自动化工厂最先在能够连续作业的产业中实现,而不是传统的分批作业的行业。在这里,新型的自动化测量、监视和控制设备第一次作为人工监视和人力操作的替代物出现在世人面前。自动化生产工艺不仅要求在每个生产环节上都实现自动化,而且也要求生产过程中的半成品从一个工作地点到另一个工作地点的转移也实现自动化。如果产品本身是一种液体或者气体,如此更容易转移,因为它可以通过管道或者膜片实现转移。出于这种原因,生产过程的整体自动化控制最初出现在可以实施连续作业的行业,使它们摒弃间歇式的批量操作而采用连续性的操作。
在烟草、罐头、染料、橡胶和造纸业中,批量生产工艺早已采纳了测量和调整像温度、压力、流量等变量的自动化工业控制机构,其主要结构有流管隔膜自动调节阀和各种气压设备、液压设备以及后来的电子机械设备。20世纪20年代以来的自动化工业控制的进展表现在,许多行业开始采取连续作业生产以及系统控制方法在电力领域的出现。所有连续生产工艺都使用了各种新型设备传感器和操纵装置(传动装置)——用以监控和调整那些对于人工监视和控制而言过于复杂的操作过程。布朗仪器公司、泰勒仪器公司(Taylor Instrument)和福克斯波罗公司(Foxboro)等持续不断地改进这些设备。乳品业第一个采用连续生产工艺。该行业发明了多种精微控制生产过程中的温度的方法,以满足20年代联邦政府颁布的灭菌规定。在接下来的10年中,随着将牛奶温度迅速升至规定的华氏160度并迅速冷却的速调技术的发明,该行业又发明了更先进的连续流控制技术,它可以自动分离和重新循环那些未达到规定温度的牛奶。1925年,碳制品化工公司进行天然气的分解试验,得到了乙醇、乙二醇等化合物。由于工作对象是气体,它比液体更不稳定,因此必须采用迅速的连续流生产工艺,而这必然要求使用可以监控操作过程的自动化设备。其他化工企业也很快跟上。炼油企业从燃气裂化炉的间歇裂化生产转为裂化炉的连续裂化生产,后来改造为连续的催化裂化生产,同时也研制出一整套自动化控制体系。电力行业的生产本身就是一种连续生产,在通用电气公司的加布里埃尔·克朗(GabrielKron)等开创者的作品中,电网分析采用了网络动态分析或其他复杂系统等数学模型。在20世纪30年代,以各种回路和电流波节方程与“窗口一网格”理论为主要内容的电网理论开始让位于电子学以及分析最优化复杂系统的“状态一空间”理论通信和自动控制理论中分析与控制的基础。[2]
第4章 关于自动化工厂的争议
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