计算机技术和自动化的关系.doc

自动化概论作业计算机技术和自动化的关系1. 历史渊源深厚计算机技术与自动化技术有着深厚的历史渊源，自动化技术的发展受到了计算机技术的深刻影响。而今，数字计算机已成为自动控制系统的一个重要组成部分。我国在很久以前就有了自动装置，如五千多年前的指南车，东汉时期的漏水转浑天仪等等。然而当时的人们并没有自动化的概念与意识。从18世纪末到20世纪30年代，自动化技术开始形成。随着第一次工业革命的蓬勃开展，自动控制被逐渐引入到各种机械设备中。例如蒸气机转速的闭环自动调节系统，其所运用的是机械式自动调速系统。20世纪40到50年代，二战的爆发使得军事对先进的工业技术产生了迫切的需要，出现了电子式控制器和自动化的仪表。1946年，世界上第一台电子计算机诞生。随着计算机软件及硬件技术的迅猛发展，计算机以其强大的运算能力为人们所惊叹。迅速发展的计算机技术使人们摆脱了计算量大、计算复杂的束缚，为人们对复杂控制系统的研究提供了可能。 20世纪70年代，微型计算机的发展及显示技术和通讯技术的不断进步实现了计算机的直接参与控制，从根本上改变了现代控制系统的面貌，极大地促进了现代控制理论和自动化技术的发展。 从历史的角度来看，自动化技术的发展经历了一个从机械到电子再到数字式电子计算机的历程，并在微型计算机时代达到了一个高峰。 从发展的趋势来看，信息网络环境下的自动化、计算机集成制造系统、智能机器人等与计算机相关的方向将成为自动化发展的重要方向。 总之，自动化技术的发展与计算机技术的发展密切相关，并且与该学科的很多领域相互交叉、渗透，计算机技术对自动化技术产生了深远的影响，这种影响还将持续下去。2. 自动化中具体计算机技术的应用从微观上来看，计算机技术的应用对自动控制系统的具体环节产生了极为重要的影响，例如在自动化设备中广泛运用的可编程控制器，对于实现复杂的控制性能起到了十分重要的作用。可编程控制器是以计算机技术为基础的新型工业控制装置，是一种为适应工业控制环境而设计的专用计算机。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。实现了控制器性能的极大提升。从宏观上来看，计算机技术的应用对整个工业生产过程的自动化起到了十分显著的优化作用，使得整个工程从设计到运行变得更加科学高效。计算机辅助工程（CAE）就是借助计算机来实现对一项复杂工程设计方案的精确试验、分析和论证，并对正式施工的全过程进行严格的管理和监测的一种工程。它包了计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助试验（CAT）、计算机辅助工艺过程设计（CAPP）以及计算机辅助制造（CAM）等等。CAE系统采用参数优化方法进行方案优选，使自动化设备从设计到施工的整个过程更加科学有效。a. 计算机辅助设计（CAD）计算机辅助设计是指利用计算机及其图形处理设备帮助设计人员进行设计工作 。在工程和产品设计中，计算机可以利用其强大的计算能力帮助设计人员担负计算、信息存储、制图、图形编辑和检索等工作，减轻设计人员的劳动强度，缩短设计周期并提高设计质量。 b.计算机辅助工艺过程设计（CAPP）计算机辅助工艺过程设计是通过向计算机输入被加工零件的几何信息（图形）和加工工艺信息（材料、热处理、批量等），由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺过程。 计算机辅助工艺过程设计属于工程分析与设计范畴，是重要的生产准备工作之一。由于制造系统的出现，计算机辅助工艺过程设计向上与计算机辅助设计相接，向下与计算机辅助制造相连，是设计与制造之间的桥梁。 计算机辅助工艺过程设计能够使计算机自动完成对人来说非常复杂的设计过程，缩短了自动化设备的制造周期，并提高了效率。c.计算机辅助制造（CAM） 计算机辅助制造的核心是计算机数值控制(简称数控)，是将计算机应用于制造生产过程，利用计算机将产品的设计信息自动转换成制造信息，以控制产品加工、装配、检验、包装等全过程，以及与这些过程有关的物流系统和初步的生产调度。这种数控技术广泛应用于机床、自动绘图仪、装配机、检查机、电脑绣花等领域。 从发展趋势来看，计算机技术深刻地影响着自动化技术的发展，智能控制就是一个很好的例子。智能控制是利用知识库、计算机模拟神经元等方法对复杂的、难以建立有效的数学模型和用常规的控制理论去进行定量计算和分析，而必须采用定量方法与定性方法相结合的控制方式。它是自动控制技术的最新发展阶段，也是用计算机模拟人类智能进行控制的研究领域。 3. 数控机床中的计算机技术数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，它具有很强的柔性加工能力，能够通过改变数控程序来改变加工工序的元件，能够在很大程度上节省时间、提高效率。从自动化的角度看，数控机床加工是一个工序自动化的加工过程，加工中心是实现零件部分或全部机械加工过程自动化，计算机直接控制和柔性制造系统是完成一族零件或不同族零件的自动化加工过程，而计算机辅助制造是计算机进入制造过程这