Die Geschichte der Automatisierung
Die Anfänge der Automatisierung sind wohl fast so alt wie die Menschheit selbst: Wo immer der Mensch erkannte, dass er Energien der Natur wie Wasserkraft oder Arbeitstiere nutzen konnte, erfand er entsprechende Geräte und Technologien (Pflug, Rad, Wasserrad, Mühle), um sich die Arbeit zu erleichtern und produktiver zu machen. Der Webstuhl existierte bereits im Neolithikum, Windmühlen finden sich schon bei den Sumerern (3500 vor Chr.). Die Bewahrung des Wissens der Antike und die Transferierung von Wissen aus dem arabischen Raum (Mathematik) ermöglichte in der Renaissance eine neue Blüte der Wissenschaften wie der Physik. Mit Fortschritten in der Mechanik und neuen Antriebstechniken wie der Dampfmaschine (18. Jahrhundert) zog das Zeitalter der Industrialisierung herauf. Nun konnte die Kraft der Maschine, später des Motors genutzt werden, um Arbeit zu vollbringen. Tierische und menschliche Kraft wurde ersetzbar. Massenproduktion in Fabriken wurde möglich.
Die Automatisierungstechnik
Ziel der Automatisierungstechnik ist es, dass eine Maschine oder Anlage völlig selbstständig und unabhängig vom Menschen arbeitet. Je besser dieses Ziel erreicht wird, um so höher ist der Automatisierungsgrad. Häufig bleiben für den Menschen noch überwachung, Nachschub, Fertigteilabtransport, Wartung und ähnliche Arbeiten übrig. Mit dem derzeitigen Stand der Elektronik (Mikroprozessor, Software usw.) kann dieses Ziel besser als je zuvor erreicht werden. Hohe Personalkosten sind die wirtschaftliche Triebfeder.
Methoden der Automatisierungstechnik
Entwurf, Implementierung und Inbetriebnahme von Automatisierungsfunktionen ist stark methodenorientiert. Diese Methoden der Automatisierungstechnik sind zum Teil auf bestimmte Prozesse zugeschnitten. Die meisten der entwickelten allgemeinen Methoden der modernen Prozessautomatisierung verwenden theoretisch oder experimentell ermittelte Modelle der Prozesse in analytischer Form. Auf der Grundlage dieser Modelle können dann wissensbasierte Methoden zum Entwurf und zur Inbetriebnahme der verschiedenen Automatisierungsfunktionen entwickelt werden. Hierzu gehören Methoden wie
- Identifikation und Parameterschätzung
- adaptive Regelung
- Überwachung und Fehlerdiagnose
- Fuzzy-Logik
- evolutionäre Algorithmen
- neuronale Netze