集中型自動化裝置

1. 自動化設備有哪些

自動化設備主要包括流水線設備和自動化專機兩大類：

1、流水線設備回：滾筒流水線、皮帶流水線、鏈答板流水線、烘幹流水線、裝配流水線、差速鏈流水線、插件流水線、組裝流水線等；

2、自動化專機：烘烤箱、工業烤箱、鑽孔機、鉚釘機、提升機、移栽機、縮口機等。

我國工業自動化設備發展已取得巨大成就，但機械產品仍存在著附加值不高、競爭力不強等較嚴重的問題，高端機械產品仍大量依賴進口。產品創新不足和質量問題是造成這種局面的主要原因。

(1)集中型自動化裝置擴展閱讀

自動化設備的特點：

1、高度的自動化程序，無需人工操作；

2、工作效率高，提高企業生產效率；

3、整個工藝的生產流程穩定，提高產品的一致性；

4、適合大批量生產，降低了企業生產成本。

2. 簡述自動控制系統發展的四個階段

1、早期控制

早在古代，勞動人民就憑借生產實踐中積累的豐富經驗和對反饋的直觀認識，發明了許多著閃爍控制理論智慧火花的傑作。如果要追溯自動控制技術的發展史，早在兩千年前人類就有了自動控制技術的萌芽。

2、經典控制理論

自動控制理論是與人類社會發展密切聯系的一門學科，是自動控制科學的核心自從19世紀Maxwell對具有調速器的蒸汽發動機系統進行線性常微分方程描述及穩定性分析以來。

經過20世紀初Nyquist，Bode，Harris，Evans，Wienner，Nichols等人的傑出貢獻，終於形成了經典反饋控制理論基礎，並於50年代趨於成熟。

特點是以傳遞函數為數學工具，採用頻域方法，主要研究單輸入單輸出線性定常控制系統的分析與設計，但它存在著一定的局限性，即對多輸入多輸出系統不宜用經典控制理論解決，特別是對非線性時變系統更是無能為力。

3、現代控制理論

隨著20世紀40年代中期計算機的出現及其應用領域的不斷擴展，促進了自動控制理論朝著更為復雜也更為嚴密的方向發展，特別是在Kalman提出的可控性和可觀測性概念以及提出的極大值理論的基礎上，在20世紀5060年代開始出現了以狀態空間分析(應用線性代數)為基礎的現代控制理論。

現代控制理論本質上是一種時域法，其研究內容非常廣泛，主要包括三個基本內容：多變數線性系統理論最優控制理論以及最優估計與系統辨識理論現代控制理論從理論上解決了系統的可控性可觀測性穩定性以及許多復雜系統的控制問題。

4、智能控制理論

隨著現代科學技術的迅速發展，生產系統的規模越來越大，形成了復雜的大系統，導致了控制對象控制器以及控制任務和目的的日益復雜化，從而導致現代控制理論的成果很少在實際中得到應用經典控制理論現代控制理論在應用中遇到了不少難題，影響了它們的實際應用，其主要原因有三：

1)精確的數學模型難以獲得此類控制系統的設計和分析都是建立在精確的數學模型的基礎上的，而實際系統由於存在不確定性不完全性模糊性時變性非線性等因素，一般很難獲得精確的數學模型；

2)假設過於苛刻研究這些系統時，人們必須提出一些比較苛刻的假設，而這些假設在應用中往往與實際不符；

3)控制系統過於復雜為了提高控制性能，整個控制系統變得極為復雜，這不僅增加了設備投資，也降低了系統的可靠性

第三代控制理論即智能控制理論就是在這樣的背景下提出來的，它是人工智慧和自動控制交叉的產物，是當今自動控制科學的出路之一。

(2)集中型自動化裝置擴展閱讀

自動控制系統的未來發展前景：

現代化工廠向規模集約化方向發展時，生產工藝對控制系統的可靠性、運算能力、擴展能力、開放性、操作及監控水平等方面提出了越來越高的要求。

傳統的DCS系統已經不能滿足現代工業自動化控制的設計標准和要求。隨著工業自動化控制理論、計算機技術和現代通信技術的迅速發展，自動控制系統的未來發展方向將向智能化、網路化、全集成自動化等方向發展。

3. 什麼是化工自動化它有什麼重要意義

1. 化工自動化：是對化工生產過程中的各種工藝參數實行自動檢測、調節和對整個生產過程進行最優控制和管理。是指機器設備、系統或過程（生產、管理過程）在沒有人或較少人的直接參與下，按照人的要求，經過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現預期的目標的過程。自動化技術廣泛用於工業、農業、軍事、科學研究、交通運輸、商業、醫療、服務和家庭等方面。

2. 化工自動化意義：採用自動化技術不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環境中解放出來，而且能擴展人的器官功能，極大地提高勞動生產率，增強人類認識世界和改造世界的能力。

   

拓展資料：

《化工自動化》是2009年化學工業出版社出版的圖書，作者是蔡夕忠。本書主要講述了讀帶控制點的工藝流程圖和 操作壓力容器的壓力控制系統。

本教材設置了七個項目。項目 1 主要學習自動化的基礎知識和對帶控制點流程圖的識別；項目 2 主要學習壓力檢測儀表以及精度，常規儀表及控制規律，氣動調節閥等的認識與操作；項目 3 學習液位檢測儀表、數字顯示儀表、電氣閥門定位器、控制系統的過渡過程與品質指標以及控制器參數整定等；項目 4 學習溫度檢測儀表、溫度記錄儀、電動執行器以及分程式控制制系統等；項目 5 學習流量檢測儀表、無紙記錄儀、串級控制系統和比值控制系統等；項目 6 學習 DCS 控制系統、TDC-3000 系統構成與操作、均勻制系統等；項目 7 學習 PLC 控制系統的操作。

本教材使用過程中能最好結合化工模擬課程內容，在工藝模擬的基礎上，學習控制系統的操作。可供中等職業學校非電類專業學生使用，也可作為崗位培訓教材和師生參考書。

4. 電氣自動化控制系統設計

電氣自動化控制系統能夠有效提高行業領域整體的自動化水平，特別是行業的運行管理水平。並且電氣自動化控制系統可以大大節省企業的成本，提高設備、生產線等的可靠性。當前的電氣化自動化控制系統已經在眾多領域嶄露頭角並發揮重要作用。
一、電氣自動化的現狀
首先，電氣自動化系統信息化。信息技術在縱向和橫向上向電氣自動化進行滲透，縱向上，信息技術從管理層面對業務數據處理進行滲透，利用信息技術可以有效存取財務等管理數據，對生產過程動態監控，實時掌握生產信息並確保信息的全面、完整和准確；橫向上，信息技術對設備、系統等進行滲透，微電子等技術的應用使控制系統、PLC等設備界線從定義明確逐漸變得模糊，而軟體結構、組態環境、通訊能力等的作用日益凸顯，網路、多媒體等技術得到了廣泛應用。
其次，電氣自動化系統使用、維護與檢修簡易化。WindowsNT等已經成為實施電氣自動化控制平台、規范以及語言的標准，基於Windows的人機界面成為了電氣自動化的主流， 並且基於Windows的控制系統有著靈活、易於集成等優勢，也得到了廣泛的應用。採用Windows操作平台使得電氣自動化系統的使用、維護和檢修更加簡單、方便。
最後，實現分布式控制應用。電氣自動化系統通過串列電纜連接中央控制室、PLC、現場，將工業計算機、PLC的CPU、遠程I/O站、智能儀表、低壓斷路器、變頻器、馬達啟動器等連接，將現場設備的信息收集到中央控制器。分布式控制應用通過數字式分支結構的串列連接自動化系統與相關智能設備的雙向傳輸通訊匯流排，將PLC、現場設備與相應的I/O設備連接起來，使輸入輸出模塊發揮現場檢查和執行的作用。
二、電氣控制對象的特點和要求
電氣控制量與熱工控制量相比在控制要求及運行過程中有著很多不同點，電氣的主要特點表現為：
電氣控制系統相對熱機設備而言控制信息採集量小、對象少，操作頻率低，但強調快速性、准確性；電氣設備保護自動裝置要求可靠性高，動作速度快；同時對抗干擾要求較高；電氣控制系統(ECS)主要以數據採集系統和順序控制為主，聯鎖保護較多。因此，機組的電氣系統納入DCS控制，要求控制系統具有很高的可靠性。除了能實現正常起停和運行操作外，尤其要求能夠實現實時顯示異常運行和事故狀態下的各種數據和狀態，並提供相應的操作指導和應急處理措施，保證電氣系統自動控制在最安全合理的工況下工作。
三、電氣自動化控制系統的設計
1.集中監控方式
這種監控方式優點是運行維護方便，控制站的防護要求不高，系統設計容易。但由於集中式的主要特點是將系統的各個功能集中到一個處理器進行處理，處理器的任務相當繁重，處理速度受到影響。由於電氣設備全部進入監控，伴隨著監控對象的大量增加隨之而來的是主機冗餘的下降、電纜數量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統的可靠性。同時，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯鎖採用硬接線，由於隔離刀閘的輔助接點經常不到位，造成設備無法操作。這種接線的二次接線復雜，查線不方便，大大增加了維護量，還存在由於查線或傳動過程中由於接線復雜而造成誤操作的可能性。
2.遠程監控方式
遠程監控方式具有節約大量電纜、節省安裝費用，節約材料、可靠性高、組態靈活等優點。由於各種現場匯流排(如Lonworks匯流排，CAN匯流排等)的通訊速度不是很高，所以這種方式適合於小系統監控，而不適應於大型電氣自動化系統的構建。
3.現場匯流排監控方式
目前，現場匯流排、乙太網等技術的普遍應用和相應運行經驗的積累，智能化電氣設備得到了較快的發展，網路控制系統逐漸應用到電氣系統中,現場匯流排監控方式使系統設計更加有針對性，對於不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據間隔的情況進行設計。採用這種監控方式除了具有遠程監控方式的全部優點外，還可以減少大量的隔離設備、端子櫃、I/O卡件、模擬量變送器等，而且智能設備就地安裝，與監控系統通過通信線連接，可以節省大量控制電纜，節約很多投資和安裝維護工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對獨立，裝置之間僅通過網路連接，網路組態靈活，使整個系統的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應的元件，不會導致系統癱瘓。因此現場匯流排監控方式是今後發電廠計算機監控系統的發展方向。
綜上所述，隨著智能化、信息化技術的快速發展，電氣自動化技術將不斷向科技化、信息化、開放化的趨勢發展，電氣自動化涉及的領域將不斷增多，技術更新將不斷加快，電氣自動化控制技術也將得到快速發展並不斷完善，更多http://www.big-bit.com/進行了解。

5. 工業自動化的簡介

工業自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其他信息技術，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、確保安全等目的綜合性高技術，包括工業自動化軟體、硬體和系統三大部分。 工業自動化技術作為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。無論高速大批量製造企業還是追求靈活、柔性和定製化企業，都必須依靠自動化技術的應用。 自動化系統本身並不直接創造效益，但它對企業生產過程起著明顯的提升作用：
（1）提高生產過程的安全性；
（2）提高生產效率；
（3）提高產品質量；
（4）減少生產過程的原材料、能源損耗。
據國際權威咨詢機構統計，對自動化系統投入和企業效益方面提升產出比約1：4至1：6之間。特別在資金密集型企業中，自動化系統占設備總投資10%以下，起到「四兩撥千金」的作用。 傳統的工業自動化系統即機電一體化系統主要是對設備和生產過程的控制，即由機械本體、動力部分、測試感測部分、執行機構、驅動部分、控制及信號處理單元、介面等硬體元素，在軟體程序和電子電路邏輯的有目的的信息流引導下，相互協調、有機融合和集成，形成物質和能量的有序規則運動，從而組成工業自動化系統或產品。
在工業自動化領域，傳統的控制系統經歷了繼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和集散式控制系統DCS的發展歷程。
隨著控制技術、計算機、通信、網路等技術的發展，信息交互溝通的領域正迅速覆蓋從工廠的現場設備層到控制、管理各個層次。工業控制機系統一般是指對工業生產過程及其機電設備、工藝裝備進行測量與控制的自動化技術工具(包括自動測量儀表、控制裝置)的總稱。今天，對自動化最簡單的理解也轉變為：用廣義的機器（包括計算機）來部分代替或完全取代或超越人的體力。

6. 自動化製造系統的詞條

自動化製造系統包括剛性製造和柔性製造，「剛性」的含義是指該生產線只能生產某種或生產工藝相近的某類產品，表現為生產產品的單一性。剛性製造包括組合機床、專用機床、剛性自動化生產線等。「柔性」是指生產組織形式和生產產品及工藝的多樣性和可變性，可具體表現為機床的柔性、產品的柔性、加工的柔性、批量的柔性等。柔性製造包括柔性製造單元（FMC）、柔性製造系統（FMS）、柔性製造線（FML）、柔性裝配線（FAL）、計算機集成製造系統（CIMS）等。下面依據自動化製造系統的生產能力和智能程度進行分類介紹。
一、剛性自動化生產
1、剛性半自動化單機
除上下料外，機床可以自動地完成單個工藝過程的加工循環，這樣的機床稱為剛性半自動化機床。這種機床一般是機械或電液復合控制式組合機床和專用機床，可以進行多面、多軸、多刀同時加工，加工設備按工件的加工工藝順序依次排列；切削刀具由人工安裝、調整，實行定時強制換刀，如果出現刀具破損、折斷，可進行應急換刀；例如：單台組合機床，通用多刀半自動車床，轉塔車床等。從復雜程度講，剛性半自動化單機實現的是加工自動化的最低層次，但是投資少、見效快，適用於產品品種變化范圍和生產批量都較大的製造系統。缺點是調整工作量大，加工質量較差，工人的勞動強度也大。
2、剛性自動化單機
它是在剛性半自動化單機的基礎上增加自動上、下料等輔助裝置而形成的自動化機床。輔助裝置包括自動工件輸送、上料，下料、自動夾具、升降裝置和轉位裝置等；切屑處理一般由刮板器和螺旋傳送裝置完成。這種機床實現的也是單個工藝過程的全部加工循環。這種機床往往需要定做或改裝，常用於品種變化很小，但生產批量特別大的場合。主要特點是投資少、見效快，但通用性差，是大量生產最常見的加工裝備。
3、剛性自動化生產線
剛性自動化生產線是多工位生產過程，用工件輸送系統將各種自動化加工設備和輔助設備按一定的順序連接起來，在控制系統的作用下完成單個零件加工的復雜大系統。在剛性自動線上，被加工零件以一定的生產節拍，順序通過各個工作位置，自動完成零件預定的全部加工過程和部分檢測過程。因此，與剛性自動化單機相比，它的結構復雜，任務完成的工序多，所以生產效率也很高，是少品種、大量生產必不可少的加工裝備。除此之外，剛性自動生產線還具有可以有效縮短生產周期，取消半成品的中間庫存，縮短物料流程，減少生產面積，改善勞動條件，便於管
理等優點。它的主要缺點是投資大，系統調整周期長，更換產品不方便。為了消除這些缺點，人們發展了組合機床自動線，可以大幅度縮短建線周期，更換產品後只需更換機床的某些部件即可（例如可更換主軸箱），大大縮短了系統的調整時間，降低了生產成本，並能收到較好的使用效果和經濟效果。組合機床自動線主要用於箱體類零件和其他類型非回轉體的鑽、擴、鉸、鏜、攻螺紋和銑削等工序的加工。剛性自動化生產線目前正在向剛柔結合的方向發展。
圖8-1所示為加工曲拐零件的剛性自動線總體布局圖。該自動線年生產曲拐零件1700件，毛坯是球墨鑄鐵件。由於工件形狀不規則，沒有合適的輸送基面，因而採用了隨行夾具安裝定位，便於工件的輸送。
該曲拐加工自動線由7台組合機床和1個裝卸工位組成。全線定位夾緊機構由1個泵站集中供油。工件的輸送採用步伐式輸送帶，輸送帶用鋼絲繩牽引式傳動裝置驅動。因毛坯在隨行夾具上定位需要人工找正，沒有採用自動上下料裝置。在機床加工工位上採用壓縮空氣噴吹方式排除切屑，全線集中供給壓縮空氣。切屑運送採用鏈板式排屑裝置，從機床中間底座下方運送切屑。
自動線布局採用直線式，工件輸送帶貫穿各工位，工件裝卸工位4設在自動線末端。隨行夾具連同工件毛坯經升降機5提升，從機床上方送到自動線的始端，輸送過程中沒有切屑撒落到機床上、輸送帶上和地面上。切屑運送方向與工件輸送方向相反，斗式切屑提升機1設在自動線始端。中央控制台6設在自動線末端位置。
剛性自動線生產率高，但柔性較差，當加工工件變化時，需要停機、停線並對機床、夾具、刀具等工裝設備進行調整或更換（如更換主軸箱、刀具、夾具等），通常調整工作量大，停產時間較長。
二、柔性製造單元FMC
柔性製造單元（Flexible Manufacturing Cell）是由單台數控機床、加工中心、工件自動輸送及更換系統等組成。它是實現單工序加工的可變加工單元，單元內的機床在工藝能力上通常是相互補充的，可混流加工不同的零件。系統對外設有介面，可與其它單元組成柔性製造系統。
1、FMC控制系統
FMC控制系統一般分二級，分別是單元控制級和設備控制級。
（1）設備控制級 是針對各種設備，如機器人、機床、坐標測量機、小車、傳送裝置等的單機控制。這一級的控制系統向上與單元控制系統用介面連接，向下與設備連接。設備控制器的功能是把工作站控制器命令轉換成可操作的、有次序的簡單任務，並通過各種感測器監控這些任務的執行。設備控制級一般採用具有較強控制功能的微型計算機、匯流排控制機或可編程式控制制器等工控機。
（2）單元控制級 這一級控制系統是指揮和協調單元中各設備的活動，處理由物料貯運系統交來的零件托盤，並通過控制工件調整、零件夾緊、切削加工、切屑清除、加工過程中檢驗、卸下工件以及清洗工件等功能對設備級各子系統進行調度。單元控制系統一般採用具有有限實時處理能力的微型計算機或工作站。單元控制級通過RS232介面與設備控制級之間進行通訊，並可以通過該介面與其它系統組成FMS。
2、FMC的基本控制功能
（1）單元中各加工設備的任務管理與調度，其中包括制定單元作業計劃、計劃的管理與調度、設備和單元運行狀態的登錄與上報。
（2）單元內物流設備的管理與調度，這些設備包括傳送帶、有軌或無軌物料運輸車、機器人、托盤系統、工件裝卸站等。
（3）刀具系統的管理，包括向車間控制器和刀具預調儀提出刀具請求、將刀具分發至需要它的機床等。
圖8-2 柔性製造單元
1—數控車床 2—加工中心 3—裝卸工位 4—龍門式機械手 5—機器人6—加工中心控制器
7—車床數控裝置 8—龍門式機械手控制器 9—小車控制器10—加工中心控制器 11—機器人控制器
12—單元控制器 13、14—運輸小車
圖8-2所示為一加工回轉體零件為主的柔性製造單元。它包括1台數控車床，1台加工中心，兩台運輸小車用於在工件裝卸工位3、數控車床1和加工中心2之間的輸送，龍門式機械手4用來為數控車床裝卸工件和更換刀具，機器人5進行加工中心刀具庫和機外刀庫6之間的刀具交換。控制系統由車床數控裝置7，龍門式機械手控制器8，小車控制器9，加工中心控制器10，機器人控制器11和單元控制器12等組成。單元控制器負責對單元組成設備的控制、調度、信息交換和監視。
圖8-3 帶托盤庫的柔性製造單元
1－刀具庫 2－換刀機械手 3－托盤庫 4－裝卸工位 5－托盤交換機構
圖8-3所示是加工棱體零件的柔性製造單元。單元主機是一台卧式加工中心，刀庫容量為70把，採用雙機械手換刀，配有8工位自動交換托盤庫。托盤庫為環形轉盤，托盤庫檯面支承在圓柱環形導軌上，由內側的環鏈拖動而回轉，鏈輪由電機驅動。托盤的選擇和定位由可編程式控制制器控制，托盤庫具有正反向回轉、隨機選擇及跳躍分度等功能。托盤的交換由設在環形檯面中央的液壓推拉機構實現。托盤庫旁設有工件裝卸工位，機床兩側設有自動排屑裝置。
三、柔性製造系統FMS
柔性製造系統（Flexible Manufacturing System）是由兩台或兩台以上加工中心或數控機床組成，並在加工自動化的基礎上實現物料流和信息流的自動化，其基本組成部分有：自動化加工設備，工件儲運系統，刀具儲運系統，多層計算機控制系統等。
1、自動化加工設備
組成FMS的自動化加工設備有數控機床、加工中心、車削中心等，也可能是柔性製造單元。這些加工設備都是計算機控制的，加工零件的改變一般只需要改變數控程序，因而具有很高的柔性。自動化加工設備是自動化製造系統最基本，也是最重要的設備。
2、工件儲運系統
FMS工件儲運系統由工件庫、工件運輸設備和更換裝置等組成。工件庫包括自動化立體倉庫和托盤（工件）緩沖站。工件運輸設備包括各種傳送帶、運輸小車、機器人或機械手等。工件更換裝置包括各種機器人或機械手、托盤交換裝置等。
3、刀具儲運系統
FMS的刀具儲運系統由刀具庫、刀具輸送裝置和交換機構等組成。刀具庫有中央刀庫和機床刀庫。刀具輸送裝置有不同形式的運輸小車、機器人或機械手。刀具交換裝置通常是指機床上的換刀機構，如換刀機械手。
4、輔助設備
FMS可以根據生產需要配置輔助設備。輔助設備一般包括：①自動清洗工作站；②自動去毛刺設備；③自動測量設備；④集中切屑運輸系統；⑤集中冷卻潤滑系統等。
5、多層計算機控制系統
FMS的控制系統採用三級控制，分別是單元控制級、工作站控制級、設備控制級。圖8-4就是一個FMS控制系統實例，系統包括自動導向小車（AGV）、TH6350卧式加工中心、XH714A立式加工中心和倉儲設備等。
圖8-4 FMS控制系統實例
（1）設備控制級 是針對各種設備，如機器人、機床、坐標測量機、小車、傳送裝置以及儲存/檢索等的單機控制。這一級的控制系統向上與工作站控制系統用介面連接，向下與設備連接。設備控制器的功能是把工作站控制器命令轉換成可操作的、有次序的簡單任務，並通過各種感測
器監控這些任務的執行。
（2）工作站控制級 FMS工作站一般分成加工工作站和物流工作站。加工工作站完成各工位的加工工藝流程、刀具更換、檢驗等管理；物流工作站完成原料、成品及半成品的儲存、運輸、工位變換等管理。這一級控制系統是指揮和協調單元中一個設備小組的活動，處理由物料貯運系統交來的零件托盤，並通過控制工件調整、零件夾緊、切削加工、切屑清除、加工過程中檢驗、卸下工件以及清洗工件等功能對設備級各子系統進行調度。設備控制級和工作站控制級等控制系統一般採用具有較強控制功能的有實時控制功能的微型計算機、匯流排控制機或可編程式控制制器等工控機。
（3）單元控制級 單元控制級作為FMS的最高一級控制，是全部生產活動的總體控制系統，同時它還是承上啟下、溝通與上級（車間）控制器信息聯系的橋梁。因此，單元控制器對實現底三層有效的集成控制，提高FMS的經濟效益，特別是生產能力，具有十分重要的意義。單元控制級一般採用具有較強實時處理能力的小型計算機或工作站。
圖8-5是一種較典型的FMS，4台加工中心直線布置，工件儲運系統由托盤站2、托盤運輸無軌小車4、工件裝卸工位3和布置在加工中心前面的托盤交換裝置12等組成。刀具儲運系統由中央刀庫8、刀具進出站6、刀具輸送機器人移動車7和刀具預調儀5等組成。單元控制器9、工作站控制器（圖中未標出）和設備控制裝置組成三級計算機控制。切屑運輸系統沒有採用集中運輸方式，每台加工中心均配有切屑運輸裝置。
圖8-6 具有裝配功能的柔性製造系統
1—控制櫃 2—手工工位 3—緊固機器人 4—裝配機器人 5—雙臂機器人 6—清洗站 7—倉庫
8—車削加工中心 9—多坐標測量儀 10—鏜銑加工中心 11—刀具預調站 12—裝配機器人 13—小件裝配站 14—裝夾站 15—AGV（自動導引小車） 16—控制區
圖8-6所示是一個具有柔性裝配功能的柔性製造系統。圖的右部是加工系統，有一台鏜銑加工中心10和一台車削中心8。9是多坐標測量儀，7是立體倉庫、14是裝夾具區。圖的左部是一個柔性裝配系統，其中有一個裝載機器人12、三個裝夾具機器人3、4、13；一個雙臂機器人5、一個手工工位2和傳送帶。柔性加工和柔性裝配兩個系統由一個自動導向小車作為運輸系統15連接。測量設備也集成在總控系統范圍內。
柔性製造系統的主要特點有：①柔性高，適應多品種中小批量生產；②系統內的機床工藝能力上是相互補充和相互替代的；③可混流加工不同的零件；④系統局部調整或維修不中斷整個系統的運作；⑤多層計算機控制，可以和上層計算機聯網；⑥可進行三班無人干預生產。
四、柔性製造線FML
製造柔性線（Flexible Manufacturing Line）由自動化加工設備、工件輸送系統和控制系統等組成。柔性製造線FML與柔性製造系統之間的界限也很模糊，兩者的重要區別是前者象剛性自動線一樣，具有一定的生產節拍，工作沿一定的方向順序傳送，後者則沒有一定的生產節拍，工件的傳送方向也是隨機性質的。柔性製造線主要適用於品種變化不大的中批和大批量生產，線上的機床主要是多軸主軸箱的換箱式和轉塔式加工中心。在工件變換以後，各機床的主軸箱可自動進行更換，同時調入相應的數控程序，生產節拍也會作相應的調整。
柔性製造線的主要優點是：具有剛性自動線的絕大部分優點，當批量不很大時，生產成本比剛性自動線低得多，當品種改變時，系統所需的調整時間又比剛性自動線少得多，但建立系統的總費用卻比剛性自動線高得多。有時為了節省投資，提高系統的運行效率，柔性製造線常採用剛柔結合的形式，即生產線的一部分設備採用剛性專用設備（主要是組合機床），另一部分採用換箱或換刀式柔性加工機床。
1、自動化加工設備 組成FML的自動化加工設備有數控機床、可換主軸箱機床。可換主軸箱機床是介於加工中心和組合機床之間的一種中間機型。可換主軸箱機床周圍有主軸箱庫，根據加工工件的需要更換主軸箱。主軸箱通常是多軸的，可換主軸箱機床對工件進行多面、多軸、多刀同時加工，是一種高效機床。
2、工件輸送系統 FML的工件輸送系統和剛性自動線類似，採用各種傳送帶輸送工件，工件的流向與加工順序一致，依次通過各加工站。
3、刀具 可換主軸箱上裝有多把刀具，主軸箱本身起著刀具庫的作用，刀具的安裝、調整一般由人工進行，採用定時強制換刀。
圖 8-7 柔性製造線示意圖
圖8-7為一加工箱體零件的柔性自動線示意圖，它由2台對面布置的數控銑床，4台兩兩對面布置的轉塔式換箱機床和1台循式換箱機床組成。採用輥道傳送帶輸送工件。這條自動線看起來和剛性自動線沒有什麼區別，但它具有一定的柔性。FML同時具有剛性自動線和FMS的某些特徵。在柔性上接近FMS，在生產率上接近剛性自動線。
五、柔性裝配線FAL
柔性裝配線（Flexible Assembly Line）通常由裝配站、物料輸送裝置和控制系統等組成。
1、裝配站
FAL中的裝配站可以是可編程的裝配機器人，不可編程的自動裝配裝置和人工裝配工位。
2、物料輸送裝置
在FAL中，物料輸送裝置根據裝配工藝流程為裝配線提供各種裝配零件，使不同的零件和已裝配成的半成品合理地在各裝配點間流動，同時還要將成品部件（或產品）運離現場。輸送裝置由傳送帶和換向機構等組成。
3、控制系統
FAL的控制系統對全線進行調度和監控，主要是控制物料的流向、自動裝配站和裝配機器人。
圖8-8 柔性裝配示意圖
1—無人駕駛輸送裝置 2—傳送帶 3—雙臂裝配機器人 4—裝配機器人
5—擰螺紋機器人 6—自動裝配站 7—人工裝配工位 8—投料工作站
圖8-8是FAL的示意圖，線中有無人駕駛輸送裝置1，傳送帶2，雙臂裝配機器人3，裝配機器人4，擰螺紋機器人5，自動裝配站6，人工裝配工位7和投料工作站8等組成。投料工作站中有料庫和取料機器人。料庫有多層重疊放置的盒子，這些盒子可以抽出，也稱之為抽屜，待裝配的零件存放在這些盒子中。取料機器人有各種不同的夾爪，它可以自動地將零件從盒子中取出，並擺放在一個托盤中。盛有零件的托盤由傳送帶自動地送往裝配機器人或裝配站。
六、計算機集成製造系統（CIMS）
計算機集成製造系統（Computer Intergrated Manufacturing System）是一種集市場分析、產品設計、加工製造、經營管理、售後服務與一體，藉助於計算機的的控制與信息處理功能，使企業運作的信息流、物質流、價值流和人力資源有機融合，實現產品快速更新、生產率大幅提高、質量穩定、資金有效利用、損耗降低、人員合理配置、市場快速反饋和良好服務的全新的企業生產模式。
1、CIMS的功能構成
CIMS的功能構成包括下列內容，如圖8-9所示。
（1）管理功能 CIMS能夠對生產計劃、材料采購、倉儲和運輸、資金和財務以及人力資源進行合理配置和有效協調。
（2）設計功能 CIMS能夠運用CAD、CAE、CAPP（計算機輔助工藝編制）、NCP（數控程序編制）等技術手段實現產品設計、工藝設計等。
（3）製造功能 CIMS能夠按工藝要求，自動組織協調生產設備（CNC、FMC、FMS、FAL、機器人等）、儲運設備和輔助設備（送料、排屑、清洗等設備）完成製造過程。
圖8-9 CIMS的組成
（4）質量控制功能 CIMS運用CAQ（計算機輔助質量管理）來完成生產過程的質量管理和質量保證，它不僅在軟體上形成質量管理體系，在硬體上還參與生產過程的測試與監控。
（5）集成控制與網路功能 CIMS採用多層計算機管理模式，例如工廠控制級、車間控制級、單元控制級、工作站控制級、設備控制級等，各級間分工明確、資源共享，並依賴網路實現信息傳遞。CIMS還能夠與客戶建立網路溝通渠道，實現自動定貨、服務反饋、外協合作等。
從上述介紹可知，CIMS是目前最高級別的自動化製造系統，但這並不意味著CIMS是完全自動化的製造系統。事實上，目前意義上CIMS的自動化程度甚至比柔性製造系統還要低。CIMS強調的主要是信息集成，而不是製造過程物流的自動化。CIMS的主要特點是系統十分龐大，包括的內容很多，要在一個企業完全實現難度很大。但可以採取部分集成的方式，逐步實現整個企業的信息及功能集成。
2、CIMS的關鍵技術
CIMS是傳統製造技術、自動化技術、信息技術、管理科學、網路技術、系統工程技術綜合應用的產物，是復雜而龐大的系統工程。CIMS的主要特徵是計算機化、信息化、智能化和高度集成化。目前各個國家都處在局部集成和較低水平的應用階段，CIMS所需解決的關鍵技術主要有信息集成、過程集成和企業集成等問題。
（1）信息集成 針對設計、管理和加工製造的不同單元，實現信息正確、高效的共享和交換，是改善企業技術和管理水平必須首先解決的問題。信息集成的首要問題是建立企業的系統模型。利用企業的系統模型來科學的分析和綜合企業的各部分的功能關系、信息關系和動態關系，解決企業的物質流、信息流、價值流、決策流之間的關系，這是企業信息集成的基礎。其次，由於系統中包含了不同的操作系統、控制系統、資料庫和應用軟體，且各系統間可能使用不同的通信協議，因此信息集成還要處理好信息間的介面問題。
（2）過程集成 企業為了提高T（效率）、Q（質量）、C（成本）、S（服務）、E（環境）等目標，除了信息集成這一手段外，還必須處理好過程間的優化與協調。過程集成要求將產品開發、工藝設計、生產製造、供應銷售中的各串列過程盡量轉變為並行過程，如在產品設計時就考慮到下游工作中的可製造性、可裝配性、可維護性等，並預見產品的質量、售後服務內容等。過程集成還包括快速反應和動態調整，即當某一過程出現未預見偏差，相關過程及時調整規劃和方案。
（3）企業集成 充分利用全球的物質資源、信息資源、技術資源、製造資源、人才資源和用戶資源，滿足以人為核心的智能化和以用戶為中心的產品柔性化是CIMS全球化目標，企業集成就是解決資源共享、資源優化、信息服務、虛擬製造、並行工程、網路平台等方面的關鍵技術。

7. 饋線自動化的實施可採取哪些實現模式

饋線自動化的實施可採取以下實現模式：就地型。不需要配電主站或配電子站控制，在配電網發生故障時，通過終端相互通信、保護配合或時序配合，隔離故障區域，恢復非故障區域供電，並上報處理過程及結果。就地型饋線自動化包括重合器方式、智能分布式等。集中型。藉助通信手段，通過配電終端和配電主站/子站的配合，在發生故障時判斷故障區域，並通過遙控或人工隔離故障區域，恢復非故障區域供電。集中型饋線自動化包括半自動和全自動兩種方式。

8. 一個自動化設備，有幾大部分組成才能運作起來

自動化系統基本的組成有檢測器件（各種感測器）、控制器（單片機，PLC，繼電器等）、傳動系統（連桿，齒輪，皮帶等）、執行器件。

最為核心的控制系統中根據需求有不同的控制方案，比如過程式控制制中採用的主要控制方式有反饋控制、前饋控制和最優控制等。

執行器件有很多種，但是基本上都是通過控制電機進行最終執行操作。最終運作的流程就是採集-控制-傳送-執行。如圖所示的機械臂就是一個簡單的自動化設備。

(8)集中型自動化裝置擴展閱讀：

自動化設備工程應用特點：

1、工件在工位上的定位：根據需方產品的實際情況，軸向及圓周方向均以某一管接的孔（或管接頭）作為基準。

2、工件的上下料（上下線）採用人工模式，附件的上料為人工理料、自動上料。

3、焊接為自動焊接，焊槍做多自由度運動，工件可作旋轉運動，以達到所需位置的焊縫。

4、採用PLC（可編程邏輯控制器）控制整個自動生產過程，觸摸屏作為人機操作界面，氣缸和電機配合執行自動動作。

9. 集中上料系統和自動化供料系統有什麼區別

隨工業技術的發展和效率提升的要求，成型機的供料也趨向自動化、智慧化、人性化控制，供料主要分為系統與單機，如何選擇注塑機中央供料系統或是單機輸送，需要考慮因素及各種條件，以評估什麼樣的設備最適合生產。 首先，考慮生產使用要求，成型生產工藝，產品結構及加工性能。 其次，設備前期成本，設備佔地面積、能耗，在使用過程中穩定性，維護保養總運營成本，故障維修時間。在整個塑膠生產過程中，需要涉及設備很多，除常用除濕、乾燥、送料外,還有其他工藝要求設備。每個生產型企業都希望所選擇常用設備成本低、效率高、使用穩定。如何選擇最佳設備呢? 在塑膠成型工藝中，塑膠原料集中輸送與單機輸送的區別又如何體現？ 1.系統最大特點是效率高、省人力，穩定性好，擴充功能強大，生產現場環境改善，觸摸式操作更為人性化，統一可實現無人化管理。 2.集中控制台可實現控制一台真空泵及多台真空泵同時對注塑機上料，還可對系統的外部信號和系統的工作狀態以及可能的故障進行實時的監控。視覺化觸摸屏人機界面，操作簡便而功能強大，使系統自動化程度大大提高，並節約能源。集中控制可設定不同參數，可在觸屏畫面上直接監控。單機控制則不能在同一地方控制，開機時操作時間過長效率低。 集中控制可實現遠距離控制操作，一台真空泵可對多台機供料。例如，有10台注塑機需要供料，採用集中控制可配置1台真空泵，單機則需要10台吸料機，能耗大於集中控制，不能在同一地方操作。 3.系統與單機所用場地不同。原料集中存儲或堆放、粉塵集中收集，遠離生產加工現場，主機旁的工作條件得到顯著改善，從而提高了車間良好整潔的生產環境，可確保原料不受污染。單機則需要更多地方擺放原料，原料擺放混亂，在添加原料時容易出錯，粉塵不能集中收集。集中供料系統可減少工人加料，原料不需要人工搬運，降低勞動強度。 4.原料集中供料時如需除濕乾燥也為集中處理，可保障原料在輸送過程中不受潮，總體電熱功率低。原料輸送為密閉式，並可控制注塑機原料使用量。如車間使用空調，系統集中處理熱量不會散發到車間，從而使環境溫度不受影響。單機輸送所有乾燥都只能放在主機旁邊，熱量直接釋放到車間。 集中供料系統可實現多種不同原料輸送，將處理原料按設定好種類合理分配，快速切換原料，單機則不能對原料進行選擇切換輸送，單機只能一對一供應不能選擇。 5.單機輸送在互換上較為靈活，某台注塑機不生產時可隨時停機供料。系統則停一台真空泵時，此真空泵對應的注塑機(其他成型設備)也相應會停止供料。單機在清理維護時可以隨時停機處理，其他機器不受停機影響。但是，系統可配置一組備用真空泵，在清理時可起動備用真空泵，系統不會停機，在維護上單機工作量超過系統。單機易損件多於系統，且運行成本會高。

10. 自動化技術在船舶工程中的應用

1. 機艙自動化發展歷史及現狀
艦艇裝備武器、觀導、通信系統的自動化、電子程式控制化是衡量艦艇現代化程度的主要尺度，而機艙自動化是當代艦船共同研發的課題。然而，由於艦船使用任務的差異，受其戰術技術要求或和技術經濟指標的制約，在船舶自動化設計上也會有不同的定位和取向。
艦艇機艙自動化設置的目的在於避免和防止船員判斷和操作失當，貽誤戰機，其次為減輕船員大量重復體力消耗，進而提高其戰鬥力和生命力。民用船舶機艙自動化除安全可靠因素外，尤以追求船舶運行的經濟性為目的。
從本世紀50年代機電設備單元(或單機)自動化在艦船上大量採用，1961年日本建成「金華山丸」號，實現機艙集中控制和駕駛室遙控主機，成為世界上第一艘自動化船。60年代中期發展無人值班機艙，出現了第二代自動化船，如1964年日本為丹麥建造的「賽靈月」號(SELEM DAM)65型油船。該船除了機艙集中控制和駕駛室遙控主機外，還有火災探測及自動滅火裝置。在機艙、駕駛室和船員居住區之間設有通信和報警裝置。其後，各國船級社陸續出台了滿足不同程度自動化分級的一人或無人值班機艙船舶的技術標准，從而使艦船機艙自動化納入規范化。
2. 電站自動化系統的歷史與發展
船舶電站是船舶的重要組成部分，而電站自動化是船舶自動化的主要內容之一。電站運行的可靠性、經濟性及自動化程度對保證船舶安全、經濟航行具有重要意義。隨著船舶向大型化和多功能化發展，對船舶電站提出的要求也越來越高，因而船舶電站在近幾十年中有了很大的發展，其發展的突出標志是自動化。
國外船舶自動化一開始大多是從電氣部分著手，從最原始的手動本地操縱進化成手動遙控操縱，再進一步發展成半自動控制，最後發展到目前的最高水平的電站全自動控制的無人值班機艙。早在60年代初期，日本、德國、英國等國就有電站單元自動化裝置，如:英國的MMF自並車裝置，日本的XET自動並車裝置和XPT自動負荷分配裝置。到70年代中後期，人們在單元自動化裝置的基礎上，把它們系統地組合成成套電站自動化設備，系統可在集控室進行集中控制，如:「里言斯頓」號船上的SEPA電站自動化控制系統，日本「星光」號船上電站自動化系統。隨著微型計算機的發展和推廣應用，在80年代初期國外研製成功了微型計算機單機控制系統，如:用在我國「德大」輪上的日本大發公司配套的電站自動化控制系統，廣州遠洋公司15000噸上使用的丹麥SEMCO公司的APM電動自動化系統。到80年代中後期，隨著微機網路技術的日趨成熟，國外眾多國家相繼開發研製多微機分布式網路型自動化控制系統，如:西門子、AEG等國際著名的大公司近期的產品，是目前國際上最新技術產品。
我國在船舶電站自動化方面起步較晚，而且計算機技術發展和應用落後於國際水平。因此，在電站自動化技術方面存在很大差距。前兒年，國內研製生產並投入使用的電站自動化產品，在技術上大都相當於國外六七十年代的產品，是分立元件單元化控制裝置，在測量、控制精度及性能穩定性和可靠性方面均不太理想。近幾年，也有不少單微機電站自動化系統，但由於其存在著一旦微機出現故障則整個電站自動化功能將全部失效等這一系統性先天不足問題，因此這一產品的推廣應用也受到限制。隨著船舶向大型化、自動化方向發展，對船舶電站提出了更高的要求，因此，一個高可靠性、功能齊全的網路型多微機分布式電站自動化控制系統將是未來船舶電站自動化的發展趨勢。
3. 主機遙控系統的歷史與發展概況
艦船機艙主機遙控系統是艦船機艙自動化的重要組成部分。在本世紀60年代以前的幾十年裡，船舶機艙里只有個別的或局部的機組、系統採用自動化技術，從局部自動到全面自動化經歷了一段較長的歲月。隨著自動化裝置的設計、製造和管理各方面的日趨成熟，單項和局部的自動化逐漸增多。1961年1月，日本建成世界上第一艘具有機艙集中監視報警和主機遙控裝置的8000噸級「金華山丸」貨船，只需一人值班，船員人數減少至37人。引起了世界各國的極大關注，此後，機艙集中監視報警和主機遙控系統得以了迅速發展。70年代中期起，隨著微型計算機的發展，微機隨即被用到船上。80年代微機迅猛發展，集成度不斷提高，中央處理單元由4位、8位發展到16、32位以上。使微機在機艙集中監視報警和主機遙控系統中的應用得以迅速發展。
我國在70年代後期，緊跟世界輪機自動化發展步伐。1978年，萬噸級貨船「長順」輪使用了自行設計製造的主機遙控系統。1990年誕生了我國第一套完整的網路型微機控制主機遙控系統(CY880型)。該系統成功地安裝於我海軍某綜合補給船上。