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User:Zhenqinli/自动化概述

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自动化
机器人
综合应用
具体应用
社会运动

以下是关于自动化的一般概述和主题指南：

自动化 – 通过使用控制系统和信息技术来减少在商品和服务生产过程中对人类劳动力的需求。在工业化的范畴内，自动化是机械化之后的进一步发展。

自动化描述了一系列减少人类干预的广泛技术，主要通过预先确定决策标准、子流程关系及相关动作，并将这些预设条件融入机器中。自动化可通过多种手段实现，包括机械、液压、气动、电气、电子设备及计算机，通常采用组合方式。复杂系统如现代工厂、飞机和船舶通常会综合运用所有这些技术。自动化的好处包括节省劳动力、减少浪费、降低电费、降低材料成本，以及提高质量、准确性和精度。

自动化包括使用各种设备和控制系统，如机械、工厂流程、锅炉和热处理炉、电话网络的切换、船舶、飞机和其他应用及车辆的转向和稳定，这些都减少了人类干预。例子包括从家庭恒温器控制锅炉到大型工业控制系统，后者涉及数万个输入测量值和输出控制信号。自动化在银行业也找到了应用。其控制复杂性可从简单的开/关控制到多变量高级算法。

在最简单的自动控制回路中，控制器将过程的测量值与设定值进行比较，处理产生的误差信号以改变输入到过程中的某些参数，从而使过程在干扰下仍保持在设定点。这种闭环控制是负反馈在系统中的应用。控制理论的数学基础始于18世纪，并在20世纪迅速发展。

自动化的本质

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  • 控制系统 – 用于管理、指挥、指导或调节其他设备或系统行为的装置或装置集合。
  • 工业控制系统（ICS）——涵盖工业生产中使用的多种控制系统，包括监督控制与数据采集（SCADA）系统、分布式控制系统（DCS）以及其他小型控制系统配置，如常用于工业领域和关键基础设施的模块化可编程逻辑控制器（PLC）。
  • 工业化 — 指社会和经济变革的时期，使人类群体从农业社会转变为工业社会。
  • 数控（NC） — 指通过存储介质上编码的抽象程序指令自动控制机床，而非通过手轮或杠杆手动控制，或仅通过凸轮机械自动控制。
  • 机器人技术 – 涉及机器人及计算机系统设计、制造、操作、结构布局、应用及其控制、传感器反馈和信息处理的科技分支。

自动化分支

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通用型

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特定用途

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自动化相关领域

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  • 控制论 – 跨学科研究调节系统结构的学科。
  • 认知科学 – 跨学科的科学研究，探讨心灵及其运作过程。它研究认知是什么、它做什么以及如何运作。
  • 机器人学 – 技术领域，涉及机器人及控制、感官反馈和信息处理的计算机系统的设计、构建、操作、结构布局、制造和应用。

自动化历史

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  • 大规模生产的历史 – 大规模生产的先决条件包括可互换零件、机床和动力，尤其是电力形式的动力。大规模生产在20世纪10年代和20年代由亨利·福特的福特汽车公司推广，该公司将电动机引入了当时已知的链式或顺序生产技术。
  • 家庭自动化历史

自动化机器

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自动化机器组件

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自动化工具

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  • 人工神经网络 (ANN) — 受生物神经网络结构或功能启发的数学模型或计算模型。
  • 人机界面 (HMI) — 操作员级本地控制面板，用于监控现场设备。
  • 实验室信息管理系统 (LIMS) — 提供支持现代实验室运营的一系列关键功能的软件包。
  • 工业控制系统 — 涵盖工业生产中使用的多种控制系统，包括监督控制与数据采集（SCADA）系统、分布式控制系统（DCS）以及其他小型控制系统配置，如常用于工业领域和关键基础设施的模块化可编程逻辑控制器（PLC）。
    • 分布式控制系统 (DCS) – 通常用于制造系统、工艺流程或任何动态系统的控制系统，其中控制器元件并非集中于单一位置（如大脑），而是分布于整个系统中，每个子系统由一个或多个控制器进行控制。
    • 制造执行系统（MES）——用于管理工厂制造操作的系统，包括资源管理、生产过程调度、生产订单派遣、生产订单执行等。
    • 可编程自动化控制器（PAC）——用于自动化机电过程的数字计算机，例如工厂装配线上的机械控制、游乐设施或照明设备的控制。
    • 可编程逻辑控制器（PLC）——可编程逻辑控制器（PLC）或可编程控制器是一种用于自动化机电过程的数字计算机，例如控制工厂装配线上的机械设备、游乐设施或照明设备。缩写“PLC”和术语“可编程逻辑控制器”是艾伦-布拉德利公司（罗克韦尔自动化）的注册商标。PLC广泛应用于多个行业和机器。与通用计算机不同，PLC专为多输入输出配置、扩展温度范围、抗电气噪声以及抗振动和冲击而设计。控制机器运行的程序通常存储在电池备份或非易失性存储器中。PLC是硬实时系统的典型代表，因为输出结果必须在有限时间内对输入条件做出响应，否则将导致意外操作。
    • 监督控制与数据采集（SCADA）——通常指工业控制系统（ICS）：用于监控和控制工业、基础设施或设施基于过程的计算机系统，如下所述：* 工业过程包括制造、生产、发电、加工和精炼等，可能以连续、批次、重复或离散模式运行。
  • 模拟 § 工程技术模拟或过程模拟

社会运动

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与自动化相关的社会运动——倡导在全球范围内通过半自动或全自动系统满足人类需求的运动。例如，在全球范围内实现农业和食品分发的自动化，以确保没有人会挨饿。一个目标是自动化所有繁琐的劳动，使人类能够从事更具创造性的活动（或减少工作量）。

  • 技术官僚运动——自大萧条时期（20世纪30年代）至今活跃的社会运动，提议用具备技术专长的科学家和工程师取代政治家和商人来管理经济。
  • 时代精神运动——主张用一种所有资源均等、共同且可持续共享的经济模式取代市场经济。

未来的自动化

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  • 人型机器人——一种设计上与人类外貌和行为相似的机器人或合成生物，其身体具有与人类皮肤相似的质感
  • 技术奇点 – 通过技术手段实现超越人类智能的未来假设性出现。
  • 半自动化 – 通过中央计算机控制器协调人类与机器的活动。
  • 协作式机器人

参见

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  • 机器人学概述
  • 电路理论
  • 模拟电子学
  • 数字电子学 — 通过离散的模拟电平带表示信号，而非连续范围。
  • 电力电子学 — 固态电子学在电力控制与转换中的应用。
  • 电磁场 – （也称为EMF或EM场）是由带电物体运动产生的物理场。
  • 电气测量 – 用于测量电气量的方法、设备和计算。
  • 电动机 – 一种将电能转换为机械能的机电设备。
  • 控制理论 – 工程学与数学的多学科交叉领域，研究动态系统的行为。
  • 微型计算机 – 以微处理器作为中央处理单元的计算机。
  • 调节器
  • 电子速度控制 – 或ESC是一种电子电路，用于调节电动机的速度、方向，并可能作为动态制动器。
  • 计算机模拟 – 计算机模型或计算模型是一种计算机程序或计算机网络，旨在模拟特定系统的抽象模型。
  • 线性系统 – 基于线性算子使用的系统数学模型。
  • 电气CAD – 允许电气工程师创建和管理电气原理图的软件包。
  • 模糊控制

en:Outline of automation

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