V průběhu historie automatizace se objevovaly nové techniky, procesy a stroje, které nakonec formovaly cestu k tomu, aby automatizace hrála v naší společnosti větší roli. Hlavními cíli vývoje automatizace v každodenním životě bylo pomoci zlepšit efektivitu, produktivitu, bezpečnost a pohodlí. V tomto článku se budeme zabývat historií průmyslové automatizace, abychom lépe pochopili, jak se různé fáze vývoje automatizace vyvíjely a postupovaly až k technologiím, které používáme dnes.
Historie automatizace ve výrobě
Od počátku hledali běžní lidé a majitelé firem různé způsoby, jak zlepšit efektivitu každodenních úkolů. V dávných dobách naši předkové vykonávali většinu své práce ručně s pomocí jednoduchých strojů, kladek, pák, ručního nářadí a někdy i pracovních zvířat. Z hlediska výroby se výrobní procesy obvykle dělí na:
- Plně manuální
- Poloautomatické
- Plně automatizovaný
Snížením množství lidského zásahu potřebného k provedení úkolu se procesy, jako je výroba, stávají díky automatizaci mnohem efektivnějšími. Časová osa historie automatizace zahrnuje, jak se technologie vyvíjela v průběhu vývoje automatizace.
1ulice Století před naším letopočtem: Vodní kola
Skutečné datum původu vodních kol je obtížné potvrdit, nicméně se stala běžnějšími u Řeků a Římanů k mletí obilí na mouku kolem 1.ulice století př. n. l. Jiné jednodušší stroje, které pocházejí z mnohem dřívější doby, stále vyžadovaly k provozu značné množství lidského zásahu nebo zvířecí práce. Využití padající vody z vodních mlýnů k pohonu mechanického procesu lze považovat za začátek „poloautomatizace“ a rané fáze vývoje automatizace.
Raná vodní kola
9tý Století: Pokroky v mlýnských strojích
Vodní mlýny i větrné mlýny jsou oba typy mlýnských strojů, které využívají obnovitelnou energii k pohonu mechanického procesu. Nejstarší zaznamenaný návrh větrného mlýna pro praktické využití pochází z doby kolem 7. až 9. století.tý století a byl vyroben Peršany. Tyto větrné mlýny sloužily také k mletí obilí a později byly vyvinuty pro mnoho dalších mechanických procesů.
Přestože vodní mlýny mohou nabídnout větší výkon na svou velikost, větrné mlýny byly použitelné v oblastech, kde nebyla k dispozici tekoucí voda. Obě technologie se neustále zlepšovaly a byly zaváděny po celém světě, aby se snížila manuální práce potřebná v:
- Kladivové mlýny
- Pily
- Papírny
- Mlýny na drcení rudy
- Brusky na ostření nástrojů
Rané větrné mlýny
17 lettý do 18 lettý Století: Průmyslová revoluce
Pochází ze západní Evropy, 17.tý Průmyslová revoluce v prvním století byla významným zlomem ve vývoji průmyslové automatizace. Během této éry vynález parních strojů, parních mlýnů a spalovacích motorů z velké části nahradil potřebu vodních a větrných mlýnů. V roce 1785 Oliver Evans také vyvinul automatický mlýn na mouku, který byl prvním plně automatizovaným průmyslovým procesem v historii, protože dokázal zajistit nepřetržitou výrobu bez jakéhokoli lidského zásahu.
Rané výrobní továrny
V roce 1867 publikoval James Clerk Maxwell článek, který položil základy teoretického základu pro pochopení teorie řízení. Industrializované továrny se nadále zaváděly k hromadné výrobě materiálů, jako je bavlna, papír, plasty, sklo a kovy, v mnohem větších objemech s větší efektivitou. S tím, jak se technologie a procesy průmyslové revoluce šířily po celém světě, ekonomika, doprava, zdravotnictví a léky na celém světě exponenciálně rostly.
Parní stroje pro lokomotivy
1900 až 1950: Elektrifikace a průmyslové regulátory
Kolem 20. let 20. století se vývoj průmyslové automatizace rapidně zrychlil, protože továrny začaly využívat reléovou logiku a prošly elektrifikací – procesem napájení elektřinou. Rostoucí využívání centrálních elektráren v kombinaci s provozem nových vysokotlakých kotlů, elektrických rozvoden a parních turbín vedlo k rostoucí poptávce po přístrojích a ovládacích prvcích.
Distribuce elektrické energie
Výrobní závody začaly přecházet na elektromotory a méně zařízení pokračovalo v pohonech hřídelí a řemenů vpředu pomocí parních strojů. Během tohoto přechodu zaznamenaly výrobní závody nárůst výkonu přibližně o 30 %. Důvodem bylo, že elektromotory měly mnohem vyšší účinnost ve srovnání s parními stroji, vyžadovaly méně údržby a nedocházelo k vysokým ztrátám třením způsobeným hřídeli a řemeny vpředu.
Rané elektromotory
Barevně kódovaná světla z řídicích místností musela vysílat signály továrním dělníkům k provádění manuálních změn, jako je otevírání nebo zavírání ventilů a zapínání nebo vypínání spínačů. Jedná se o typ řízení procesů známý jako „zapnuto-vypnuto“. Ve 30. letech 20. století byly do průmyslu zavedeny regulátory, které umožňovaly vypočítané změny v reakci na poruchy od nastavené hodnoty. Polovodičové digitální logické moduly pro pevně zapojené programovatelné logické automaty byly v roce 1958 přijaty průmyslovými řídicími systémy pro řízení procesů a automatizaci. Jako předchůdci programovatelných logických automatů (PLC) používaných dnes postupně nahradily většinu našich potřeb elektromechanické reléové logiky.
Rané kontrolní stanice
20tý do 21 letulice Století: Počítače a robotika
V roce 1971 vedl vynález mikroprocesorů k velkému poklesu cen počítačového hardwaru a umožnil rychlý rozvoj digitálního řízení ve výrobním průmyslu. Náš neustálý pokrok v oblasti počítačové technologie až dodnes nadále posouvá vývoj průmyslové automatizace vpřed. Díky digitálním počítačům nyní výrobní závody mohly mít řídicí jednotky, které dokáží provádět složitější úkoly rychleji a s větší efektivitou.
Úvod do počítačů
S pokračujícím technologickým pokrokem se vývoj robotické automatizace procesů ve výrobních zařízeních stával stále významnějším. Victor Scheinman, americký průkopník v oblasti robotiky, vynalezl v roce 1969 „Stanfordovo rameno“. Bylo navrženo tak, aby umožňovalo řešení ramene jako 6osý kloubový plně elektrický robot. To vytvořilo cestu pro roboty, kteří měli potenciál vykonávat složitější úkoly, jako je svařování a montáž. V roce 1973 Evropa dosáhla obrovského pokroku v průmyslové robotice tím, že uvedla roboty na trh prostřednictvím společností ABB Robotics a KUKA Robotics.
Roboti v dnešních továrnách se nyní používají téměř ve všech existujících montážních a výrobních procesech. Roboti nejenže odstraňují lidi z nebezpečného prostředí, ale také pomáhají majitelům firem snižovat náklady a udržet si konkurenceschopnost zvýšením energetické účinnosti, produktivity, přesnosti a preciznosti pro lepší kvalitu výroby. Nyní můžeme pozorovat vývoj robotické automatizace procesů v procesech, jako jsou:
- Výroba skla
- Papírny a celulózky
- Zpracování potravin a nápojů
- Montáž automobilů
- Separace zemního plynu
- Výroba elektrické energie
- Výroba elektroniky
- Konzervování a plnění do lahví
Robotika ve výrobních závodech
Vývoj domácí automatizace
Vývoj automatizace v každodenním životě je nejvíce patrné, když to denně zažíváme v našich domovech. S růstem elektrifikace v 19. stoletítý století se odhaduje, že kolem roku 1930 bylo 70 % amerických domácností elektrifikováno. Distribuce elektrické energie vedla k tomu, že majitelé domů měli možnost napájet rané domácí spotřebiče, jako například:
- Ohřívače vody
- Sušičky prádla
- Myčky nádobí
- Ledničky
- Vysavače
- Pračky
- Šicí stroje
Ohřev vody v domácnosti
Ačkoli mnoho z těchto domácích spotřebičů bylo zpočátku pro většinu domácností příliš drahých, postupné uvádění na trh v kombinaci se zlepšováním technologií je nakonec učinilo dostupnějšími.
V 70. letech 20. století vedl velký pokles cen počítačového hardwaru k výraznému poklesu cen elektroniky. To umožnilo, aby se domácí spotřebiče staly dostupnějšími pro domácí použití. V 90. až 2000. letech se výrazně rozvíjely internetové technologie. To umožnilo, aby se chytré domácnosti staly dostupnějšími, což vedlo k rostoucí popularitě domácí automatizace. Domácí automatizaci lze snadno nalézt v dnešních moderních domech s chytrými technologiemi, jako jsou automatická světla, ovládání HVAC, bezpečnostní a zabezpečovací systémy, TV výtahy a ovládání zábavy. Všechny tyto chytré technologie jsou nyní něco, k čemu máme pohodlně přístup prostřednictvím chytrého telefonu s kompatibilními aplikacemi pro chytrou domácnost. S tím, jak se práce z domova stává běžnější praxí, jsme také zaznamenali nárůst poptávky po elektrické stoly pro stání.
Chytrá domácnost - ovládání světel a zábavy
Souhrnně
Vývoj automatizace v každodenním životě probíhá v průběhu celé historie a bude si razí cestu i v budoucích generacích. S tím, jak se naše technologie budou dále rozvíjet, můžeme nyní očekávat, že vývoj robotické automatizace procesů bude mít v našem odvětví větší dopad.
Doufáme, že jste tyto informace shledali stejně informativními a zajímavými jako my, zejména pokud vás zajímala historie průmyslové automatizace. Máte-li jakékoli dotazy nebo si přejete dále prodiskutovat naše produkty, neváhejte se na nás obrátit! Jsme odborníci v tom, co děláme, a rádi vám pomůžeme, jak jen budeme moci.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123