自动化专业：自动化科普论文.doc

自动化科普论文摘要从刀耕火种的年代起，人们就一直梦想着制造出能够无需人的参与就可以自己完成任务的省时省力地生产的工具，来满足人们生活的需要。在几千年的生产过程中，人们发明了很多节省力气的工具，如在河流上建造的水车。可以通过水的冲击带动轮子转动，实现灌溉、淘米等工作。从自动化技术诞生到现在，在各个领域大显身手，其中包括工业生产、军事武器、经济统计、家庭生活等各个方面。工业制造、飞机导航、交通运输、导弹控制中到处都是自动化技术的应用。一、 自动化技术的诞生与历史应用自动化技术源远流长。人们在几千年的劳动过程中，早已经利用自己聪明的头脑创造出了一些巧夺天工的装置，用以减少或代替劳动。这些自动化装置体现了朦胧的自动化思想。中国古代能工巧匠发明许多原始的自动装置，其中比较著名的有指南车 、铜壶滴漏 、饮酒速度的自动调节、计里鼓车、候风地动仪等等。电视连续剧三国演义中，传说木牛流马就是诸葛亮发明的一种自动装置。它可以不用牲畜做动力，而是使用类似弹簧的装置来提供动力，帮助诸葛亮的军队运送战略物资。这虽然只是个传说，但是却体现了人们对于自动化装置的向往。 而我国古代发明家马均发明的指南车则确有其事。这种指南车上有一个小木人，无论如何向前、向后、还是转弯，小木人的手一直指向南方。这种装置好像现代的自动定向仪。在国外，在古代也有很多制造巧妙的装置，2000年前的古希腊，有一个非常出色的技师叫希罗，他经常向阿基米德等科学家请教、学习，制造出了许多机器。有神殿自动门、神水自动出售机、里程表等。神殿自动门当有人拜神时，点燃祭坛上的油火，油火产生的热量就会使一个箱子里的空气膨胀，然后膨胀的空气就会推动大门，使大门打开。当拜神的人把油火熄灭后，空气受冷缩小，大门于是就会关闭。当时的人们由于没有什么科学知识，还以为是神仙显灵，为他们开门呢！其实这种装置也就是现在人们经常使用的发动机的原理。工业革命的到来，为自动化的发展带来了巨大的动力。1788年，为了解决工业生产中蒸汽机的速度控制问题，瓦特在自己发明的蒸汽机上安装了一个飞球，并将它与蒸汽机的阀门连接在一起。这样当蒸汽机的转速太快时，飞球升高，使阀门开的小些，蒸汽机会减速。瓦特的这项发明开创了自动调节装置的应用和研究。这项发明的成功表明自动化技术已具雏形。但是这些发明都是在人们工作检验中产生的，没有形成理论的指导。直到一百多年后，美国数学家维纳与墨西哥生物学家罗森布卢埃特合作，经过从1934年到1947年的十几年研究，最终提出了自动化的理论基础著作控制论。标志着自动化技术的正式诞生。 二、现代自动化技术在工业发展上的应用 工业革命是自动化技术的助产士。正是由于工业革命的需要，自动化技术才冲破了卵壳，得到了蓬勃发展。同时自动化技术也促进了工业的进步，如今自动化技术已经被广泛的应用于机械制造、电力、建筑、交通运输、信息技术等领域，成为提高劳动生产率的主要手段。电子计算机和网络的出现，正在全方位地改变着人类的生活和工作方式，人类社会开始步入了信息社会。这种变化也不可避免地影响着制造业。自动化的制造业技术包括柔性制造系统（fms）、虚拟机床、dnc系统现场总线技术、并行工程、敏捷制造、精良生产、仿生制造、智能制造、虚拟制造。计算机一出现就被用于制造业，借助计算机各种先进科学技术得以应用，使制造业自动化出现了日新月异的发展。设计自动化就是其中的一项重大发展。它包括计算机辅助设计、计算机辅助工艺过程设计和计算机辅助制造。随着车间自动化加速发展，达到很高的水平，数控机床和加工中心成为比较典型的自动化设备和系统。数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。自从1952年美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控机床以来，数控机床在制造工业，特别是在汽车、航空航天、以及军事工业中被广泛地应用，数控技术无论在硬件和软件方面，都有飞速发展。随着计算机仿真技术的发展和应用的深入，仿真技术已广泛应用于制造业的评估工艺计划和设备，以及新产品设计。但是大部分仿真系统都是彼此独立的，都是针对产品生命周期中的各个阶段的功能需要而建立的特定仿真模型，是为某个阶段或其中的某个过程服务，因而产品和制造工程的建模能力不够全面，仿真功能并不完善。智能制造（intelligent manufacturing，im）是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思。和决策等。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新，扩展到柔性化、智能化和高度集成化。毫无疑问，智能化是制造自动化的发展方向。在制造过程的各个环节几乎都广泛应用人工智能技术。专家系统技术可以用于工程设计，工艺过程设计，生产调度，故障诊断等。也可以将神经网络和模糊控制技术等先进的计算机智能方法应用于产品配方，生产调度等，实现制造过程智能化。三、现代自动化技术在家庭生活中的应用现代的自动化技术在当今社会的各行各业发挥着重要作用，同时也为我们的日常生活提供着便利。自动化技术其实离我们每个人并不远。如果在生活中仔细观察，就会发现自动化技术就在我们身边，从家用电器到水电仪表，到处都有它的身影。对于有具体件数的东西我们可以数出来，有具体形态的东西可以通过称重法来计量，而水、燃气、电之类的东西却是难以计量的。因此必须有专门的公平合理的器具来计量它们，在这方面自动化又可以大显身手了，制造出了自来水表、燃气表和电表等等仪表，帮我们来计量这些难以计量的东西。时间看不见，摸不着，计量它确实很困难，但是聪明的古人还是找到了各种方法来计时。最早的日晷使得人们可以根据太阳的影子来计时，但是到了夜间就无法使用了。直到现在，连最先进的原子钟也是通过铯原子的极有规律的振荡周期来进行计时的。在日常生活中，温度开关可能是人们接触最多也是最简单的控制元件了，所谓温度开关就是根据所要控制的对象的温度来决定通断的开关，我们在很多小家电中经常能看到它的身影。在家用电饭煲中有两种温度开关，一种就是前面提到的，双金属温度开关，它可以不停地通断，用来对煮熟的米饭进行保温，还有一种温度开关是用“热敏铁氧体”做成的，它能实现只接通一次，可以使电饭煲煮饭温度高于一百多度后断开，不再接通。因为米汤煮沸后，焖锅一阵子就可以，过多通断反而会把饭煮糊。有类似的温度控制要求的场合也很多，都可以利用“热敏铁氧体”温度开关来实现。当我们的自行车的车胎没有气的时候，我们要使用充气装置来为车胎充气。以前都是使用人工气筒，但是现在越来越多的自行车修理点都有电动打气装置。我们只要把一个长管子的头按到自行车的气嘴上，几秒钟就会把气充好。有时候我们在充气的时候，会被突然响起的电动机的声音吓一跳。仔细一看就会发现，管子的另外一头是连接在一个气压机上。我们在用管子充气的时候，使气压机容器中的压力下降。气压机的电动机启动以保证容器内气体的压力。但是我们没有看见有人启动气压机呀！为什么气压机就自己运转了呢？其实没有什么神秘的，只不过是在气压机上有一个自动压力开关在控制气压机的电机的电源的开关而已。 生活中的自动化设备还有好多好多，例如全自动洗衣机、音乐喷泉、电