168体育自动化科技创新设计-1

　　§1.1 §1.2 §1.3 §1.4 创新的基本概念 创新的分类和特点 阻碍创新的思维和行为 创新思维及方法

　　创新就是制造新的事物。创新是指在他人未发现或 发明的前提下，或者，在前人已经发现或发明成果的基 础上，能够做出新的发现，提出新的见解，开拓新的领 域，解决新的问题，创造新的事物，或者能够对前人的 成果做出创造性的应用。

　　美国数字设备公司（DEC）根据GM公司招标的技术 要求，于1969年研制出世界上第一台可编程序控制器， 采用了计算机的设计思想，在早期的设计中只能进行逻 辑(开关量)控制，主要用于顺序控制。 可编程控制器是一种在传统的继电器控制系统的基 础上，与3C技术(Computer、Control、Communication)相结合而 不断发展完善起来的新型自动控制装臵，具有编程简单、 使用方便、通用性强、可靠性高、体积小、易于维护等 优点，在自动控制领域应用十分广泛。目前已从小规模 的单机顺序控制发展到过程控制、运动控制等诸多领域。 无论是老设备的技术改造还是新系统的开发，设计人员 都倾向于采用它来进行工程设计。

　　比尔.盖茨是公认的知识经济时代的代表人物，但 是给他带来巨大财富的绝大多数不是他自己的发明创造， 都是别人率先发明创造的东西，他拿过来加以变化、重 新组合，进行开发，然后投入应用。最终使他成为全球 首富。由此可见，‚创新‛的含义比创造发明含义更宽。 1981年，MS-DOS 1.0发行，作为IBM PC的操作系统 进行捆绑发售，它支持16k内存及160k的5寸软盘。在硬 件昂贵的时代，操作系统基本属于随硬件奉送的年代， 该系统是由比尔.盖茨创办的微软公司为IBM的个人电脑 (Personal Computer)开发的，这个操作系统只是采用 文字符号形式的操作界面。用今天的目光来看，是个微 不足道的软件。但谁也没想到，微软公司竟会从这个不 起眼的出处开始发迹。

　　自动化创新设计图111传统的继电器逻辑控制装臵接线实物图plc的产生自动化创新设计图112新型控制器的创新设想计算机功能完备灵活性高通用性好继电器接触器控制系统简单易懂操作方便价格便宜编程简单掌握快附加要求自动化创新设计10美国数字设备公司dec根据gm公司招标的技术要求于1969年研制出世界上第一台可编程序控制器采用了计算机的设计思想在早期的设计中只能进行逻辑开关量控制主要用于顺序控制

　　第三阶段，二十世纪90年代以后，电子控制技术应 用扩展到汽车的底盘、车身、驾驶操作、通信、娱乐装 臵等，电控系统日趋完善。

　　汽 车 电 控 技 术 优 越 性 与传统化油器式发动机相比，可以节油10%～ 15%左右。 废气中碳氢化合物(HC)的体积分数可降低40% 氮氧化合物(NOx)的体积分数可降低60%左右。

　　70年代初期，出现电动凸轮控制器式的全自动洗衣 机。80年代后期，以单片机为控制核心的全自动洗衣机 问世，开创了洗衣机发展史的新阶段。90年代中期， PLC开始应用于大型全自动工业洗衣机的控制系统。

　　进入21世纪，科技人员研制出现代化蒸汽洗衣机。 它的功能包括蒸汽洗涤和蒸汽烘干，采用了智能化水循 环系统。洗涤时，将高浓度洗涤液与高温蒸气同时对衣 物进行双重喷淋，通过高温喷射分解衣物污渍。洗涤完 毕后，进行恒温冷凝式烘干。实现全球 ‚蒸汽洗烘‛ 的全新独创性洗涤方式。 衣物不仅干得快，并且具有舒展和熨烫的效果。蒸 汽洗涤具有快速省时、去污能力强、衣物磨损率低、用 水量和洗涤剂用量少等诸多优点。长时间放在衣柜内产 生褶皱、异味的衣物和特别厚重的衣物，洗涤、去皱、 除味效果特别明显。

　　通信功能：支持多种现场总线和标准通信协议（如 TCP/IP），可与工厂管理网（TCP/IP）相连接。通信符 合ISO/IEEE通信标准。可组建开放性的通信网络。 诊断功能：可编程逻辑控制器的诊断功能包括硬件 和软件的诊断。硬件诊断可确定硬件的故障位臵，软件 诊断不仅可对PLC内部的性能和功能进行诊断，还可对外 部输入输出等部件信息交换功能进行诊断。

　　1、创造 创造与创新的内涵没有太大的区别168体育，两者都具有 首创性特点。但创造与创新的首创性特征的含义并不 完全相同。 创造是指新构思、新观念的产生，其‚首创性‛ 是指‚无中生有‛。着重于一个具体的结果。 创新的含义要广泛得多，创新的‚首创性‛不仅 是指‚无中生有‛，而且更多的是指‚推陈出新‛。 是事物内部新的进步因素通过矛盾斗争战胜旧的落后 因素，最终发展成为新事物的过程。是一切事物向前 发展的根本动力。

　　整车的安全性能显著提高。大大减少了交通 事故。 汽车的乘车舒适性、平稳性、噪声控制、空气 温度和湿度调节性得到大幅度提高。

　　传感器：采集各种信息。 E C U ：以单片机为核心构成，其作用是分析处理传 感器采集得到的各种信号，向执行器发出控 制指令。 执行器：接受ECU的控制指令完成具体操作动作。 目的是使汽车发动机处于最佳工作状态。

　　Windows起源可以追溯到Xerox(施乐)公司。美国 Xerox公司于1981年推出世界上第一个商用的GUI（图形 用户接口）操作系统，该系统用于Star 8010工作站168体育。 但由于种种原因，技术上的先进性并没有给它带来它所 期望的商业成功。 Apple Computer公司的创始人之一Steve Jobs（乔 布斯），在参观Xerox公司的PARC研究中心后，意识到 图形用户接口的重要性以及广阔的市场前景，开始着手 进行自己的GUI系统研究开发工作，并于1983年研制成 功第一个GUI系统：Apple Lisa。随后不久，Apple又推 出第二个GUI系统Apple Macintosh，这是世界上第一个 成功的商用GUI系统。

　　缸内直喷式GDI发动机 (Gas Direct Injection) 的研究始168体育于德国，早在50年代，德国就有直喷二冲程汽 油机装车应市，甚至还装到声名显赫的SL级奔驰轿车上， 但是很快就销声匿迹。因为德国的工程师们，从试验结 果发现，这种发动机运转性能差，也不能解决废气排放 问题。于是便停止了GDI发动机的研制开发。 日本三菱公司于1996年成功研制出GDI发动机，将 其装在Galant牌汽车上，并投放到日本市场。1997年装 备同样发动机的中级轿车Garisma进入欧州市场，该发 动机排量为1.8L，功率为88kW，100km油耗为5L左右。

　　 洗衣机的产生 1858年，一个叫汉密尔顿· 史密斯的美国人在匹茨堡 制造了世界上第一台洗衣机。该洗衣机的主件是一只竖 立的圆桶，桶内装有一根带有桨状叶子的直轴。轴是通 过摇动和它相连的曲柄转动的，带动水和衣物旋转。同 年史密斯取得了这台洗衣机的专利权。 随后在1874年，美国人比尔· 布莱克斯发明了木制手 摇洗衣机。布莱克斯的洗衣机构造极为简单，是在水平 放臵的木筒里装上6块叶片，用手柄和齿轮传动，使衣 服在筒内翻转，从而达到‚净衣‛的目的。 上述两种结构就是现代波轮式和滚筒式洗衣机的雏 形。虽然那时的洗衣机使用费力，且损伤衣服，没被广 泛使用，但这却标志着机器洗衣时代的来临。

　　图1.1-3 传统的继电器逻辑控制电路与模块化可编程控制电路两者的直观比较

　　西门子、三菱、欧姆龙等公司的科研人员把计算机 技术全面引入可编程序控制器中，使其功能发生了飞跃。 具有更高的运算速度、更小的体积、更可靠的工业抗干 扰能力、更复杂的运算和控制功能、更高的性价比奠定 了它在自动化控制领域中的地位。 运算功能：不仅具有基本的逻辑运算、计时和计数 功能；还具有较复杂的数据移位、比较、传送等功能； 高级别的PLC还有模拟量的PID运算和其他高级运算功能。 控制功能：包括不仅具有基本的开关逻辑控制功能， 还具有复杂的PID运算控制、反馈补偿运算控制等。

　　第一章 第二章 第三章 第四章 创新设计基本理论 创新人才的素质要求和培养 产品设计方法 基于PLC和变频器的控制系统设计

　　创新是人类伟大的实践活动，是推动社会和科技 进步发展的强大动力。有了创新，人类发明了语言和 劳动工具，使人类有别于其它动物。有了创新，使人 类适应并改造了自然界。有了创新，使人类生活在丰 富多彩的物质文明和精神文明的世界中。有了创新， 使人类有条件去探索自然、探索宇宙。有了创新，使 人类更好地创造美好的未来。创新有助于提高社会的 经济增长，有助于提高企业的竞争力和经济效益。

　　 个人电脑操作系统的发展 Apple公司在开发Macintosh时，出于市场战略上的 考虑，只开发了Apple公司自己的微机上的GUI系统，随 着基于Intel x86微处理器芯片的个人电脑的性能不断提 升，这就给Microsoft公司提供了发展空间和市场。 Microsoft公司在1983年开始研发Windows，于1985 年和1987年先后推出Windows 1.0版和2.0版。但由于当 时硬件性能和DOS操作系统的流行，这两个版本没有取 得成功。此后，Microsoft公司对Windows做了重大改进， 推出功能更加强大和完善的3.0版本，于是便在商业上 取得惊人的成功，不到6周，Microsoft公司就售出50万 份Windows3.0，从而一举奠定了Microsoft在个人电脑 操作系统上的垄断地位。

　　是一位有深远影响的奥地利经济学家，是20世纪最 受推崇的经济学家之一，其后移居美国，一直任教于哈 佛大学。虽然他的经济学说并不如凯恩斯在生前就获得 很大的回响，但研究者都认为他对于经济学科的思想有 着很大的贡献。他在经济学史上的卓越地位与亚当· 斯 密、马歇尔、凯恩斯等宗师同列。熊彼特的理论是经济 学的重要遗产，他首先提出‚创新‛学说，不但是知识 经济的先驱者，而且‚创新‛这个概念已经深入到各个 领域。其思想更是21世纪的主流思潮，到今天仍默默地 支配着人心。

　　 洗衣机的发展 1880年，美国出现了蒸气机洗衣机和内燃机洗衣机， 机械动力开始取代人力。 1910年，美国人费希尔在芝加哥成功研制出第一台 电动机洗衣机。这标志着家务劳动电气自动化的开端。

　　1932年168体育，美国本德克斯航空公司研制成功第一台前 装式滚筒洗衣机，1955年，在引进消化吸收英国喷流式 洗衣机的基础之上，日本研制出波轮式洗衣机。

　　编程功能：早期的编程语言类似于汇编语言。现在 发展成五种标准化编程语言—顺序功能图（SFC）、梯形 图（LD）、功能模块图（FBD）、语句表（IL）、结构文 本（ST）。

　　 汽车电子控制技术的产生、发展 第一阶段：二十世纪60～70年代，为改善汽车部分 性能而对汽车电器产品进行技术改造。如1955年装用第 一个电子装臵—晶体管收音机；1960年美国克莱斯勒公 司和日本日产公司把车用直流发电机改换成带有二极管 整流装臵的交流发动机；美国通用汽车公司将IC电压调 节器应用于汽车上。 第二阶段：二十世纪70年～90年代，为解决汽车安 全、节能和环保三大问题，开始采用以单片机为核心的 电子控制系统。如德国博世（BOCH）公司研制的电控汽 油喷射系统；美国福特（fort）及德国博世（BOCH）公 司研制的电子控制防抱死制动系统（ABS）；美国通用 (GM)公司发明的集成化电控点火系统。

　　关键词：制造新的事物（设备、工具、产品）、产 生新的发明、有了新的发现、解决新的问题、产生新的 应用、对已有的事物有了新的改进或见解。

　　引用国际经济学说的理论： ① 创造出前所未有的事物。 ② 引入到新的领域产生新的效益 创始人