欧洲和一些手动机械装置，不体现人的智慧，多少都带有一些“自动”。但是，一种自动装置，旨在取代或增强人的智能功能，从而使自动实现预定的目标在不确定的条件下，首先应该是离心调速器在蒸汽机发明瓦特。它有意识地使用反馈原理，以便在不确定的情况下达到预期目标的自动装置，首先可以是瓦特蒸汽机上的离心调速器。在锅炉压力和负荷变化的情况下，有意识地采用反馈原理，使其速度保持在一定范围内。

参考文献：

[1]陈心颖.全面打造电大专科和高职学学生职业指导能力.山东电大学，2004（1）