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自動消化裝置廠家

發布時間:2022-05-10 02:10:04

① 自動控制技術全國及世界現狀及發展趨勢

工業控制自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術,對工業生產過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策,達到增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術,主要包括工業自動化軟體、硬體和系統三大部分。

工業控制自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術,對工業生產過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策,達到增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術,主要包括工業自動化軟體、硬體和系統三大部分。工業控制自動化技術作為20世紀現代製造領域中最重要的技術之一,主要解決生產效率與一致性問題。雖然自動化系統本身並不直接創造效益,但它對企業生產過程有明顯的提升作用。

我國工業控制自動化的發展道路,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。目前我國工業控制自動化技術、產業和應用都有了很大的發展,我國工業計算機系統行業已經形成。目前,工業控制自動化技術正在向智能化、網路化和集成化方向發展。

一、 以工業PC為基礎的低成本工業控制自動化將成為主流

眾所周知,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。全球市場導致競爭空前激烈,促使企業必須加快新產品投放市場時間(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.。雖然計算機集成製造系統
(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「在正確的時間,將正確的信息以正確的方式傳給正確的人,以便作出正確的決策」,即「五個正確」。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,很難為大多數中小企業所採用。在我國,中小型企業以及准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,其硬體、系統軟體和應用軟體的價格之高令眾多企業望而卻步。

20世紀90年代以來,由於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、控制網路組成的PC-based的自動化系統得到了迅速普及,成為實現低成本工業自動化的重要途徑。我國重慶鋼鐵公司這樣的大企業的幾乎全部大型加熱爐,也拆除了原來DCS或單迴路數字式調節器,而改用工業PC來組成控制系統,並採用模糊控制演算法,獲得了良好效果。

由於基於PC的控制器被證明可以像PLC一樣可靠,並且被操作和維護人員接受,所以,一個接一個的製造商至少在部分生產中正在採用PC控制方案。基於PC的控制系統易於安裝和使用,有高級的診斷功能,為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。由於可編程式控制制器(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,他們現在也加入到了PC控制「浪潮」中。

近年來,工業PC在我國得到了異常迅速的發展。從世界范圍來看,工業PC主要包含兩種類型:IPC工控機和CompactPCI工控機以及它們的變形機,如AT96匯流排工控機等。由於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,將逐漸退出該領域,取而代之的將是 CompactPCI-based工控機,而IPC將占據管理自動化層。國家於2001年設立了「以工業控制計算機為基礎的開放式控制系統產業化」工業自動化重大專項,目標就是發展具有自主知識產權的PC-based控制系統,在3(5年內,佔領30%(50%的國內市場,並實現產業化。

幾年前,當「軟PLC」出現時,業界曾認為工業PC將會取代PLC。然而,時至今日工業PC並沒有代替PLC,主要有兩個原因:一個是系統集成原因;另一個是軟體操作系統Windows NT的原因。一個成功的PC-based控制系統要具備兩點:一是所有工作要由一個平台上的軟體完成;二是向客戶提供所需要的所有東西。可以預見,工業PC與PLC的競爭將主要在高端應用上,其數據復雜且設備集成度高。工業PC不可能與低價的微型PLC競爭,這也是PLC市場增長最快的一部分。從發展趨勢看,控制系統的將來很可能存在於工業PC 和 PLC之間,這些融合的跡象已經出現。

和PLC一樣,工業PC市場在過去的兩年裡保持平穩。與PLC相比,工業PC軟體很便宜。據Frost & Sullivan公司估計,全世界每年7億美元工業PC市場里,大約8500萬美元為控制軟體,一億美元為操作系統。到2007年會翻一番,工業PC市場變得非常可觀。

二、 PLC在向微型化、網路化、PC化和開放性方向發展

長期以來,PLC始終處於工業控制自動化領域的主戰場,為各種各樣的自動化控制設備提供非常可靠的控制方案,與DCS和工業PC形成了三足鼎立之勢。同時,PLC也承受著來自其它技術產品的沖擊,尤其是工業PC所帶來的沖擊。

目前,全世界PLC生產廠家約200家,生產300多種產品。國內PLC市場仍以國外產品為主,如Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE的產品。經過多年的發展,國內PLC生產廠家約有三十家,但都沒有形成頗具規模的生產能力和名牌產品,可以說PLC在我國尚未形成製造產業化。在PLC應用方面,我國是很活躍的,應用的行業也很廣。專家估計,2000年PLC的國內市場銷量為15(20萬套(其中進口佔90%左右),約25(35億元人民幣,年增長率約為12%。預計到2005年全國PLC需求量將達到25萬套左右,約35(45億元人民幣。

PLC市場也反映了全世界製造業的狀況,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市場將會復甦,估計全球PLC市場在2000年為76億美元,到2005年底將回到76億美元,並繼續略微增長。

微型化、網路化、PC化和開放性是PLC未來發展的主要方向。在基於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(小於32 I/O)已經出現,價格只有幾百歐元。隨著軟PLC(Soft PLC)控制組態軟體的進一步完善和發展,安裝有軟PLC組態軟體和PC-based控制的市場份額將逐步得到增長。

當前,過程式控制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。現在越來越多的PLC供應商開始提供Ethernet介面。可以相信,PLC將繼續向開放式控制系統方向轉移,尤其是基於工業PC的控制系統。

三、 面向測控管一體化設計的DCS系統

集散控制系統DCS(Distributed Control System)問世於1975年,生產廠家主要集中在美、日、德等國。我國從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,我國主要行業(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,開始了研製國產化DCS的技術攻關。

近10年,特別是「九五」以來,我國DCS系統研發和生產發展很快,崛起了一批優秀企業,如北京和利時公司、上海新華公司、浙大中控公司、浙江威盛公司、航天測控公司、電科院以及北京康拓集團等。這批企業研製生產的DCS系統,不僅品種數量大幅度增加,而且產品技術水平已經達到或接近國際先進水平。在2001年全國應用的4426套DCS系統中,國產DCS系統為1486套,佔35%。短短幾年,國外DCS系統在我國一統天下的局面從此不再出現。這些專業化公司不僅占據了一定的市場份額,積累了發展的資本和技術,同時使得國外引進的DCS系統價格也大幅度下降,為我國自動化推廣事業做出了貢獻。與此同時,國產DCS系統的出口也在逐年增長。

雖然國產DCS的發展取得了長足進步,但國外DCS產品在國內市場中佔有率還較高,其中主要是Honeywell和橫河公司的產品。我國DCS的市場年增長率約為20%,年市場額約為30(35億元。由於近5年內DCS在石化行業大型自控裝置中沒有可替代產品,所以其市場增長率不會下降。據統計,到2005年,我國石化行業有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。所以,今後5年內DCS作為自動化儀錶行業主要產品的地位不會動搖。

根據中國儀器儀錶行業協會公布的調查數據顯示,2002年我國DCS市場狀況如下:

小型化、多樣化、PC化和開放性是未來DCS發展的主要方向。目前小型DCS所佔有的市場,已逐步與PLC、工業PC、FCS共享。今後小型DCS可能首先與這三種系統融合,而且「軟DCS」技術將首先在小型DCS中得到發展。PC-based控制將更加廣泛地應用於中小規模的過程式控制制,各DCS廠商也將紛紛推出基於工業PC的小型DCS系統。開放性的DCS系統將同時向上和向下雙向延伸,使來自生產過程的現場數據在整個企業內部自由流動,實現信息技術與控制技術的無縫連接,向測控管一體化方向發展。

四、 控制系統正在向現場匯流排(FCS)方向發展

由於3C(Computer、Control、Communication)技術的發展,過程式控制制系統將由DCS發展到FCS(Fieldbus Control System)。FCS可以將PID控制徹底分散到現場設備(Field Device)中。基於現場匯流排的FCS又是全分散、全數字化、全開放和可互操作的新一代生產過程自動化系統,它將取代現場一對一的4(20mA模擬信號線,給傳統的工業自動化控制系統體系結構帶來革命性的變化。

根據IEC61158的定義,現場匯流排是安裝在製造或過程區域的現場裝置與控制室內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路。現場匯流排使測控設備具備了數字計算和數字通信能力,提高了信號的測量、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工作組於1984年開始致力於推出世界上單一的現場匯流排標准工作,走過了16年的艱難歷程,於1993年推出了IEC61158-2,之後的標准制定就陷於混亂。2000年初公布的IEC61158現場匯流排國際標准子集有八種,分別為:

類型1 IEC技術報告(FFH1);
類型2 Control-NET(美國Rockwell公司支持);
類型3 Profibus(德國Siemens公司支持);
類型4 P-NET(丹麥Process Data公司支持);
類型5 FFHSE(原FFH2)高速乙太網(美國Fisher Rosemount公司支持);
類型6 Swift-Net(美國波音公司支持);
類型7 WorldFIP(法國Alsto公司支持);
類型8 Interbus(美國Phoenix Contact公司支持)。

除了IEC61158的8種現場匯流排外,IEC TC17B通過了三種匯流排標准:SDS(Smart Distributed System);ASI(Actuator Sensor Interface);Device NET。另外,ISO公布了ISO 11898 CAN標准。其中Device NET於2002年10月8日被中國批准為國家標准,並於2003年4月1日開始實施。

目前在各種現場匯流排的競爭中,以Ethernet為代表的COTS(Commercial-Off-The-Shelf)通信技術正成為現場匯流排發展中新的亮點。其關注的焦點主要集中在兩個方面:

(1) 能否出現全世界統一的現場匯流排標准;
(2) 現場匯流排系統能否全面取代現時風靡世界的DCS系統。

採用現場匯流排技術構造低成本的現場匯流排控制系統,促進現場儀表的智能化、控制功能分散化、控制系統開放化,符合工業控制系統的技術發展趨勢。國家在「九五」期間為了加快現場匯流排技術在我國的發展,重點放在智能化儀表和現場匯流排技術的開發和工程化上,補充和完善工藝設備、開發裝置和測試裝置,建立智能化儀表和開發自動化系統的生產基地,形成適度規模經濟。2000年,「九五」國家科技攻關計劃「新一代全分布式控制系統研究與開發」和「現場匯流排智能儀表研究開發」兩個項目相繼完成。這兩個項目以及先期完成的「現場匯流排控制系統的開發」項目,針對國際上已經出現的多種現場匯流排協議並存的局面,重點選擇了HART協議和FF協議現場匯流排技術攻關。

總之,計算機控制系統的發展在經歷了基地式氣動儀表控制系統、電動單元組合式模擬儀表控制系統、集中式數字控制系統以及集散控制系統(DCS)後,將朝著現場匯流排控制系統(FCS)的方向發展。雖然以現場匯流排為基礎的FCS發展很快,但FCS發展還有很多工作要做,如統一標准、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、工業乙太網、先進控制等新技術的FCS將具有強大的生命力。工業乙太網以及現場匯流排技術作為一種靈活、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,並將在控制領域中佔有更加重要的地位。

五、儀器儀表技術在向數字化、智能化、網路化、微型化方向發展

經過五十年的發展,我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產、科研、營銷體系。現有各類儀器儀表企業6000餘家,年銷售額約1000億元,成為亞洲除日本之外第二大儀器儀表生產國。據海關統計,除去隨成套工程項目配套引進的儀器儀表不計,去年進口各類儀器儀表近60億美元,約占我國儀器儀表工業總產值的50%。但目前我國儀器儀錶行業產品大多屬於中低檔水平,隨著國際上數字化、智能化、網路化、微型化的產品逐漸成為主流,差距還將進一步加大。目前,我國高檔、大型儀器設備大多依賴進口。中檔產品以及許多關鍵零部件,國外產品佔有我國市場60%以上的份額,而國產分析儀器佔全球市場不到千分之二的份額。

2001年3月,第九屆全國人大四次會議批準的「十五」計劃綱要首次提出「把發展數控機床,儀器儀表和基礎零部件放到重要位置,努力提高質量和技術水平」。2001年8月,國家計委把儀器儀表明確列為國民經濟重要技術裝備,國家經貿委制定並公布的儀器儀錶行業 「十五」規劃,確立了6項高技術產業化項目:

1. 基於現場匯流排技術的全開放分散控制系統及智能儀表;
2. 新型感測器;
3. 智能化工業控制部件與執行機構;
4. 環境與污染源監測儀器及自動監測系統;
5. 城市污水處理利用成套工藝設備中的儀表自動化控制系統;
6. 煉鋼轉爐煤氣凈化回轉成套裝置中的儀表自動化控制系統。

根據儀器儀錶行業的預測,「十五」期間我國儀器儀表市場大致是:2002年1628億,2003年1790億,2004年1969億,2005年2165億。五年間,平均年市場容量為1806億(相當於220億美元),其中工業自動化儀表和控制系統佔41%、科學測試儀器佔25%、醫療儀器佔17%、其它佔17%,平均年增長率將不會低於10%。

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,產生智能儀器儀表;
* 測控設備的PC化,虛擬儀器技術將迅速發展;
* 儀器儀表網路化,產生網路儀器與遠程測控系統。

幾點建議:
* 開發具有自主知識產權的產品,掌握核心技術。
* 加強儀器儀錶行業的系統集成能力。
* 進一步拓展儀器儀表的應用領域。

六、 數控技術向智能化、開放性、網路化、信息化發展

從1952年美國麻省理工學院研製出第一台試驗性數控系統,到現在已走過了51年的歷程。近10年來,隨著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。目前正朝著標准化開放體系結構的方向前進。就結構形式而言,當今世界上的數控系統大致可分為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。

我國數控系統的開發與生產,通過「七五」引進、消化、吸收,「八五」攻關和「九五」產業化,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、生產基地,培養了一批數控人才,初步形成了自己的數控產業,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,產品的性能和可靠性有了較大的提高,逐漸被用戶認可。

國外數控系統技術發展的總體發展趨勢是:
* 新一代數控系統向PC化和開放式體系結構方向發展;
* 驅動裝置向交流、數字化方向發展;
* 增強通信功能,向網路化發展;
* 數控系統在控制性能上向智能化發展。

進入21世紀,人類社會將逐步進入知識經濟時代,知識將成為科技和生產發展的資本與動力,而機床工業,作為機器製造業、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,也將更加鮮明突出。

近年來,我國數控機床一直保持兩位數增長。2001年,我國機床工業產值已進入世界第5名,機床消費額在世界排名上升到第3位,達47.39億美元,僅次於美國的53.67億美元。2002年產值達260億元,產量居世界第4。但與發達國家相比,我國機床數控化率還不高,目前生產產值數控化率還不到30%;消費值數控化率還不到50%,而發達國家大多在70%左右。由於國產數控機床不能滿足市場的需求,高檔次的數控機床及配套部件只能靠進口,使我國機床的進口額呈逐年上升態勢,2001年進口機床躍升至世界第2位,達24.06億美元,比上年增長27.3%。

智能化、開放性、網路化、信息化成為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、網路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,機械加工向虛擬製造的方向發展。
* 信息技術(IT)與機床的結合,機電一體化先進機床將得到發展。
* 納米技術將形成新發展潮流,並將有新的突破。
* 節能環保機床將加速發展,佔領廣大市場。

七、 工業控制網路將向有線和無線相結合方向發展

自從1977年第一個民用網系統ARCnet投入運行以來,有線區域網以其廣泛的適用性和技術價格方面的優勢,獲得了成功並得到了迅速發展。然而,在工業現場,一些工業環境禁止、限制使用電纜或很難使用電纜,有線區域網很難發揮作用,因此無線區域網技術得到了發展和應用。隨著微電子技術的不斷發展,無線區域網技術將在工業控制網路中發揮越來越大的作用。

無線區域網(Wireless LAN)技術可以非常便捷地以無線方式連接網路設備,人們可隨時、隨地、隨意地訪問網路資源,是現代數據通信系統發展的重要方向。無線區域網可以在不採用網路電纜線的情況下,提供乙太網互聯功能。在推動網路技術發展的同時,無線區域網也在改變著人們的生活方式。無線網通信協議通常採用IEEE802.3和802.11。802.3用於點對點方式,802.11用於一點對多點方式。無線區域網可以在普通區域網基礎上通過無線Hub、無線接入站(AP)、無線網橋、無線Modem及無線網卡等來實現,以無線網卡使用最為普遍。無線區域網的未來的研究方向主要集中在安全性、移動漫遊、網路管理以及與3G等其它移動通信系統之間的關系等問題上。

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路,通常這些設備提供的通信介面是RS-232或RS-485。無線區域網設備使用隔離型信號轉換器,將工業設備的RS-232串口信號與無線區域網及乙太網絡信號相互轉換,符合無線區域網IEEE 802.11b和乙太網絡IEEE 802.3標准,支持標準的TCP/IP網路通信協議,有效的擴展了工業設備的聯網通信能力。

計算機網路技術、無線技術以及智能感測器技術的結合,產生了「基於無線技術的網路化智能感測器」的全新概念。這種基於無線技術的網路化智能感測器使得工業現場的數據能夠通過無線鏈路直接在網路上傳輸、發布和共享。無線區域網技術能夠在工廠環境下,為各種智能現場設備、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路拓撲結構,在一些特殊環境下有效地彌補了有線網路的不足,進一步完善了工業控制網路的通信性能。

八、工業控制軟體正向先進控制方向發展

自20世紀80年代初期誕生至今,工業控制軟體已有20年的發展歷史。工業控制軟體作為一種應用軟體,是隨著PC機的興起而不斷發展的。工業控制軟體主要包括人機界面軟體(HMI),基於PC的控制軟體以及生產管理軟體等。目前,我國已開發出一批具有自主知識產權的實時監控軟體平台、先進控制軟體、過程優化控制軟體等成套應用軟體,工程化、產品化有了一定突破,打破了國外同類應用軟體的壟斷格局。通過在化工、石化、造紙等行業的數百個企業(裝置)中應用,促進了企業的技術改造,提高了生產過程式控制制水平和產品質量,為企業創造了明顯的經濟效益。2000年,「九五」國家科技攻關計劃項目「大型骨幹石化生產系統控制及計算機應用技術」通過了驗收。

作為工控軟體的一個重要組成部分,國內人機界面組態軟體研製方面近幾年取得了較大進展,軟體和硬體相結合,為企業測、控、管一體化提供了比較完整的解決方案。在此基礎上,工業控制軟體將從人機界面和基本策略組態向先進控制方向發展。

先進過程式控制制APC(Advanced Process Control)目前還沒有嚴格而統一的定義。一般將基於數學模型而又必須用計算機來實現的控制演算法,統稱為先進過程式控制制策略。如:
* 自適應控制;
* 預測控制;
* 魯棒控制;
* 智能控制(專家系統、模糊控制、神經網路)等。

由於先進控制和優化軟體可以創造巨大的經濟效益,因此這些軟體也身價倍增。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體產品,在世界范圍內形成了一個強大的流程工業應用軟體產業。因此,開發我國具有自主知識產權的先進控制和優化軟體,打破外國產品的壟斷,替代進口,具有十分重要的意義。

在未來,工業控制軟體將繼續向標准化、網路化、智能化和開放性發展方向。

結束語

工業信息化是指在工業生產、管理、經營過程中,通過信息基礎設施,在集成平台上,實現信息的採集、信息的傳輸、信息的處理以及信息的綜合利用等。在「十五」期間,國家用信息化帶動工業化的工作重點有三個方面:一是以電子信息技術應用為重點,提高傳統產業生產過程自動化、控制智能化和管理信息化水平;二是以先進製造技術應用為重點,推進製造業領域的優質高效生產,振興裝備製造業;三是改造提升重點產業的關鍵技術、共性技術及其相關配套技術水平、工藝和裝備水平。國家實施高技術產業化的主要目標有兩個:一是發展高技術,形成新興產業,培育新的增長點;二是利用先進技術改造和優化傳統產業,提高經濟增長的質量。

由於大力發展工業自動化是加快傳統產業改造提升、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,國家將繼續通過實施一系列工業過程自動化高技術產業化專項,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,實現產業化,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。

② 自動化立體倉庫應用存在的問題及解決措施畢業論文

中國立體倉庫的前進
一、背景介紹

立體倉庫的產生和發展是第二次世界大戰之後生產和技術發展的結果。50年代初,afe59b9ee7ad美國出現了採用橋式堆垛起重機的立體倉庫;50年代末60年代初出現了司機操作的巷道式堆垛起重機立體倉庫;1963年美國率先在高架倉庫中採用計算機控制技術,建立了第一座計算機控制的立體倉庫。此後,自動化立體倉庫在美國和歐洲得到迅速發展,並形成了專門的學科。60年代中期,日本開始興建立體倉庫,並且發展速度越來越快,成為當今世界上擁有自動化立體倉庫最多的國家之一。

我國對立體倉庫及其物料搬運設備的研製開始並不晚,1963年研製成第一台橋式堆垛起重機(機械部北京起重運輸機械研究所),1973年開始研製我國第一座由計算機控制的自動化立體倉庫(高15米,機械部起重所負責),該庫1980年投入運行。到2003年為止,我國自動化立體倉庫數量已超過200座。立體倉庫由於具有很高的空間利用率、很強的入出庫能力、採用計算機進行控制管理而利於企業實施現代化管理等特點,已成為企業物流和生產管理不可缺少的倉儲技術,越來越受到企業的重視。隨著科學技術、信息技術、自動化生產技術及商品化經濟的迅速發展, 生產中所需原材料、半成品、成品及流通環節中的各種物料的搬運、儲存、配送及相應的信息已經不是一個孤立的事物。事實上, 從製造資源計劃(MRPⅡ)到企業資源計劃(ERP)的發展過程中, 物流的各個環節已完成其集成化過程。自動化倉儲、物流及信息流已成為組織生產、連接生產、銷售、管理各網路中的關鍵節點, 並且作為降低物流費用的重要手段在國民經濟中起著越來越重要的作用。我國第一座全自動化立體倉庫──北京汽車製造廠自動化立體庫, 是北京起重運輸機械研究所研製生產的。20世紀80年代, 自動化立體庫在我國得到應用後, 在20世紀90年代得到迅速發展和廣泛應用。二十多年來, 北京起重所設計製造了各種形式的自動化立體倉庫100餘套, 產品廣泛應用於機械、冶金、化工、醫葯、軍工、食品、運輸和電子等行業, 領導和推進了我國物流技術的發展和應用。2000年,北京起重所又完成了我國迄今國產規模最大、技術水平最高的大型全自動化立體庫侖庫──聯想電腦公司集成化物流系統。聯想公司物流系統集成了當前國際上最新的立體倉庫技術, 全系統採用了約30餘項新技術。巷道堆垛機是立體倉庫系統的關鍵設備之一, 其中的運行調速技術、激光測距技術、貨叉調速技術、起升機構的認址技術, 變截面立柱技術等10餘種新技術均為我國的最新研究應用成果或國際先進技術。輸送機設備採用了組合式結構、懸臂式升降台等多項新技術和托盤自動收集技術。分配車在運行調整、認址等方面均採用了最新的研究成果。雙車避讓技術的採用使分配車達到了比設計要求更高的能力。貨架結構採用有限元分析。表面處理採用表面噴塑新工藝, 美觀耐用。控制系統採用了PROFIBUS現場匯流排控制技術, 與R/3系統的高度集成體現了該立體倉庫系統在與大型信息系統集成方面取得的突破成績。聯想公司自動化物流系統是我國自行研製的具有國際先進水平的物, 該系統的成功運行標志著我國物流自動化技術水平又上一個新台階。

二、技術現狀

一個比較完善的自動化立體倉庫系統主要包括:
(1)貨物的存放、周轉—高層貨架及托盤、貨箱;
(2)入、出庫作業—堆垛起重機;
(3)入、出庫分配系統—輥式、鏈式輸送機、分配車、升降機等;
(4)自控系統—包括由計算機控制的入、出庫設備、分配系統以及各種檢測、保險機構的全部電控裝置;
(5)計算機管理系統—倉庫的賬目管理、數據分析、合理管理貨位、設備運行又庫存情況的狀態顯示等。管理系統與控制系統聯網。
(6)入、出庫頻率不高的立體庫幾個巷道可共用一台堆垛機,此時應配備堆垛機轉軌設備(如轉軌車)。

我國自動化立體倉庫各主要設備的技術現狀大致如下:

1.高層貨架及托盤、貨箱

高層貨架是自動化立體倉庫的主體結構部分。一般是鋼結構採用焊接或組裝而成。每排貨架分若干列、層單元貨格,每貨格中一般存放1--3個托盤(貨箱)。目前國內製造的高層貨架一般在20米以下,以10--15米居多。貨架所用型鋼,焊接式貨架多採用熱軋型鋼。組裝式貨架多採用薄型冷軋型鋼。焊接式結構牢固、耐用,但笨重。組裝式外形美觀,拆裝性能好,運輸方便。因冷軋薄壁鋼截面力學性能好,因此重量輕省鋼材,降低成本,潛力很大。如接插部件設十分合理亦很牢固.是高層貨架的發展方向。貨架結構型式設計一般是當托盤(貨箱對泛寸較大時採用牛腿式結構,每貨格存放一個托盤(貨箱)。托盤尺寸較小時採用橫梁式結構。每貨格可存放1-3個托盤(貨箱)單元。目前橫梁式貨架結構的使用用戶多於牛腿式.並有進一步增加趨勢。托盤(貨箱)目前使用較多的是鋼結構或鋼木結構,但隨著輕型塑料工業和注塑技術的發展.塑料托盤(貨箱)以其美觀、耐腐蝕、重量輕等優點,在較小尺寸及重量的托盤(貨箱)中將占重要地位。

2.堆垛起重機

堆垛機是自動化立體倉庫中存、取貨物作業的主要執行設備。它在貨架的巷道中可承載貨物水平運行、升降、左右伸叉,完成入庫、出庫、倒庫等各種作業功能。為使堆垛機認址准確。水平、垂直、伸叉運動均設置正常運行速度和慢速兩種以上速度(或用變頻無級調速).以減少停車時沖擊.並能准確到位,達到水平運行士lOmm、垂直升降士lOmm,左右伸叉士5mm的停准精度要求。堆垛機設置貨位和載貨台虛實檢測裝置,防止由於控制(或管理)失誤,在貨位已被佔用的情況下重復入庫造成事故。堆垛機設置原位及停准指示.如因慣性或其它原因未停准,堆垛機將按照PC;程序控制自動「糾偏』。此外,堆垛機還設置運行、起止的終端限速、限位開關,並在最終端設機械車擋.防止堆垛機各機構運行超過極限位置。為確保帶司機室的堆垛機司機和貨物的安全,載貨台設斷繩保護裝置或限速防墜裝置。堆垛機電器系統還設有常規的電器互鎖,失壓保護、零位保護、過載保護等功能目前堆垛機各機構運行速度為:水平運行80m/min:升降10-16m/min:貨叉8-15m/min。

3.人出庫分配系統

在自動控制的立體倉庫中。入、出庫分配系統按照計算機指令將入庫貨物分配至某一巷道口,再由該巷道堆垛機按照指令送到指定的排、列、層貨位。出庫時按照相反方向輸出。在貨物的入口處可設置稱重裝置。超高、超寬尺寸檢測裝置使進入庫區的貨物不會出現超載超重或超尺寸引發事故。

目前輸送貨物大多根據貨物、托盤或貨箱的結構、重量確定用輥式或鏈式輸送機。輸送貨物的交叉路口處往往使用升降機解決高差問題。另外,應設一個輸送通道,使重量、尺寸不合格的貨物(托盤)輸送到指定點整理後再進入庫區。也可用於揀選入、出庫時(散件入、出庫),將單元貨物送入該處,揀選後返回。 當入、出庫頻率要求不高時,可考慮幾個巷道共用一台堆垛機。此時應配備轉軌車或其它轉軌設備。以便使堆垛機轉入另一巷道。

4.自控系統

庫區全部可運行設備,如堆垛機、輸送機、升降機、分配車、轉軌車等,以及這些設備的運行保障系統,均應由計算機統一程序控制。控制系統有對機、電及其它故障的報警及診斷顯示功能。並對某些報警可自行處理。各設備運行實現自動銜接,動作可靠。一般選用高質量的可編程式控制制器(PC)。為確保各機構運行平穩可靠、認址准確,亦應選用高質量的變頻器、光電元件及其它優質控制元件。

5.計算機管理系統

計算機管理系統應能對全部貨位和全部庫存貨物完成以下主要管理功能:
(1)按照要求實現貨物的先進先出、某巷道優先、均勻分布等管理功能,進行入、出庫貨位管理;
(2)按照貨位和貨物品種盤庫、查詢;
(3)列印各種統計報表;
(4)庫存情況分析;
(5)修改數據文件各項內容。

管理機可選用486,586各檔微機,能與下級監控、控制機實現聯機通信。通信方式可採用電纜或封閉型安全滑線,最好採用紅外線信號傳輸系統。安裝簡便,傳輸可靠壽命長。根據需要可在庫區顯要位置和機房內設置設備運行和作業目標的數字、文字或圖形模擬顯示裝置以便監控全部作業過程。

綜上所述我國立體倉庫行業已形成一定規模和開發能力日前立庫市場的主流是:單機自動控制、變頻調速運行機構(因水平運行和貨又伸縮不能同時動作。可使用同一變頻器)、封閉滑觸線供電、載重量600公斤以下,高度10-15米的堆垛機.配以冷軋薄壁型鋼組合式貨架,入、出庫輸送機或手推車。可配備一個管理機負責庫房賬目管理的立體倉庫。但與發達國家相比還有很大差距

目前,美、日等發達國家立庫高度已達幾十米。建庫數均達數千座。堆垛機運行速度超過100m/min,具有形式繁多的入、出庫物流分配系統和安全保障系統。立庫設備的形式根據用途多種多樣。重力式貨架已在成功使用,而國內基本上還是空白。

三、發展好於預期

1.市場發展情況

據不完全統計,截止到2006年底,全國自動化立體庫的保有量已超過500座。2006年建設的自動化立體庫在80座以上,主要集中在機械製造、汽車、煙草、食品加工、服裝生產、醫葯生產及流通等行業,與2005年相比,整個市場有了很大發展。主要表現在:
(1) 煙草行業建設的自動化立體庫數量有所下降,新建立體庫約10座。目前,煙草製造行業還有上一輪全面技改項目中部分尚未完成的項目。煙草銷售企業多採用簡易平庫或叉車立體庫,基本不採用自動化立體庫。如希望煙草行業出現大的市場需求,則要等待煙草製造、經銷企業的進一步升級改造和設備更新換代;
(2)醫葯行業:醫葯生產企業對自動化立體庫的需求依然穩定,2006年建設的自動化立體庫為1020座,像三九制葯、揚子江制葯等企業隨著生產規模的擴大都建設了自動化立體庫。在GSP認證的推動下,醫葯經銷企業對自動化立體庫的需求依然很大,2006年新建自動化立體倉庫超過10座;
(3)機械行業中的一些標准件、緊固件生產企業、閥門、水泵製造企業紛紛建設自動化立體庫;
(4)汽車生產企業雖然在車身及配套件存儲方面均採用了自動化立體庫,但基本採用國外產品,每年汽車行業新建自動化立體庫在10-20座之間;
(5)伊利、蒙牛等大型乳品企業建設自動化立體庫的熱情高漲,2006年該行業建設的自動化立體庫超過15座,而且普遍規模較大,2007年規劃建設的項目還很多,其中包含一定數量的冷凍庫;
(6)雖然家電製造業對自動化立體庫的需求依然不旺,但家電銷售企業如蘇寧等企業紛紛建設自動化物流配送中心,擴大了自動化立體庫的市場;
(7)2006年服裝行業巨頭雅戈爾公司率先建設了服飾自動化物流中心,其中包含1座自動化立體庫。隨著使用效果的凸顯和企業間的傳播,其他企業必然效仿,該行業孕育著巨大的市場;
(8)軍隊自動化立體倉庫建設速度加快,近兩年全軍列入建設計劃的自動化立體庫有幾十座,各供應廠商格外重視該市場領域,今後的競爭將日趨激烈。

2.技術和產品發展情況

面向冷飲生產企業、工作溫度在一20℃以下的自動化立體庫在國內有一定需求,目前國內供應商還不能提供完全符合要求的解決方案和相關產品,只是簡單置換為適用於低溫條件的元器件,或者採取一些局部加熱保溫措施,勉強滿足用戶使用要求,但效果不理想,急需供應商攻關研究,從總體設計和設備研製上全面著手,提供適合行業需要的整體解決方案。

3.供應商發展情況

行業企業總體數量變化不大,除有個別企業經營不善淡出市場外,也有幾家國外廠家加入國內市場競爭,同時出現了國外企業並購國內企業的現象2007年市場需求看好。

2006年自動化立體倉庫市場總體發展是穩健快速雖然總體利潤下降,但各廠家均生產訂單飽滿售結果好於預期。預計2007年形勢會更好,全年自動化立體庫建設規模將接近100座。今後 ,隨著中國企業規模的擴大和數量的增加,以及重視與合理應用土地這一稀缺資源的意識不斷增強,具有節約土地資源優勢、提高企業管理水平的自動化立體庫必將得到更廣泛使用。應用領域的進一步擴大,將對相應設備和技術提出新的、更高的要求,中國企業必須進行全面技術創新和產品升級,才能抓住時代賦予的機遇。

四、適應國情,適度發展

目前我國已基本確立市場經濟。技術的發展無疑受市場的促進或制約。但由於市場還不十分完善和規范,它又往往不只取決於是否需求。尤其對於立體庫這樣的較大項目(少則幾十萬,多則幾百萬或更多)。資金往往成為關鍵。 但隨著各行各業的發展,我國的立體倉庫事業也必將獲得長足進步。今後幾年,管理機與堆垛機及入、出庫分配系統聯網實現全自控的立體倉庫將日益增多.成為立體倉庫市場的主流。隨著市場的擴大,新型式、更高檔次管理、控制系統的立體倉庫將不斷出現,設計、製造適用於各種貨物的專用堆垛機和物流輸送系統將成為立體倉庫生產廠家的重要任務之一。更加輕型、組裝性能更好、穩定性更好的貨架生產工藝和貨架型材軋制工藝也將得到開發和完善。總之,我國自動化倉庫技術將隨著國內市場變化而不斷更新發展.同時.立體倉庫設計製造單位的專業經驗亦將引導促進我國立體倉庫事業的進步。

五、引進先進技術,邁上新台階

從立體倉庫設計、製造和使用的現狀來看。發達國家走在我們的前面。引進、消化、吸收國外先進產品與技術,最終國產化成為自己的產品,這無疑是一條捷徑。先決條件是要引進先進的、並適合國內市場的項目。決非盲目引進。目前針對立體庫主要設備進行全套技術引進的在國內很少,某種意義上講,誰先走一步。誰將有可能領先一步,佔領市場。引進應掌握以下幾點:
(1) 要引進先進的實用產品的全面技術,即不僅引進產品、還應引設計、工藝技術。新穎的設計與先進的工藝手段同樣重要,而工藝技術的提高往往更為耗資費力。
(2)消化吸收要快.盡快掌握成為自己的技術。
(3)盡快國產化.不能長期靠進口配件維持。但要掌握一個原則.即國產替代配套件的質量不應低於進口配件.否則又部分地失去了引進的意義。
(4)引進技術不僅要看到當前市場需求,還要看到未來市場的發展。消化吸收後,產品應是當前市場的先進產品。確立一個較高起點,在此基礎上培養出自己的開發能力。市場變化後,仍處於領先地位。如能達到以上幾點,引進就是成功的。

③ 壓力調節閥原理及廠家介紹

壓力調節閥是通過調節壓力來控制流體的流量器件,它也被稱為自力式平衡閥、流量控制閥、流量控制器、動態平衡閥、流量平衡閥。他最大的特點是根據流量調節閥可直接根據設計來設定流量,例如水流大小變化直接反應在對閥門的壓力,當壓力閥門根據水流壓力大小可以自行調節壓力,確保水體流量正常使用。但是很多朋友對壓力調節閥還不是很熟,那麼接下來小編給大家說說有關於壓力調節閥知識。

壓力調節閥原理

通過接收工業自動化控制系統的信號(如:4~20mA)來驅動閥門改變閥芯和閥座之間的截面積大小控制管道介質的流量、溫度、壓力等工藝參數。實現自動化調節功能。


壓力調節閥生產廠家

1、富陽市明盛儀表廠是調節閥的專業生產廠家,具有雄厚的技術力量,擁有先進的製造設備,完善的產品檢測設施,並通過ISO9002質量體系認證。廠家注重科技創新,致力吸收、消化國外的先進技術,加以完善與提高。不斷推出高科技的電、氣工業自動化控制的調節閥。

2、溫州東威不銹鋼閥門有限公司是球閥、閘閥、截止閥、止回閥、過濾器、閥門配件等產品專業生產加工的公司,擁有完整、科學的質量管理體系。溫州東威不銹鋼閥門有限公司的誠信、實力和產品質量獲得業界的認可。


壓力調節閥用途

自力式壓力調節閥(以下簡稱壓力閥)是一種無需外來能源而只依靠調介質自身的壓力變化進行自動調節壓力的節能型產品.具有測量、執行、控制的綜合功能。廣泛適用於石油、化工、冶金、輕工等工業部門及城市供熱、供暖系統。本產品可用於非腐蝕性〔最高溫度350℃〕的液體、氣體和蒸汽等介質的壓力控制裝置。


壓力調節閥對流體的流量調節是非常有幫助的,它可以通過閥門可在水作用下,他能夠自動消除管線的剩餘壓頭及壓力波動所引起的流量偏差,不管整個系統的壓力如何變化,壓力調節閥都可以始終保持設定流量,壓力調節閥不但可以有效調網工作變為簡單的流量分配,而且還能解決管網的水力失調。例如現在的集中供熱(冷)水系統中都在使用壓力調節閥,而且它可以解決管網流量按需分配,保持整個消除水系統水力平衡,從而解決冷熱不均問題。

④ 自動化蛋雞養殖設備有哪些

1蛋雞主要生產工藝
蛋雞生產工藝流程一般為兩段飼養或者三段飼養,兩段飼養包括育雛育成雞(0~140日齡)、蛋雞飼養(141~532日齡);三段飼養包括育雛(0~49日齡)、育成(50~140日齡)和產蛋(141~532日齡)。育雛一般採用育雛傘平養育雛,傘內側均勻分布發熱燈管,保證雛雞所需要的環境溫度。在新建條件好的養殖場可採用溫度環境控制等組成的成套設備。雞群周轉流程為30~40d,孵化、育成、淘汰相繼進行。
自動化蛋雞養殖設備有哪些?
為保證雞蛋的完好和便於收集雞蛋,成年蛋雞飼養方式一般為籠養,籠養又可分為層疊式或者階梯式兩種方式。層疊飼養方法為:育雛階段至成年雞階段一般採用四層重疊式,每棟設10個組左右,每棟可養7500~8500隻;育成雞籠層疊採用大型四層重疊式籠或三層育成籠,四層籠呈雙列式排列,每棟可裝7000隻雞;蛋雞採用大型二層全階梯蛋雞籠,呈二整架、二半架三並列排列成走道,每棟可裝雞5500隻左右。採光以自然光照為主,並輔以人工光照。一般採用人工喂料、清糞、揀蛋,V形水槽供水,每天清刷一次。雞舍均為開放式結構,採取「長出檐、地窗、雙層卷簾」來調節不同氣候條件下舍內環境。在場區布局和防疫上,採取的措施有:
1.1因地制宜,養殖區位於生活區下風口並遠離水源。
1.2凈、污道嚴格區分,建立封閉式排水溝,並定期消毒清理,保證其通暢。
1.3嚴格控制場內交通工具以及用具的流通。
1.4嚴格控制外來車輛人員,進場出場進行消毒和隔離。
1.5場內、場外車輛各行其道,互不進入對方場地。
1.6糞場地平與雞舍地平存在落差。
1.7蛋庫中間設置一界溝,防止場內與場外蛋盤的混用。
2蛋雞生產的一般設備
2.1孵化設備
當前仍是箱式孵化機的佔有量最大,每台容蛋量有多種規格。中國孵化設備經歷了從無到有、從有到設備齊全的過程,從仿製到改良到自主創新的道路,使中國養雞總量位居第二,禽蛋第一。
2.2育雛設備
育雛設備常見的有以下幾種:電熱育雛傘、地下煙道法以及由主機、供熱系統、保溫系統、控溫系統、熱風循環除臭系統等組成的新型育雛保溫成套設備,這方面,我國的育雛設備已經在加溫、供暖以及取暖等核心設備方面實現了國產化,降低了人工成本和幼雛死亡率。
2.3籠具設備
雞籠是養雞設備的主體。傳統型蛋雞籠具由於在提高勞動生產率和經濟效益方面的巨大優勢使其在國內已得到廣泛的推廣。但國內籠具設計與國外相比在福利水平及籠具材料選取上還有一定差距。國內傳統型籠具設計尺寸只能滿足每隻雞的直立和蹲下,且選取的材料為鍍鋅低碳鋼冷拔絲為底網材料,其對雞只的生長性能有一定影響;但在西方國家,其設計的籠具可以滿足每隻雞在籠里打轉而不受籠具的限制,符合歐盟保護蛋雞最低標准指令以及動物福利,且選取塑料材質的底網可從籠具中間分為兩段打開,在淘雞時可將底網成倒八字打開,雞只掉下隨傳送帶送到雞舍外,解決了淘雞困難的問題。
2.4機械化喂料設備
蛋雞的機械化飼喂設備一般包括儲料塔、輸料機、緩沖槽、喂料機、飼槽、電器控制設備。自動投料設備裝置在國內外都已經得到廣泛的應用,是機械化養雞場的主要設備之一。我國規模化養雞場常用的喂料設備有鏈式、索盤式、跨籠式、行車式。盤式喂料器很早就已經研製出來,它已在國際養殖場流行了20多年時間,但現在幾乎每年都會有幾種新產品投放市場,說明盤式喂料在技術改進還有很大空間;而在籠養雞的喂料系統中,行車式喂料方式被稱為最理想的喂料方式,在喂料均勻的同時保證了每隻雞吃到同樣質量的新鮮飼料,使雞只和雞群容易達到平衡,提高產蛋率,能耗最低,容易實現自動化過程。
2.5自動飲水設備
雛雞一般使用真空飲水器與平養用吊塔式自動飲水器且這兩種已普遍使用,而乳頭式和杯式兩種自動飲水器雖然早在上世紀中期就有研製,且市場也有多種產品,但因其製造精度較高,否則容易漏水而遲遲未得普及。近年有廠家改進的的產品雖能較好地解決了上述問題,但還需要進一步試驗。由於我國飲水器的質量問題尚未完全解決,而飲水系統也不完善,進一步地制約了養禽機械化的發展,並加重了養禽場的環境污染。
2.6機械集蛋設備
機械集蛋設備分半自動化和全自動化,半自動化主要是雞蛋在雞籠外的縱向集成槽中,工作人員對其進行分揀,這種在我國大多中小型蛋雞廠仍然採用這種方式,該集蛋方式效率較低,但能精確地分別臟蛋以及軟殼蛋並能減少人為破蛋。
全自動機械集蛋主要傳送的雞蛋是從縱向傳送帶傳遞到桿狀傳送裝置,然後傳遞到電梯傳送鏈上,並沿傳送鏈的整個寬度方向分布,通過導向裝置實現運送功能。由於機械集蛋對設備要求精度極高,能正確分別不同大小、顏色、硬度的雞蛋,並在流水線對接裝置考慮蛋流速度以及每個蛋能承受的最大碰撞力度並設計相關參數。
2.7清糞設備
蛋雞舍內籠養蛋雞的機械清糞設備常用刮板式或輸送帶式清糞機清糞兩種。刮板式清糞多用於階梯式籠養和網上平養,輸送帶式清糞機多應用在層疊式雞籠。
通常使用的刮板式清糞機分全程式和步進式兩種。它由牽引機(電動機、減速器、繩輪)、鋼絲繩、轉角滑輪、刮糞板及電控裝置組成。
全程式刮板清糞機適用於短糞溝。步進式刮板清糞機適用於長禽舍,其工作原理和全程式完全相同。刮板式清糞機是利用摩擦力及拉力使刮板自行起落,結構簡單,但鋼絲繩和糞尿接觸易腐蝕而斷裂。採用高壓聚乙烯塑料包覆鋼絲能增強其抗腐蝕性但易被尖銳物磨損破裂,故應保持傳動裝置的光滑無毛刺。
對於現有的糞便加工方式是厭氧沼氣處理和直接乾燥處理,前者由於沼渣的固液分離技術未獲解決,推廣緩慢。目前國外應用最多的是利用乾燥的方法處理雞糞,糞便乾燥裝備有多種型式,如太陽能溫室發酵乾燥、燃煤滾筒式高溫乾燥等,人工乾燥的雞糞中氮的損耗較自然堆積大大降低,同時,在乾燥雞糞中含有大量未消化粗蛋白質和其他可消化的營養物,可作為飼料投食魚類。
2.8環境調控設備
2.8.1光照調控設備
光照設備主要是光照控制器和光源,光照控制器能夠按時開燈和關燈。光控器有石英鍾機械控制和電子控制兩種,電子光照調控設備一般由遮光導流板和可編程序控制器組成,遮光導流板的使用可以減少外界光線的進入,而對氣流的影響很少,也適用於密閉雞舍。其可以任意設定開關時間,光照強度以及在光照不足時自動補充光照。
2.8.2通風設備
通風設備的作用是將禽舍內的污濁空氣、濕氣和多餘的熱量排出並補充新鮮空氣。目前禽舍一般採用半徑大、轉速低的軸流式通風機,其轉速可自動調節的軸流風機在國內已廣泛應用,且節約電能,內具有極高效率。規模化養雞場採用的正壓式通風系統保證了雞場內有足夠的壓力對進入的空氣進行凈化、加熱、冷卻等處理,並在雞舍內會形成適當高於外界的氣壓,能夠防止外部空氣從細縫進入,從而防止了塵垢、病原體的侵入。
2.8.3濕簾蒸發降溫設備
濕簾風機降溫系統的主要作用是在夏季使空氣通過濕墊進入禽舍,起到降低禽舍溫度和控制濕度的作用。從上世紀50年代美國研究者發明了濕簾-風機降溫系統以來,該技術已基本成熟並得到廣泛應用。我國在改革開放初,引進了美國的濕簾降溫裝置,並根據我國材料發展、環境氣候、畜禽舍結構研製出符合我國國情的濕簾-風機裝置。
2.8.4供暖設備
供暖設備主要應用在剛出生的小雞和冬天的雞,供暖一般用燈泡或者熱風爐。燈泡供暖主要以傘蓋的形式;熱風爐供暖主要由熱風爐、鼓風機、有孔管道和調節風門等設備組成。熱風爐以煤為燃料,空氣為介質,為禽舍提供潔凈無污染的熱空氣,為其供暖。該設備熱效率高,架構簡單,成本較低。
3小結
過去討論我國養禽業時,機械化程度較低,採用大量的人力。對禽舍本身也不利於疾病的防控,這也與我國勞動力成本低、養殖戶不願前期大量投入設備有關,而今市場競爭日益激烈,加之在國家供給側改革導向下,機械化、自動化必然是未來養殖業發展的趨勢。
自動化蛋雞養殖設備有哪些?自動化蛋雞養殖設備在我國引進並自主研發的今天,品類眾多,標准不一,以及自動化結構較為分散、系列化較低。因此我國未來需重新定位規模化蛋雞養殖並制定一系列標准養殖制度以及標准設備,開創我國蛋雞養殖及禽類養殖設備新局面。

⑤ 自動化蛋雞養殖需要的主要設備有哪些

自動化蛋雞來養殖需要源的主要設備有:蛋雞籠、自動化飲水線、自動化喂料機、自動化清糞機、自動控溫通風設備及自動集蛋設備。

1、蛋雞籠:籠養蛋雞設備用蛋雞籠,能充分利用雞舍空間,節省雞舍使用面積,蛋雞籠又分為層疊式和階梯式蛋雞籠兩種類型。

2、自動飲水線,主要包括蓄水罐、輸水管線、飲水器。保證每隻雞都能喝上清潔的飲水。

3、自動喂料機:喂料機可以實現多層養殖自動喂料,喂料機有專門的裝置可以保證飼料能夠均勻的撒至料槽,避免浪費。

4、自動清糞機:全自動清糞機可以自動清糞而且可以定時,從而保證了雞舍的環境,大大減輕了勞動強度,給雞群了一個良好的空氣環境。

5、自動控溫通風設備:增溫與降溫設備,自動調節雞舍所需溫度及通風量,給蛋雞一個舒適清新的環境。

6、自動化集蛋機:自動化撿蛋機是用來專門的收集雞蛋的設備,把雞蛋收集在一個地方供養殖戶進行處理,取代了以往人工撿蛋的費時費力,提高可工作效率,還可以根據需要進行調整,降低破損率。

⑥ 我國自動化立體倉庫的建設與發展

中國立體倉庫的前進
一、背景介紹

立體倉庫的產生和發展是第二次世界大戰之後生產和技術發展的結果。50年代初,美國出現了採用橋式堆垛起重機的立體倉庫;50年代末60年代初出現了司機操作的巷道式堆垛起重機立體倉庫;1963年美國率先在高架倉庫中採用計算機控制技術,建立了第一座計算機控制的立體倉庫。此後,自動化立體倉庫在美國和歐洲得到迅速發展,並形成了專門的學科。60年代中期,日本開始興建立體倉庫,並且發展速度越來越快,成為當今世界上擁有自動化立體倉庫最多的國家之一。

我國對立體倉庫及其物料搬運設備的研製開始並不晚,1963年研製成第一台橋式堆垛起重機(機械部北京起重運輸機械研究所),1973年開始研製我國第一座由計算機控制的自動化立體倉庫(高15米,機械部起重所負責),該庫1980年投入運行。到2003年為止,我國自動化立體倉庫數量已超過200座。立體倉庫由於具有很高的空間利用率、很強的入出庫能力、採用計算機進行控制管理而利於企業實施現代化管理等特點,已成為企業物流和生產管理不可缺少的倉儲技術,越來越受到企業的重視。隨著科學技術、信息技術、自動化生產技術及商品化經濟的迅速發展, 生產中所需原材料、半成品、成品及流通環節中的各種物料的搬運、儲存、配送及相應的信息已經不是一個孤立的事物。事實上, 從製造資源計劃(MRPⅡ)到企業資源計劃(ERP)的發展過程中, 物流的各個環節已完成其集成化過程。自動化倉儲、物流及信息流已成為組織生產、連接生產、銷售、管理各網路中的關鍵節點, 並且作為降低物流費用的重要手段在國民經濟中起著越來越重要的作用。我國第一座全自動化立體倉庫──北京汽車製造廠自動化立體庫, 是北京起重運輸機械研究所研製生產的。20世紀80年代, 自動化立體庫在我國得到應用後, 在20世紀90年代得到迅速發展和廣泛應用。二十多年來, 北京起重所設計製造了各種形式的自動化立體倉庫100餘套, 產品廣泛應用於機械、冶金、化工、醫葯、軍工、食品、運輸和電子等行業, 領導和推進了我國物流技術的發展和應用。2000年,北京起重所又完成了我國迄今國產規模最大、技術水平最高的大型全自動化立體庫侖庫──聯想電腦公司集成化物流系統。聯想公司物流系統集成了當前國際上最新的立體倉庫技術, 全系統採用了約30餘項新技術。巷道堆垛機是立體倉庫系統的關鍵設備之一, 其中的運行調速技術、激光測距技術、貨叉調速技術、起升機構的認址技術, 變截面立柱技術等10餘種新技術均為我國的最新研究應用成果或國際先進技術。輸送機設備採用了組合式結構、懸臂式升降台等多項新技術和托盤自動收集技術。分配車在運行調整、認址等方面均採用了最新的研究成果。雙車避讓技術的採用使分配車達到了比設計要求更高的能力。貨架結構採用有限元分析。表面處理採用表面噴塑新工藝, 美觀耐用。控制系統採用了PROFIBUS現場匯流排控制技術, 與R/3系統的高度集成體現了該立體倉庫系統在與大型信息系統集成方面取得的突破成績。聯想公司自動化物流系統是我國自行研製的具有國際先進水平的物, 該系統的成功運行標志著我國物流自動化技術水平又上一個新台階。

二、技術現狀

一個比較完善的自動化立體倉庫系統主要包括:
(1)貨物的存放、周轉—高層貨架及托盤、貨箱;
(2)入、出庫作業—堆垛起重機;
(3)入、出庫分配系統—輥式、鏈式輸送機、分配車、升降機等;
(4)自控系統—包括由計算機控制的入、出庫設備、分配系統以及各種檢測、保險機構的全部電控裝置;
(5)計算機管理系統—倉庫的賬目管理、數據分析、合理管理貨位、設備運行又庫存情況的狀態顯示等。管理系統與控制系統聯網。
(6)入、出庫頻率不高的立體庫幾個巷道可共用一台堆垛機,此時應配備堆垛機轉軌設備(如轉軌車)。

我國自動化立體倉庫各主要設備的技術現狀大致如下:

1.高層貨架及托盤、貨箱

高層貨架是自動化立體倉庫的主體結構部分。一般是鋼結構採用焊接或組裝而成。每排貨架分若干列、層單元貨格,每貨格中一般存放1--3個托盤(貨箱)。目前國內製造的高層貨架一般在20米以下,以10--15米居多。貨架所用型鋼,焊接式貨架多採用熱軋型鋼。組裝式貨架多採用薄型冷軋型鋼。焊接式結構牢固、耐用,但笨重。組裝式外形美觀,拆裝性能好,運輸方便。因冷軋薄壁鋼截面力學性能好,因此重量輕省鋼材,降低成本,潛力很大。如接插部件設十分合理亦很牢固.是高層貨架的發展方向。貨架結構型式設計一般是當托盤(貨箱對泛寸較大時採用牛腿式結構,每貨格存放一個托盤(貨箱)。托盤尺寸較小時採用橫梁式結構。每貨格可存放1-3個托盤(貨箱)單元。目前橫梁式貨架結構的使用用戶多於牛腿式.並有進一步增加趨勢。托盤(貨箱)目前使用較多的是鋼結構或鋼木結構,但隨著輕型塑料工業和注塑技術的發展.塑料托盤(貨箱)以其美觀、耐腐蝕、重量輕等優點,在較小尺寸及重量的托盤(貨箱)中將占重要地位。

2.堆垛起重機

堆垛機是自動化立體倉庫中存、取貨物作業的主要執行設備。它在貨架的巷道中可承載貨物水平運行、升降、左右伸叉,完成入庫、出庫、倒庫等各種作業功能。為使堆垛機認址准確。水平、垂直、伸叉運動均設置正常運行速度和慢速兩種以上速度(或用變頻無級調速).以減少停車時沖擊.並能准確到位,達到水平運行士lOmm、垂直升降士lOmm,左右伸叉士5mm的停准精度要求。堆垛機設置貨位和載貨台虛實檢測裝置,防止由於控制(或管理)失誤,在貨位已被佔用的情況下重復入庫造成事故。堆垛機設置原位及停准指示.如因慣性或其它原因未停准,堆垛機將按照PC;程序控制自動「糾偏』。此外,堆垛機還設置運行、起止的終端限速、限位開關,並在最終端設機械車擋.防止堆垛機各機構運行超過極限位置。為確保帶司機室的堆垛機司機和貨物的安全,載貨台設斷繩保護裝置或限速防墜裝置。堆垛機電器系統還設有常規的電器互鎖,失壓保護、零位保護、過載保護等功能目前堆垛機各機構運行速度為:水平運行80m/min:升降10-16m/min:貨叉8-15m/min。

3.人出庫分配系統

在自動控制的立體倉庫中。入、出庫分配系統按照計算機指令將入庫貨物分配至某一巷道口,再由該巷道堆垛機按照指令送到指定的排、列、層貨位。出庫時按照相反方向輸出。在貨物的入口處可設置稱重裝置。超高、超寬尺寸檢測裝置使進入庫區的貨物不會出現超載超重或超尺寸引發事故。

目前輸送貨物大多根據貨物、托盤或貨箱的結構、重量確定用輥式或鏈式輸送機。輸送貨物的交叉路口處往往使用升降機解決高差問題。另外,應設一個輸送通道,使重量、尺寸不合格的貨物(托盤)輸送到指定點整理後再進入庫區。也可用於揀選入、出庫時(散件入、出庫),將單元貨物送入該處,揀選後返回。 當入、出庫頻率要求不高時,可考慮幾個巷道共用一台堆垛機。此時應配備轉軌車或其它轉軌設備。以便使堆垛機轉入另一巷道。

4.自控系統

庫區全部可運行設備,如堆垛機、輸送機、升降機、分配車、轉軌車等,以及這些設備的運行保障系統,均應由計算機統一程序控制。控制系統有對機、電及其它故障的報警及診斷顯示功能。並對某些報警可自行處理。各設備運行實現自動銜接,動作可靠。一般選用高質量的可編程式控制制器(PC)。為確保各機構運行平穩可靠、認址准確,亦應選用高質量的變頻器、光電元件及其它優質控制元件。

5.計算機管理系統

計算機管理系統應能對全部貨位和全部庫存貨物完成以下主要管理功能:
(1)按照要求實現貨物的先進先出、某巷道優先、均勻分布等管理功能,進行入、出庫貨位管理;
(2)按照貨位和貨物品種盤庫、查詢;
(3)列印各種統計報表;
(4)庫存情況分析;
(5)修改數據文件各項內容。

管理機可選用486,586各檔微機,能與下級監控、控制機實現聯機通信。通信方式可採用電纜或封閉型安全滑線,最好採用紅外線信號傳輸系統。安裝簡便,傳輸可靠壽命長。根據需要可在庫區顯要位置和機房內設置設備運行和作業目標的數字、文字或圖形模擬顯示裝置以便監控全部作業過程。

綜上所述我國立體倉庫行業已形成一定規模和開發能力日前立庫市場的主流是:單機自動控制、變頻調速運行機構(因水平運行和貨又伸縮不能同時動作。可使用同一變頻器)、封閉滑觸線供電、載重量600公斤以下,高度10-15米的堆垛機.配以冷軋薄壁型鋼組合式貨架,入、出庫輸送機或手推車。可配備一個管理機負責庫房賬目管理的立體倉庫。但與發達國家相比還有很大差距

目前,美、日等發達國家立庫高度已達幾十米。建庫數均達數千座。堆垛機運行速度超過100m/min,具有形式繁多的入、出庫物流分配系統和安全保障系統。立庫設備的形式根據用途多種多樣。重力式貨架已在成功使用,而國內基本上還是空白。

三、發展好於預期

1.市場發展情況

據不完全統計,截止到2006年底,全國自動化立體庫的保有量已超過500座。2006年建設的自動化立體庫在80座以上,主要集中在機械製造、汽車、煙草、食品加工、服裝生產、醫葯生產及流通等行業,與2005年相比,整個市場有了很大發展。主要表現在:
(1) 煙草行業建設的自動化立體庫數量有所下降,新建立體庫約10座。目前,煙草製造行業還有上一輪全面技改項目中部分尚未完成的項目。煙草銷售企業多採用簡易平庫或叉車立體庫,基本不採用自動化立體庫。如希望煙草行業出現大的市場需求,則要等待煙草製造、經銷企業的進一步升級改造和設備更新換代;
(2)醫葯行業:醫葯生產企業對自動化立體庫的需求依然穩定,2006年建設的自動化立體庫為1020座,像三九制葯、揚子江制葯等企業隨著生產規模的擴大都建設了自動化立體庫。在GSP認證的推動下,醫葯經銷企業對自動化立體庫的需求依然很大,2006年新建自動化立體倉庫超過10座;
(3)機械行業中的一些標准件、緊固件生產企業、閥門、水泵製造企業紛紛建設自動化立體庫;
(4)汽車生產企業雖然在車身及配套件存儲方面均採用了自動化立體庫,但基本採用國外產品,每年汽車行業新建自動化立體庫在10-20座之間;
(5)伊利、蒙牛等大型乳品企業建設自動化立體庫的熱情高漲,2006年該行業建設的自動化立體庫超過15座,而且普遍規模較大,2007年規劃建設的項目還很多,其中包含一定數量的冷凍庫;
(6)雖然家電製造業對自動化立體庫的需求依然不旺,但家電銷售企業如蘇寧等企業紛紛建設自動化物流配送中心,擴大了自動化立體庫的市場;
(7)2006年服裝行業巨頭雅戈爾公司率先建設了服飾自動化物流中心,其中包含1座自動化立體庫。隨著使用效果的凸顯和企業間的傳播,其他企業必然效仿,該行業孕育著巨大的市場;
(8)軍隊自動化立體倉庫建設速度加快,近兩年全軍列入建設計劃的自動化立體庫有幾十座,各供應廠商格外重視該市場領域,今後的競爭將日趨激烈。

2.技術和產品發展情況

面向冷飲生產企業、工作溫度在一20℃以下的自動化立體庫在國內有一定需求,目前國內供應商還不能提供完全符合要求的解決方案和相關產品,只是簡單置換為適用於低溫條件的元器件,或者採取一些局部加熱保溫措施,勉強滿足用戶使用要求,但效果不理想,急需供應商攻關研究,從總體設計和設備研製上全面著手,提供適合行業需要的整體解決方案。

3.供應商發展情況

行業企業總體數量變化不大,除有個別企業經營不善淡出市場外,也有幾家國外廠家加入國內市場競爭,同時出現了國外企業並購國內企業的現象2007年市場需求看好。

2006年自動化立體倉庫市場總體發展是穩健快速雖然總體利潤下降,但各廠家均生產訂單飽滿售結果好於預期。預計2007年形勢會更好,全年自動化立體庫建設規模將接近100座。今後 ,隨著中國企業規模的擴大和數量的增加,以及重視與合理應用土地這一稀缺資源的意識不斷增強,具有節約土地資源優勢、提高企業管理水平的自動化立體庫必將得到更廣泛使用。應用領域的進一步擴大,將對相應設備和技術提出新的、更高的要求,中國企業必須進行全面技術創新和產品升級,才能抓住時代賦予的機遇。

四、適應國情,適度發展

目前我國已基本確立市場經濟。技術的發展無疑受市場的促進或制約。但由於市場還不十分完善和規范,它又往往不只取決於是否需求。尤其對於立體庫這樣的較大項目(少則幾十萬,多則幾百萬或更多)。資金往往成為關鍵。 但隨著各行各業的發展,我國的立體倉庫事業也必將獲得長足進步。今後幾年,管理機與堆垛機及入、出庫分配系統聯網實現全自控的立體倉庫將日益增多.成為立體倉庫市場的主流。隨著市場的擴大,新型式、更高檔次管理、控制系統的立體倉庫將不斷出現,設計、製造適用於各種貨物的專用堆垛機和物流輸送系統將成為立體倉庫生產廠家的重要任務之一。更加輕型、組裝性能更好、穩定性更好的貨架生產工藝和貨架型材軋制工藝也將得到開發和完善。總之,我國自動化倉庫技術將隨著國內市場變化而不斷更新發展.同時.立體倉庫設計製造單位的專業經驗亦將引導促進我國立體倉庫事業的進步。

五、引進先進技術,邁上新台階

從立體倉庫設計、製造和使用的現狀來看。發達國家走在我們的前面。引進、消化、吸收國外先進產品與技術,最終國產化成為自己的產品,這無疑是一條捷徑。先決條件是要引進先進的、並適合國內市場的項目。決非盲目引進。目前針對立體庫主要設備進行全套技術引進的在國內很少,某種意義上講,誰先走一步。誰將有可能領先一步,佔領市場。引進應掌握以下幾點:
(1) 要引進先進的實用產品的全面技術,即不僅引進產品、還應引設計、工藝技術。新穎的設計與先進的工藝手段同樣重要,而工藝技術的提高往往更為耗資費力。
(2)消化吸收要快.盡快掌握成為自己的技術。
(3)盡快國產化.不能長期靠進口配件維持。但要掌握一個原則.即國產替代配套件的質量不應低於進口配件.否則又部分地失去了引進的意義。
(4)引進技術不僅要看到當前市場需求,還要看到未來市場的發展。消化吸收後,產品應是當前市場的先進產品。確立一個較高起點,在此基礎上培養出自己的開發能力。市場變化後,仍處於領先地位。如能達到以上幾點,引進就是成功的。

⑦ 工業自動化的設備技術及製作

隨著國民經濟的發展,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復雜,人們對電能質量的要求也越來越高。為了保證用戶的用電,必須對電網進行管理和控制。
電力系統運行管理和調度的任務很復雜,但簡單說來,就是:
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;
②、為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范圍內,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;
③、保證電力系統運行的經濟性,使發電成本最經濟。
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,以利於能量的傳送。電壓的變換,形成不同的電壓級別,形成一個個不同電壓級別的變電站,變電站之間是輸電線,因而形成了復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,電網按電壓級別設置調度中心,電壓級別越高,調度中心的級別也越高。整個系統是一個寶塔型的網路圖。分級調度可以簡化網路的拓撲結構,使信息的傳送變得更加合理,從而大大節省通信設備,並提高了系統運行的穩定性。按中國的情況,電力系統調度分為國家調度中心,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。 電網調度自動化是一個總稱,由於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)。
SCADA主要包括以下一些功能:
⑴數據採集; ⑵信息顯示;⑶監視控制; ⑷報警處理;⑸信息存儲及報告 ⑹事件順序記錄;⑺數據計算; ⑻具有RTU(遠端終端單元)處理功能;⑼事件追憶功能。
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。
安全分析功能SA(Security Analyze):SA功能是電網調度為了做到「防患於未然」而配備的功能。它通過計算機對當前電網運行狀態的分析,估計出可能出現的故障,預先採取措施,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,就稱為能量管理系統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路化,如今電網調度中的計算機配置大多採用了開發分布式計算機系統。隨著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,隨著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。 簡介
柔性製造技術(FMS)是對各種不同形狀加工對象實現程序化柔性製造加工的各種技術的總和。柔性製造技術是技術密集型的技術群,凡是側重於柔性,適應於多品種、中小批量(包括單件產品)的加工技術都屬於柔性製造技術。
柔性可以表述為兩個方面。第一方面是系統適應外部環境變化的能力,可用系統滿足新產品要求的程度來衡量;第二方面是系統適應內部變化的能力,可用在有干擾(如機器出現故障)情況下,這時系統的生產率與無干擾情況下的生產率期望值之比可以用來衡量柔性。「
柔性」是相對於「剛性」而言的,傳統的「剛性」自動化生產線主要實現單一品種的大批量生產。其優點是生產率很高,由於設備是固定的,所以設備利用率也很高,單件產品的成本低。但價格相當昂貴,且只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產品,則必須對其結構進行大調整,重新配置系統內各要素,其工作量和經費投入與構造一個新的生產線往往不相上下。剛性的大批量製造自動化生產線只適合生產少數幾個品種的產品,難以應付多品種中小批量的生產。隨著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別的產品。激烈的市場競爭迫使傳統的大規模生產方式發生改變,要求對傳統的零部件生產工藝加以改進。傳統的製造系統不能滿足市場對多品種小批量產品的需求,這就使系統的柔性對系統的生存越來越重要。隨著批量生產時代正逐漸被適應市場動態變化的生產所替換,一個製造自動化系統的生存能力和競爭能力在很大程度上取決於它是否能在很短的開發周期內,生產出較低成本、較高質量的不同品種產品的能力。柔性已佔有相當重要的位置。 ●機器柔性 當要求生產一系列不同類型的產品時,機器隨產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適應產品或原材料變化的能力;二是製造系統內為適應產品或原材料變化而改變相應工藝的難易程度。
●產品柔性 一是產品更新或完全轉向後,系統能夠非常經濟和迅速地生產出新產品的能力;二是產品更新後,對老產品有用特性的繼承能力和兼容能力。
●維護柔性 採用多種方式查詢、處理故障,保障生產正常進行的能力。
●生產能力柔性 當生產量改變、系統也能經濟地運行的能力。對於根據訂貨而組織生產的製造系統,這一點尤為重要。
●擴展柔性 當生產需要的時候,可以很容易地擴展系統結構,增加模塊,構成一個更大系統的能力。
●運行柔性 利用不同的機器、材料、工藝流程來生產一系列產品的能力和同樣的產品,換用不同工序加工的能力。
柔性製造系統
是有一個由計算機集成管理和控制的、用於高效率地製造中小批量多品種零部件的自動化製造系統。它具有:
●多個標準的製造單元,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是一套可編程的製造系統,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徵和加工工藝的多種零件;
●能自動更換刀具和工件;
●能方便地上網,容易於其它系統集成;
●能進行動態調度,局部故障時,可動態重組物流路徑。
FMS規模趨於小型化、低成本,演變成柔性製造單元FMC,它可能只有一台加工中心,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。用於裝備的FMS稱為柔性裝備系統(FAS)。 簡介
智能製造(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,它在製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製造過程中的腦力勞動。它把製造自動化的概念更新,擴展到柔性化、智能化和高度集成化。
談起智能製造,首先應介紹日本在1990年4月所倡導的「智能製造系統IMS」國際合作研究計劃。許多發達國家如美國、歐洲共同體、加拿大、澳大利亞等參加了該項計劃。該計劃共計劃投資10億美元,對100個項目實施前期科研計劃。
毫無疑問,智能化是製造自動化的發展方向。在製造過程的各個環節幾乎都廣泛應用人工智慧技術。專家系統技術可以用於工程設計,工藝過程設計,生產調度,故障診斷等。也可以將神經網路和模糊控制技術等先進的計算機智能方法應用於產品配方,生產調度等,實現製造過程智能化。而人工智慧技術尤其適合於解決特別復雜和不確定的問題。但同樣顯然的是,要在企業製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,至少也是在遙遠的將來。有人甚至提出這樣的問題,下個世紀會實現智能自動化嗎?而如果只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(計算機集成製造系統),敏捷製造等都可以看作是智能自動化的例子。的確,除了製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,最終建立智能製造系統。這可能是實現智能製造的一種可行途徑。 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。整子的最本質特徵是:
●自治性,每個整子可以對其自身的操作行為作出規劃,可以對意外事件(如製造資源變化、製造任務貨物要求變化等)作出反應,並且其行為可控;
●合作性,每個整子可以請求其它整子執行某種操作行為,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內在原因。整子的上述特點表明,它與智能體的概念相似。由於整子的全能性,有人把它也譯為全能系統。
整子系統的特點是:
●敏捷性,具有自組織能力,可快速、可靠地組建新系統。
●柔性,對於快速變化的市場、變化的製造要求有很強的適應性。除此之外,還有生物製造、綠色製造、分形製造等模式。製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,它將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製造自動化的發展方向。展望未來,21世紀的製造自動化將沿著歷史的軌道繼續前進。 工業控制自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術,對工業生產過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策,達到增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術,主要包括工業自動化軟體、硬體和系統三大部分。工業控制自動化技術作為20世紀現代製造領域中最重要的技術之一,主要解決生產效率與一致性問題。雖然自動化系統本身並不直接創造效益,但它對企業生產過程有明顯的提升作用。
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、產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、網路化和集成化方向發展。
⒈以工業PC為基礎的低成本工業控制自動化將成為主流
眾所周知,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。全球市場導致競爭空前激烈, 促使企業必須加快新產品投放市場時間(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.。雖然計算機集成製造系統(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「在正確的時間,將正確的信息以正確的方式傳給正確的人,以便作出正確的決策」,即「五個正確」。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,很難為大多數中小企業所採用。在中國,中小型企業以及准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,其硬體、系統軟體和應用軟體的價格之高令眾多企業望而卻步。
20世紀90年代以來,由於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、控制網路組成的PC-based的自動化系統得到了迅速普及,成為實現低成本工業自動化的重要途徑。
由於基於PC的控制器被證明可以像PLC一樣可靠,並且被操作和維護人員接受,所以,一個接一個的製造商至少在部分生產中正在採用PC控制方案。基於PC的控制系統易於安裝和使用,有高級的診斷功能,為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。由於可編程式控制制器(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。從世界范圍來看,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匯流排工控機等。由於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,將逐漸退出該領域,取而代之的將是CompactPCI-based工控機,而IPC將占據管理自動化層。國家於2001年設立了「以工業控制計算機為基礎的開放式控制系統產業化」工業自動化重大專項,目標就是發展具有自主知識產權的PC-based控制系統,在3~5年內,佔領30%~50%的國內市場,並實現產業化。
幾年前,當「軟PLC」出現時,業界曾認為工業PC將會取代PLC。然而,時至今日工業PC並沒有代替PLC,主要有兩個原因:一個是系統集成原因;另一個是軟體操作系統Windows NT的原因。一個成功的PC-based控制系統要具備兩點:一是所有工作要由一個平台上的軟體完成;二是向客戶提供所需要的所有東西。可以預見,工業PC與PLC的競爭將主要在高端應用上,其數據復雜且設備集成度高。工業PC不可能與低價的微型PLC競爭,這也是PLC市場增長最快的一部分。從發展趨勢看,控制系統的將來很可能存在於工業PC 和 PLC之間,這些融合的跡象已經出現。
和PLC一樣,工業PC市場在過去的兩年裡保持平穩。與PLC相比,工業PC軟體很便宜。
⒉PLC在向微型化、網路化、PC化和開放性方向發展
全世界PLC生產廠家約200家,生產300多種產品。國內PLC市場仍以國外產品為主,如Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE的產品。經過多年的發展,國內PLC生產廠家約有三十家,但都沒有形成頗具規模的生產能力和名牌產品,可以說PLC在中國尚未形成製造產業化。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的國內市場銷量為15~20萬套(其中進口佔90%左右),約25~35億元人民幣,年增長率約為12%。預計到2005年全國PLC需求量將達到25萬套左右,約35~45億元人民幣。
PLC市場也反映了全世界製造業的狀況,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市場將會復甦,估計全球PLC市場在2000年為76億美元,到2005年底將回到76億美元,並繼續略微增長。
微型化、網路化、PC化和開放性是PLC未來發展的主要方向。在基於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(小於32 I/O)已經出現,價格只有幾百歐元。隨著軟PLC(Soft PLC)控制組態軟體的進一步完善和發展,安裝有軟PLC組態軟體和PC-based控制的市場份額將逐步得到增長。
當前,過程式控制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介面。可以相信,PLC將繼續向開放式控制系統方向轉移,尤其是基於工業PC的控制系統。
⒊面向測控管一體化設計的DCS系統
集散控制系統DCS(Distributed Control System)問世於1975年,生產廠家主要集中在美、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,開始了研製國產化DCS的技術攻關。
中國DCS的市場年增長率約為20%,年市場額約為30(35億元。由於近5年內DCS在石化行業大型自控裝置中沒有可替代產品,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。
⒋控制系統正在向現場匯流排(FCS)方向發展
由於3C(Computer、Control、Communication)技術的發展,過程式控制制系統將由DCS發展到FCS(Fieldbus Control System)。FCS可以將PID控制徹底分散到現場設備(Field Device)中。基於現場匯流排的FCS又是全分散、全數字化、全開放和可互操作的新一代生產過程自動化系統,它將取代現場一對一的4~20mA模擬信號線,給傳統的工業自動化控制系統體系結構帶來革命性的變化。
根據IEC61158的定義,現場匯流排是安裝在製造或過程區域的現場裝置與控制室內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路。現場匯流排使測控設備具備了數字計算和數字通信能力,提高了信號的測量、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工作組於1984年開始致力於推出世界上單一的現場匯流排標准工作,走過了16年的艱難歷程,於1993年推出了IEC61158-2,之後的標准制定就陷於混亂。
計算機控制系統的發展在經歷了基地式氣動儀表控制系統、電動單元組合式模擬儀表控制系統、集中式數字控制系統以及集散控制系統(DCS)後,將朝著現場匯流排控制系統(FCS)的方向發展。雖然以現場匯流排為基礎的FCS發展很快,但FCS發展還有很多工作要做,如統一標准、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、工業乙太網、先進控制等新技術的FCS將具有強大的生命力。工業乙太網以及現場匯流排技術作為一種靈活、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,並將在控制領域中佔有更加重要的地位。
⒌儀器儀表技術在向數字化、智能化、網路化、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產、科研、營銷體系,成為亞洲除日本之外第二大儀器儀表生產國。隨著國際上數字化、智能化、網路化、微型化的產品逐漸成為主流,差距還將進一步加大。中國高檔、大型儀器設備大多依賴進口。中檔產品以及許多關鍵零部件,國外產品佔有中國市場60%以上的份額,而國產分析儀器佔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,產生智能儀器儀表;測控設備的PC化,虛擬儀器技術將迅速發展;儀器儀表網路化,產生網路儀器與遠程測控系統。
幾點建議:開發具有自主知識產權的產品,掌握核心技術;加強儀器儀錶行業的系統集成能力;進一步拓展儀器儀表的應用領域。
⒍數控技術向智能化、開放性、網路化、信息化發展
從1952年美國麻省理工學院研製出第一台試驗性數控系統,隨著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致可分為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產,通過「七五」引進、消化、吸收,「八五」攻關和「九五」產業化,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、生產基地,培養了一批數控人才,初步形成了自己的數控產業,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,產品的性能和可靠性有了較大的提高,逐漸被用戶認可。
國外數控系統技術發展的總體發展趨勢是:新一代數控系統向PC化和開放式體系結構方向發展;驅動裝置向交流、數字化方向發展;增強通信功能,向網路化發展;數控系統在控制性能上向智能化發展。
進入21世紀,人類社會將逐步進入知識經濟時代,知識將成為科技和生產發展的資本與動力,而機床工業,作為機器製造業、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,也將更加鮮明突出。
智能化、開放性、網路化、信息化成為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、網路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,機械加工向虛擬製造的方向發展;信息技術(IT)與機床的結合,機電一體化先進機床將得到發展;納米技術將形成新發展潮流,並將有新的突破;節能環保機床將加速發展,佔領廣大市場。
⒎工業控制網路將向有線和無線相結合方向發展
無線區域網(Wireless LAN)技術可以非常便捷地以無線方式連接網路設備,人們可隨時、隨地、隨意地訪問網路資源,是現代數據通信系統發展的重要方向。無線區域網可以在不採用網路電纜線的情況下,提供乙太網互聯功能。在推動網路技術發展的同時,無線區域網也在改變著人們的生活方式。無線網通信協議通常採用IEEE802.3用於點對點方式,802.11用於一點對多點方式。無線區域網可以在普通區域網基礎上通過無線Hub、無線接入站(AP)、無線網橋、無線Modem及無線網卡等來實現,以無線網卡使用最為普遍。無線區域網的未來的研究方向主要集中在安全性、移動漫遊、網路管理以及與3G等其它移動通信系統之間的關系等問題上。
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路,通常這些設備提供的通信介面是RS-232或RS-485。無線區域網設備使用隔離型信號轉換器,將工業設備的RS-232串口信號與無線區域網及乙太網絡信號相互轉換,符合無線區域網IEEE 802.11b和乙太網絡IEEE 802.3標准,支持標準的TCP/IP網路通信協議,有效的擴展了工業設備的聯網通信能力。
計算機網路技術、無線技術以及智能感測器技術的結合,產生了「基於無線技術的網路化智能感測器」的全新概念。這種基於無線技術的網路化智能感測器使得工業現場的數據能夠通過無線鏈路直接在網路上傳輸、發布和共享。無線區域網技術能夠在工廠環境下,為各種智能現場設備、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路拓撲結構,在一些特殊環境下有效地彌補了有線網路的不足,進一步完善了工業控制網路的通信性能。
⒏工業控制軟體正向先進控制方向發展
作為工控軟體的一個重要組成部分,國內人機界面組態軟體研製方面近幾年取得了較大進展,軟體和硬體相結合,為企業測、控、管一體化提供了比較完整的解決方案。在此基礎上,工業控制軟體將從人機界面和基本策略組態向先進控制方向發展。
先進過程式控制制APC(Advanced Process Control)還沒有嚴格而統一的定義。一般將基於數學模型而又必須用計算機來實現的控制演算法,統稱為先進過程式控制制策略。如:自適應控制;預測控制;魯棒控制;智能控制(專家系統、模糊控制、神經網路)等。
由於先進控制和優化軟體可以創造巨大的經濟效益,因此這些軟體也身價倍增。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體產品,在世界范圍內形成了一個強大的流程工業應用軟體產業。因此,開發中國具有自主知識產權的先進控制和優化軟體,打破外國產品的壟斷,替代進口,具有十分重要的意義。
在未來,工業控制軟體將繼續向標准化、網路化、智能化和開放性發展方向。
工業信息化是指在工業生產、管理、經營過程中,通過信息基礎設施,在集成平台上,實現信息的採集、信息的傳輸、信息的處理以及信息的綜合利用等。
由於大力發展工業自動化是加快傳統產業改造提升、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,國家將繼續通過實施一系列工業過程自動化高技術產業化專項,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,實現產業化,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。 簡介
自動化倉庫ABC ,自動化技術在倉儲領域(包括主體倉庫)中的發展可分為五個階段: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世紀的若干年內,智能自動化倉儲將是自動化技術的主要發展方向。

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