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低成本自动化的发展和设计原则

低成本自动化的发展和设计原则

低成本自动化(LCA)起源于第一次工业革命,最初称之为“简易自动化”。第二次世界大战以后,由于恢复工业的需要,开始大量采用由继电器组成的简易自动控制装置。20世纪五六十年代,出现了采用无触点逻辑控制器、反馈控制器或是两者结合的低成本自动化系统;在20世纪70年代曾对低成本自动化定义为:应用机械、气动、液动、电气、电子和光电子等技术手段,造出结构简单、价格低廉、使用方便、质量好、见效快的自动装置或系统,以适应众多中小型工业企业的需要。自20世纪80年代以来,由于微型机的普及推广,出现以单板机、单片机、嵌入式系统等为核心的新型低成本自动化系统。此时,通常的自动化系统,是由顺序控制器、反馈控制器、可编程序控制器(PLC)、DCS或微型机、局域网、服务器、工作站等配以检测开关、传感器或执行器等组成各种高性能价格比的ILCA系统。目前,LCA系统已广泛应用于冶金、化工、机械制造、纺织、出版印刷、采矿、农业、林业、渔业、建筑、商业和运输等行业,取得了明显效益。

通常进行系统设计既要系统先进、自动化程度高,又要保证投入尽可能低。为解决这一矛盾,必须综合考虑多方面的因素,在尽可能压低投资成本的前提下,遵循如下设计原则实施。

(1)满足需要原则:把满足用户对产品功能及自动化水平等要求作为系统设计的中心任务。

(2)可靠性原则:在规定条件下和规定时间内无故障地完成某种功能的能力。 精益管工作台

(3)最小系统原则:在考虑满足要求的前提下,用最简单的硬件、软件、最经济的方法构成系统,使系统的硬件及软件冗余功能最小。

(4)匹配性原则:要求系统各组成部分在功能和水平上尽可能接近一致,电平上相互匹配,以求功能得到充分利用。

(5)标准化、系列化、通用化原则:对系统的元器件选择应尽可能使用标准化、系列化、通用化产品或已使用过的较成熟的组件或子系统。控制部分尽可能使用专用模块、系列化的控制器及总线模块。以求降低研制成本、缩短开发周期、增强抗干扰能力、改善维修条件等。

(6)先进性原则:在满足经济性能前提下,尽可能采用新的技术与方法,充分利用社会已取得的成果。如已发展成熟的新技术、新工艺及新的元器件等,相对原有的往往会使结构更加简单、功能更强、可靠性更高、体积重量更小更轻、操作与维修更加简便。 


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