自动化技术与人工智能

前沿

自动化技术与人工智能

人工智能设备将传感器、计算机技术、数控技术和机器视觉系统联系在一起，组成

印前、印刷、印后的无缝联接，形成无间隙的自动线，将会大大提高印刷的生产效率。

在不同的节点上，使用机器人作为连接工具，进一步实现无人化生产也会是一种不

二的选择。

•文/全国印刷机械标准化技术委员会顾问韩晓良

卩动化技术是基础技术、综合性技|［术和现代信息技术的融合，它与

|—-控制技术、信息技术、系统工程、I-----1计算机技术、电子学、液压气压

技术、自动控制技术等都有着十分密切的关系，其中控制技术（或数控技术）和计算机技术对自动化技术的影响最深远。

人工智能是自动化技术的一个支脉，它实现对人的意识、思维、判断和学习等功能的模拟。人工智能不是人类的智能，而是在人类智能创造下，像人类那样思考，甚至可能超过人的智能。有些动物也具有智能，如能学会制造和使用工具，以适应环境需要和改善生存条件。人类具有学习和适应各种环境的能力，不但能制造工具延长人的四肢功能，还能在不断学习、理解、创造中，

改变人类生存状态和适应能力，并以聪明才智、

理解能力和学习功能不断创造发明，创造人类更

美好的生活。

具备人工智能的自动化具有适应性，能够在

复杂环境，它通过训练可以获得超常的计算和判

断能力，并远远超过通过编程实现的自动化。传

统的自动化以程序控制的各种电气元件，包括开

关、顺序阀、继电器来控制自动化，以实现自动

化加工过程。这个过程完全由人来进行程序设计,

按编程进行有规律的工作，因此很难适应变化的

环境和通过学习提高解决问题的能力。传统机械

设备的自动化，按程序设计原则通过大量的常开

和常闭的行程开关、换向开关、各种液压程序阀

51

I技术市场I TECHNOLOGY&MARKET『

等零部件实现设备的自动化控制。人工智能能以代码控制，甚至没有代码，完成自动化过程，并通过机器视觉、数控技术、大数据和监控元件实现高度自动化。

印刷设备通过自动化设计可以提高生产效率，减少人工的体力劳动。如报刊印刷机通过自动化设计，可以实现从给纸、印刷、折页、龙骨传送、发行，包装，到装车全过程的自动化。切纸机通过前端的闯纸机、上纸机，后端的卸纸机,实现除切纸外的自动化，还可以设置机械手，完成切纸过程的纸张推进、旋转等无人操作，并可以与酒标标签模切机联结，实现标签的自动化生产。还有一次成书的书刊印刷生产线，纸袋生产线、天地盒生产线等自动化设备。这些自动化设备增加人工智能，就会实现自动监测印刷质量、不合格品剔除、设备故障检测报警等功能，进一步提高印刷质量、工作效率和故障提前预报等功能，实现这些功能就需要多种传感器、数控技术、计算机技术、机器视觉等技术的支持。一、人工智能元件：传感器

传感器可以代替人工对机器运行状况进行监控，如印刷机主要滚筒支撑部件的温度检测，可以预先根据温度的变化知道轴承的磨损情况，做到在机器还没出问题的时候，发现潜在或预期问题，并在非工作时间予以处理，这个传感器就是温度传感器。另外，在印刷机的油箱或酒精湿润水箱安装液面位置传感器，可以知道是否需要加润滑油和润版液。还可以在水箱中设置润版液配比传感器，按时按量添加酒精或水，并实现自动补酒精补水作业，实现人工智能控制。在机器上设置光电传感器或压力传感器，可以在单张纸印刷机进行双张识别等功能。

按被测物理量划分的传感器，包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等，还可以和报警装置连接，发出声音报警，提醒人们预防危险。

按工作原理可划分的传感器有许多种，主要

52

前沿

有以下五大类：

1.电学式传感器

电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器，常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。

电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。这种传感器在印刷机张力控制和液面控制系统广泛采用。

电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量，从而使电容量发生变化的原理制成。主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。

电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。这种传感器在磁粉制动器或磁粉离合器控制的张力系统中采用。

磁电式传感器是利用电磁感应原理，把被测非电量转换成电量制成。主要用于流量、转速和位移等参数的测量。

电涡流式传感器是利用金属在磁场中运动切割磁力线，在金属内形成涡流的原理制成。主要用于位移及厚度等参数的测量。

2.谐振式传感器

谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原理制成，主要用来测

量压力。

3.光电式传感器

光电式传感器在非电量电测及自动控制技术

中占有重要的地位。它是利用光电器件的光电效

应和光学原理制成的，主要用于光强、光通量、

位移、浓度等参数的测量。印刷设备上有较多的

应用，如双张控制监测、复卷机构、安全防护检

测等。

4.半导体传感器

半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内

光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物

质变化等原理制成，主要用于温度、湿度、压力、

加速度、磁场和有害气体的测量。

5.其他类型传感器

磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效

应而制成的，主要用于位移、转矩等参数的测量。

电势型传感器是利用热电效应、光电效应、

霍尔效应等原理制成，主要用于温度、磁通、电流、

速度、光强、热辐射等参数的测量。

电荷传感器是利用压电效应原理制成的，主

要用于力及加速度的测量。

电化学式传感器是以离子导电为基础制成，

根据其电特性的形成不同，电化学传感器可分为

电位式传感器、电导式传感器、电量式传感器、

极谱式传感器和电解式传感器等。电化学式传感

器主要用于分析气体、液体或溶于液体的固体成

分、液体的酸碱度、电导率及氧化还原电位等参

数的测量。

传感器的创新与发展取得了辉煌成就，并走

53