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行业链接——《超级工程III》里那些霸气的自动化装置(上)

日期:2017-11-15

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    《超级工程III》是CCTV-9记录频道推出的"超级工程"系列的最新季,在这一季中,记录者用镜头揭示了我国当今社会衣食住行中那些不为人知的"超级工程",今天,我们就来看看这些超级工程中"自动化"起到了怎样至关重要的作用。
一、自动化转盘挤奶机


    今天,牛奶已经成为餐桌上必不可少的一道健康饮品,从"每天一斤奶,强壮中国人"的广告开始,牛奶几乎成了人们早餐的主要选择之一,有数据表明,我国国民收入每增加1%,就会带动奶制品消费增加0.8%,对于我国对于奶制品的需求量可见一斑。
    如此大量的奶制品消耗,首先面临的问题就是如何获得奶制品,传统的手工挤奶很显然难以满足庞大的消耗,而解决这一问题的秘密武器就是全自动挤奶机。这个直径超过20m的圆盘一次可容纳超过80头奶牛同时操作,工人只需用吸奶器吸住奶牛,吸奶器就会模仿小牛的吮吸动作自动挤奶,当挤奶完成后吸奶器会自动断开,挤出的奶会直接通过管道进入奶仓。在一个小时的时间里,这个自动挤奶机可以完成500头奶牛的挤奶过程。
二、光热发电厂


    光热发电是新能源发电的一种,与普通的光伏发电不同,这种发电厂的工作原理其实是我们小的时候都玩过的游戏——镜子反光,我们都知道拿着一面镜子对着太阳反射可以得到一个亮斑,而这个亮斑处的温度也会明显高于其他地方,光热发电厂正是利用这个原理:超过2万面镜子将阳光准确的反射到塔顶,瞬间,太阳光的热量被塔顶的熔盐吸收,熔盐带着这些热量到达厂房,将水加热成蒸汽,推动发电机发电,这种发电方式不需要消耗能源,也没有任何排放,是最理想的太阳能利用方式,然而,将它变为现实需要先解决一个难题:太阳的位置不停发生变化,每一天不同时刻的位置不同,同一时刻不同一天的位置也不相同,而这2万面镜子的角度稍有偏差,就不能达到足够的热能聚集效果,光热发电的核心技术就是如何实现阳光的准确反射,也就是控制每一面镜子时时刻刻对准太阳,这就是我们自动控制中的"随动控制系统",要达到这一目的,除了需要高精度的检测变送器外,最重要的是对控制器的设计。
    接下来问题来了,你知道什么是"随动控制系统"吗?你知道什么是"检测变送器"吗?你知道什么是"控制器"吗?如果不知道,就从《自动控制原理》这门课中去寻找答案吧!
三、C919仿真机


    C919是首款我国自主研发,并按照最新国际适航标准制造的大型客机,可搭载160名乘客的C919将成为未来航空市场重要的参与者。目前C919已经经过了首次试飞,但是要满足商业运行的要求还需要按照国际适航标准进行严苛的测试,而这些测试不可能利用真机进行,完成大部分测试的都是C919的仿真机。
   "仿真"是一个我们并不陌生的词语,在新闻报道、科学论文当中我们经常听到"仿真"一词,然而,你知道什么是"仿真"的理论基础吗?简单的说,就是当两个系统具有相同的数学模型时,我们就可以用一个便于实现的系统来模仿另一个,这个过程我们就称为"仿真",然而要怎么表示一个系统的数学模型,又要怎么建立一个系统数学模型呢?希望同学们可以在学完自动化的相关课程后找到答案。
四、洋山港自动化码头

    我国东部沿海有数量众多的港头,2016年世界海运集装箱吞吐量前十的港口中有7个在我国,其中上海港更连续7年位居榜首,而在这个港口的西北侧一个全新的码即将投入使用。
这个码头最大的特点就是完全自动化,从货物的提取,到运输完全由自动化设备代替人工,也就是说,整个码头都没有人工参与,因此这个码头也被人称为"魔鬼码头"。该码头减少人力成本70%以上,同时提升整体效率30%以上。
    自动化码头的一个主要的组成就是AGV----自动导引运输车。它的任务是在码头和堆场中间转运集装箱,其过人之处在于,众多AGV一起工作的时候每台AGV都会根据实时的交通状况选择最经济的路线,同时也要避免碰撞,这就是智能导航技术。


    自动化码头另一个重要的系统是全自动换电站。洋山港码头内的130辆AGV全部采用电力驱动,这最大程度的减少了污染,而为了保证这些满载数十吨重货物的车辆连续24小时不间断运转,电力无疑是最主要的支撑。洋山港码头采用的是全亚洲唯一一座AGV自动换电站,每6分钟就可以完成一部车辆的电池更换工作。
    随着我国不断发展,自动化、智能机器人几乎进入了我们工作生活的方方面面,同时也会改变传统的劳动结构,在未来更多的人工工作会被智能机器人取代,而保证自己不被机器人取代的主要方法就是通过学习不断提升自己的竞争力。
    未来,你是想被机器人替代,还是设计开发机器人去取代别人?这是一个需要从今天就开始准备的选择。

【文/杨熙卉 图/网络 责任编辑/王荣辉】