През цялата история на автоматизацията, появата на по-нови техники, процеси и машини в крайна сметка оформи пътя, по който автоматизацията играе по-голяма роля в нашето общество. Основните цели на еволюцията на автоматизацията в ежедневието са били да се подобри ефективността, производителността, безопасността и удобството. В тази статия ще разгледаме историята на индустриалната автоматизация, за да получим по-добро разбиране за това как различните етапи от еволюцията на автоматизацията са се развили и напреднали до технологиите, които използваме днес.
История на автоматизацията в производството
От самото начало, обикновените хора и собствениците на бизнес винаги са търсили различни начини за подобряване на ефективността в ежедневните задачи. В древността нашите предци са вършили по-голямата част от работата си ръчно с помощта на прости машини, макари, лостове, ръчни инструменти и понякога работни животни. От гледна точка на производството, производствените процеси обикновено се категоризират като:
- Напълно ръчно
- Полуавтоматизиран
- Напълно автоматизиран
Чрез намаляване на количеството човешка намеса, необходима за изпълнение на дадена задача, процеси като производството стават много по-ефективни чрез автоматизация. Историята на автоматизацията обхваща как технологиите са се развивали през еволюцията на автоматизацията.
1ул. Век пр.н.е.: Водни колела
Истинската дата на произхода на водните колела е трудна за потвърждаване, но те стават по-често използвани от гърците и римляните за смилане на зърно на брашно около 1 пр.н.е.ул. век пр.н.е. Други по-прости машини, които датират от много по-ранен период, все още изискват доста човешка намеса или животински труд, за да работят. Използването на падаща вода от водни мелници за задвижване на механичен процес може да се разглежда като началото на „полуавтоматизацията“ и ранните етапи на еволюцията на автоматизацията.
Ранни водни колела
9ти Век: Напредък в мелничните машини
Водните мелници и вятърните мелници са вид мелнична техника, която използва възобновяема енергия за задвижване на механичен процес. Най-ранният документиран дизайн на вятърна мелница за практическа употреба датира от 7-9 век.ти век и е направена от персите. Тези вятърни мелници са били използвани и за смилане на зърно, а по-късно са били разработени и за много други механични процеси.
Въпреки че водните мелници могат да предложат повече мощност за размера си, вятърните мелници са били използваеми в региони, където няма течаща вода. И двете технологии продължават да се усъвършенстват и се възприемат по целия свят, за да се намали ръчният труд, необходим за:
- Чукови мелници
- Дъскорезници
- Хартиени фабрики
- Мелници за раздробяване на руда
- Фрези за заточване на инструменти
Ранни вятърни мелници
17ти до 18ти Век: Индустриална революция
Произхождащ от Западна Европа, 17-ти векти Индустриалната революция от 16-ти век е била основен повратен момент в еволюцията на индустриалната автоматизация. През тази епоха изобретяването на парни двигатели, парни мелници и двигатели с вътрешно горене до голяма степен е заменило нуждата от водни мелници и вятърни мелници. През 1785 г. Оливър Еванс също така е разработил автоматична мелница за брашно, която е първият напълно автоматизиран индустриален процес в историята, тъй като е способен да има непрекъснато производство без никаква човешка намеса.
Ранни фабрики за производство
През 1867 г. Джеймс Кларк Максуел публикува статия, в която поставя началото на теоретична основа за разбиране на теорията на управлението. Индустриализираните фабрики продължават да се използват за масово производство на материали като памук, хартия, пластмаси, стъкло и метали в много по-големи обеми с по-голяма ефективност. С разпространението на технологиите и процесите на индустриалната революция по целия свят, икономиката, транспортът, здравеопазването и лекарствата в световен мащаб нарастват експоненциално.
Парни двигатели за локомотиви
1900 до 1950-те: Електрификация и промишлени контролери
Около 20-те години на миналия век еволюцията на индустриалната автоматизация се ускорява бързо, тъй като фабриките започват да използват релейна логика и преминават през електрификация - процес на захранване с електричество. Разширяващото се използване на централни електрически централи, съчетано с експлоатацията на нови котли за високо налягане, електрически подстанции и парни турбини, води до нарастващо търсене на инструменти и контролери.
Разпределение на електрическа енергия
Производствените предприятия започнаха да преминават към електрически двигатели и по-малко съоръжения продължиха с предни валови и ремъчни задвижвания, използващи парни двигатели. По време на този преход производствените съоръжения отбелязаха около 30% увеличение на производството. Това се дължи на факта, че електрическите двигатели имаха много по-голяма ефективност в сравнение с парните двигатели, изискваха по-малко поддръжка и не изпитваха големите загуби от триене от линейните валове и ремъци.
Ранни електрически двигатели
Цветно кодирани светлини от контролните зали са били необходими, за да изпращат сигнали към фабричните работници, за да извършват ръчни промени, като например отваряне или затваряне на клапани и включване или изключване на превключватели. Това е вид управление на процесите, известно като „включване-изключване“. През 30-те години на миналия век в индустрията са въведени контролери, които дават възможност за изчислени промени в отговор на смущения от зададената точка. През 1958 г. от индустриалните системи за управление на процеси и автоматизация са въведени твърдотелни цифрови логически модули за програмирани логически контролери с кабел. Като предшественици на програмируемите логически контролери (PLC), използвани днес, те постепенно заменят повечето от нуждите ни от електромеханична релейна логика.
Ранни контролни станции
20ти до 21ул. Век: Компютри и роботика
През 1971 г. изобретяването на микропроцесорите доведе до голям спад в цените на компютърния хардуер и позволи бързото развитие на цифровите контролери в производствената индустрия. Постоянният ни напредък в компютърните технологии и до днес продължава да ускорява развитието на индустриалната автоматизация. С цифровите компютри производствените предприятия вече можеха да разполагат с контролери, които могат да изпълняват по-сложни задачи с по-бързи скорости и по-голяма ефективност.
Въвеждане на компютрите
С развитието на технологиите, еволюцията на роботизираната автоматизация на процесите става все по-забележима в производствените съоръжения. Виктор Шайнман, американски пионер в областта на роботиката, изобретява „Станфордската ръка“ през 1969 г. Тя е проектирана, за да позволи решение за ръка като 6-осен шарнирен, изцяло електрически робот. Това оформя пътя за роботите да имат потенциала да изпълняват по-сложни задачи като заваряване и монтаж. През 1973 г. Европа постига огромен напредък в индустриалната роботика, като пуска роботи на пазара чрез ABB Robotics и KUKA Robotics.
Роботите в днешните фабрики се използват за почти всеки съществуващ процес на сглобяване и производство. Роботите не само отстраняват хората от опасни среди, но и помагат на собствениците на бизнес да намалят разходите, за да останат конкурентоспособни, като повишават енергийната ефективност, производителността, точността и прецизността за по-добро качество на производството. Сега можем да видим еволюцията на роботизираната автоматизация на процесите в процеси като:
- Производство на стъкло
- Целулозно-хартиени фабрики
- Преработка на храни и напитки
- Автомобилен монтаж
- Разделяне на природен газ
- Производство на електрическа енергия
- Производство на електроника
- Консервиране и бутилиране
Роботика в производствените фабрики
Еволюция на домашната автоматизация
Еволюцията на автоматизацията в ежедневието е най-забележимо, когато го изпитваме ежедневно в домовете си. С нарастването на електрификацията през 19 векти век е изчислено, че 70% от домакинствата в САЩ са били електрифицирани около 1930 г. Разпределението на електроенергията е довело до възможността собствениците на жилища да имат средства за захранване на ранни домакински уреди, като например:
- Бойлери
- Сушилни за дрехи
- Съдомиялни машини
- Хладилници
- Прахосмукачки
- Перални машини
- Шевни машини
Отопление на вода за дома
Въпреки че много от тези домакински уреди първоначално са били твърде скъпи за повечето домакинства, постепенното им навлизане на пазара, съчетано с подобряване на технологиите, в крайна сметка ги прави по-достъпни.
През 70-те години на миналия век големият спад в цените на компютърния хардуер доведе до значително понижаване на цените на електрониката. Това позволи домакинските уреди да станат по-достъпни за домашна употреба. Между 90-те и 2000-те години интернет технологиите се развиха значително. Това позволи интелигентните домове да станат по-достъпни, което доведе до нарастваща популярност на домашната автоматизация. Домашната автоматизация може лесно да се намери в днешните модерни домове с интелигентни технологии като автоматично осветление, управление на ОВК, системи за безопасност и сигурност. Асансьори за телевизори и контроли за забавление. Всички тези интелигентни технологии вече са нещо, до което можем удобно да имаме достъп чрез смартфон със съвместимите приложения за интелигентен дом. С все по-често срещаната практика на работата от вкъщи, наблюдаваме и нарастващо търсене на електрически бюра за изправяне.
Умен дом - управление на осветлението и забавлението
В обобщение
Еволюцията на автоматизацията в ежедневието се е случвало през цялата история и ще продължи да си проправя път в бъдещите поколения. С развитието на нашите технологии, сега можем да очакваме еволюцията на роботизираната автоматизация на процесите да окаже по-голямо влияние върху нашата индустрия.
Надяваме се, че сте намерили това за толкова информативно и интересно, колкото и ние, особено ако се интересувате от историята на индустриалната автоматизация. Ако имате някакви въпроси или желаете да обсъдите нашите продукти допълнително, не се колебайте да се свържете с нас! Ние сме експерти в това, което правим, и ще се радваме да ви помогнем с каквото можем.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123