工業控制系統發展經歷了哪些發展歷程

2021-03-04 00:45:51 字數 5358 閱讀 2783

1樓:匿名使用者

自動化技術的發展歷史,大致可以劃分為自動化技術形成、區域性自動化和綜合自動化三個時期.

社會的需要是自動化技術發展的動力.自動化技術是緊密圍繞著生產、軍事裝置的控制以及航空航天工業的需要而形成和發展起來的.2023年,j.

瓦特為了解決工業生產中提出的蒸汽機的速度控制問題,把離心式調速器與蒸汽機的閥門連線起來,構成蒸汽機轉速調節系統,使蒸汽機變為既安全又實用的動力裝置.瓦特的這項發明開創了自動調節裝置的研究和應用.在解決隨之出現的自動調節裝置的穩定性的過程中,數學家提出了判定系統穩定性的判據,積累了設計和使用自動調節器的經驗.

20世紀40年代是自動化技術和理論形成的關鍵時期,一批科學家為了解決軍事上提出的火炮控制、魚雷導航、飛機導航等技術問題,逐步形成了以分析和設計單變數控制系統為主要內容的經典控制理論與方法.機械、電氣和電子技術的發展為生產自動化提供了技術手段.2023年,美國福特公司的機械工程師d.

s.哈德首先提出用自動化一詞來描述生產過程的自動操作.2023年建立第乙個生產自動化研究部門.

2023年j.迪博爾德第一本以自動化命名的《自動化》一書出版,他認為「自動化是分析、組織和控制生產過程的手段「.實際上,自動化是將自動控制用於生產過程的結果.

50年代以後,自動控制作為提高生產率的一種重要手段開始推廣應用.它在機械製造中的應用形成了機械製造自動化;在石油、化工、冶金等連續生產過程中應用,對大規模的生產裝置進行控制和管理,形成了過程自動化.電子計算機的推廣和應用,使自動控制與資訊處理相結合,出現了業務管理自動化.

50年代末到60年代初,大量的工程實踐,尤其是航天技術的發展,涉及大量的多輸入多輸出系統的最優控制問題,用經典的控制理論已難於解決,於是產生了以極大值原理、動態規劃和狀態空間法等為核心的現代控制理論.現代控制理論提供了滿足發射第一顆人造衛星的控制手段,保證了其後的若干空間計畫(如飛彈的制導、太空飛行器的控制)的實施.控制工作者從過去那種只依據傳遞函式來考慮控制系統的輸入輸出關係,過渡到用狀態空間法來考慮系統內部結構,是控制工作者對控制系統規律認識的乙個飛躍.

60年代中期以後,現代控制理論在自動化中的應用,特別是在航空航天領域的應用.產生一些新的控制方法和結構,如自適應和隨機控制、系統辨識、微分對策、分布引數系統等.與此同時,模式識別和人工智慧也發展起來,出現了智慧型機械人和專家系統.

現代控制理論和電子計算機在工業生產中的應用,使生產過程控制和管理向綜合最優化發展.

70年代中期,自動化的應用開始面向大規模、複雜的系統,如大型電力系統、交通運輸系統、鋼鐵聯合企業、國民經濟系統等,它不僅要求對現有系統進行最優控制和管理,而且還要對未來系統進行最優籌劃和設計,運用現代控制理論方法已不能取得應有的成效,於是出現了大系統理論與方法.80年代初,隨著計算機網路的迅速發展,管理自動化取得較大進步,出現了管理資訊系統、辦公自動化、決策支援系統.與此同時,人類開始綜合利用感測技術、通訊技術、計算機、系統控制和人工智慧等新技術和新方法來解決所面臨的工廠自動化、辦公自動化、醫療自動化、農業自動化以及各種複雜的社會經濟問題.

研製出柔性製造系統、決策支援系統、智慧型機械人和專家系統等高階自動化系統.

自動化技術的發展歷史是一部人類以自己的聰明才智延伸和擴充套件器官功能的歷史,自動化是現代科學技術和現代工業的結晶,它的發展充分體現了科學技術的綜合作用.

控制系統的發展經歷了幾個階段?各有什麼特點

2樓:

關於控制和自動化技術發展但是其上可以分為四個歷史時期:

(1) 自動化裝置的出現和應用(18世紀以前)

古代人類在長期的生產和生活中,為了減輕自己的勞動,逐漸利用自然界的動力(水力、風力等)代替人力、畜力,以及用自動裝置代替人的部分繁雜的腦力勞動和對自然界動力的控制。

(2)自動化技術形成時期(18世紀末至20世紀30年代)

社會的需要是自動化技術發展的動力。自動化技術是緊密圍繞著生產﹑軍事裝置的控制以及航空航天工業的需要而形成和發展起來的。工業上的應用,是以瓦特的蒸汽機調速器作為正式起點。

2023年﹐瓦特為了解決工業生產中提出的蒸汽機的速度控制問題﹐把離心式調速器與蒸汽機的閥門連線起來﹐構成蒸汽機轉速調節系統﹐使蒸汽機變為既安全又實用的動力裝置。此時的自動化裝置是機械式的,而且是自力型的。

(3)區域性自動化時期(20世紀40~50年代)

在1943~2023年,美國電氣工程師j.埃克脫(eckert)核物理學家j.莫奇利(mauchly)為美國陸軍研製成世界上第一台基於電子管和數字管的計算機(electronic digit ***puter)——電子書子積分和自動計數器(eniac)。

隨後人們對計算機進行了多次改良,使之更加實用。同時,電子計算機的發明,為20世紀60~70年代開始的在控制系統廣泛應用程式控制和邏輯控制以及應用數字計算機直接控制生產過程,奠定了基礎。目前,小型電子數字計算機或微控制器已成為複雜自動控制系統的一組成部分,以實現複雜的控制和演算法。

(4)綜合自動化時期(20世紀50年代起末至今)

在這個時期,經典控制理論已不能滿足複雜工業化的需求,現代控制理論應運而生,得到了迅速的發展,並形成了許多各分支。

控制系統的發展經歷了幾個階段?各有什麼特點?

3樓:百度使用者

20世紀,人類跨入了以「加工機械化、經營規模化、資本壟斷化」為特徵的工業化時代。在過去的整整乙個世紀中,質量管理的發展,大致經歷了三個階段:

質量檢驗階段

20世紀初,人們對質量管理的理解還只限於質量的檢驗。質量檢驗所使用的手段是各種的檢測裝置和儀表,方式是嚴格把關,進行百分之百的檢驗。其間,美國出現了以泰羅為代表的「科學管理運動」。

「科學管理」提出了在人員中進行科學分工的要求,並將計畫職能與執行職能分開,中間在加乙個檢驗環節,以便監督、檢查對計畫、設計、產品標準等專案的貫徹執行。這就是說,計畫設計、生產操作、檢查監督各有專人負責,從而產生了一支專職檢查隊伍,構成了乙個專職的檢查部門,這樣,質量檢驗機構就被獨立出來了。起初,人們非常強調工長在保證質量方面的作用,將質量管理的責任由操作者轉移到工長,故被人稱為「工長的質量管理」。

後來,這一職能又由工長轉移到專職檢驗人員,由專職檢驗部門實施質量檢驗。稱為「檢驗員的質量管理」。

質量檢驗是在成品中挑出廢品,以保證出廠產品質量。但這種事後檢驗把關,無法在生產過程中起到預防、控制的作用。廢品已成事實,很難補救。

且百分之百的檢驗,增加檢驗費用。生產規模進一步擴大,在大批量生產的情況下,其弊端就突顯出來。一些著名統計學家和質量管理專家就注意到質量檢驗的問題,嘗試運用數理統計學的原理來解決,使質量檢驗既經濟又準確,2023年,美國的休哈特提出了控制和預防缺陷的概念,並成功地創造了「控制圖」,把數理統計方法引入到質量管理中,使質量管理推進到新階段。

2023年道奇(h.f.dodge)和羅公尺克(h.

g.romig)發表了《挑選型抽樣檢查法》**。

統計質量控制階段

這一階段的特徵是數理統計方法與質量管理的結合。

第一次世界大戰後期,為了在短時期內解決美國300萬參戰士兵的軍裝規格是服從正態分佈的。因此他建議將軍裝按十種規格的不同尺寸加工不同的數量。美國國防部採納了他的建議,結果,製成的軍裝基本符合士兵體裁的要求。

後來他又將數理統計的原理運用到質量管理中來,並發明了控制圖。他認為質量管理不僅要搞事後檢驗,而且在發現有廢品生產的先兆時就進行分析改進,從而預防廢品的產生。控制圖就是運用數理統計原理進行這種預防的工具。

因此,控制圖的出現,是質量管理從單純事後檢驗轉入檢驗加預防的標誌,也是形成一門獨立學科的開始。第一本正式出版的質量管理科學專著就是2023年休哈特的《工業產品質量經濟控制》。

在休哈特創造控制圖以後,他的同事在2023年發表了《抽樣檢查方法》。他們都是最早將數理統計方法引入質量管理的,為質量管理科學做出了貢獻。然而,休哈特等人的創見,除了他們所在的貝爾系統以外,只有少數美國企業開始採用。

特別是由於資本主義的工業生產受到了二十年代開始的經濟危機的嚴重影響,先進的質量管理思想和方法沒有能夠廣泛推廣。第二次世界大戰開始以後,統計質量管理才得到了廣泛應用。這是由於戰爭的需要,美**工生產急劇發展,儘管大量增加的檢驗人員,產品積壓待檢的情況日趨嚴重,有時又不得不進行無科學根據的檢查,結果不僅廢品損失驚人,而且在戰場上經常發生**彈藥的質量事故,比如炮彈炸膛事件等等,對士氣產生極壞的影響。

在這種情況下,美**政部門隨即組織一批專家和工程技術人員,於1941~2023年間先後制訂並公布了 z1.1《質量管理指南》、z1.2《資料分析用控制圖》、z1.

3《生產過程中質量管理控制圖法》,強制生產**彈藥的廠商推行,並收到了顯著效果。從此,統計質量管理的方法才得到很多廠商的應用,統計質量管理的效果也得到了廣泛的承認。

二次世界大戰結束後,美國許多企業擴大了生產規模,除原來生產軍火的工廠繼續推行質量管理的條件方法以外,許多民用工業也紛紛採用這一方法,美國以外的許多國家,如加拿大、法國、德國、義大利、墨西哥、日本也都陸續推行了統計質量管理,並取得了成效。但是,統計質量管理也存在著缺陷,它過分強調質量控制的統計方法,使人們誤認為「質量管理就是統計方法」,「質量管理是統計專家的事」。使多數人感到高不可攀、望而生畏。

同時,它對質量的控制和管理只侷限於製造和檢驗部門,忽視了其它部門的工作對質量的影響。這樣,就不能充分發揮各個部門和廣大員工的積極性,制約了它的推廣和運用。這些問題的解決,又把質量管理推進到乙個新的階段。

全面質量管理階段

五十年代以來,生產力迅速發展,科學技術日新月異,出現了很多新情況。主要有以下幾個方面:

科學技術和工業生產的發展,對質量要求越來越高。五十年代以來,火箭、宇宙飛船、人造衛星等大型、精密、複雜的產品出現,對產品的安全性、可靠性、經濟性等要求越來越高,質量問題就更為突出。要求人們運用「系統工程」的概念,把質量問題作為乙個有機整體加以綜合分析研究,實施全員、全過程、全企業的管理。

六十年代在管理理論上出現了「行為科學論」,主張改善人際關係,調動人的積極性,突出「重視人的因素」,注意人在管理中的作用。

隨著市場競爭,尤其國際市場競爭的加劇,各國企業都很重視「產品責任」和「質量保證」問題,加強內部質量管理,確保生產的產品使用安全、可靠。

由於上述情況的出現,顯然僅僅領帶質量檢驗和運用統計方法已難以保證和提高產品質量,促使「全面質量管理」的理論逐步形成。最早提出全面質量管理概念的是美國通用電氣公司質量經理阿曼德·費根堡姆。2023年,他發表了一本著作《全面質量管理》。

該書強調執行質量職能是公司全體人員的責任,他提出: 「全面質量管理是為了能夠在最經濟的水平上並考慮到充分滿足使用者要求的條件下進行市場研究、設計、生產和服務,把企業各部門的研製質量、維持質量和提高質量活動構成為一體的有效體系」。

六十年代以來,費根堡姆的全面質量管理概念逐步被世界各國所接受,在運用時各有所長,在日本叫全公司的質量管理(cwqc)。我國自2023年推行全面質量管理(簡稱tqc)以來,在實踐上、理論上都有所發展,也有待於進一步探索、總結、提高。

綜上所述,隨著生產力和科學技術的發展,質量管理的理論逐趨完善,更趨科學性,更趨實用性。各國在運用「質量管理」理論時,都各有所長。隨著國際**的發展,產品的生產銷售已打破國界,不同民族、不同國家有不同的社會歷史背景,質量的觀點也不一樣,這往往會形成國際**的障礙或鴻溝。

需要在質量上有共同的語言和共同的準則。

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