Автоматизація виробництва. Етапи розвитку та перспективи., Детальна інформація

Слово "автомат" у перекладі з грецького означає "самодіючий". У Древній Греції так називалися механізми і пристрої, що могли самостійно, без видимої участі людини виконувати будь-які дії. Перші автомати використовувалися в основному жрецям для показу "чудес", які творилися нібито божественною силою. Пізніше автомати – іграшки з'явилися в будинках знаті і служили для звеселяння гостей. І в середні століття неодноразово створювалися механічні птахи, звірі і різні фантастичні тварини, що махали крилами, рухатися і ричати. Звичайно, практичної користі від таких "автоматів" було небагато, Але саме вони стали попередникам сучасних автоматів.

Інтенсивний розвиток автоматики почався в XVIII - XIX ст. у зв\x0313язку з промисловим переворотом в Європі, пов\x0313язаним з використанням енергії пари.

Першим промисловим "регулятором" того часу був поплавковий "регуля-тор", розроблений І.І. Ползуновим , яку він побудував у 1765 році.

На принципі зміни керованих технологічних параметрів залежно від їх відхилення відносно заданого значення в 1784 році англійський механік Джорж Уатт побудував відцентровий "регулятор" швидкості парової машини. Принцип керування за відхиленням величини від заданого значення, відомий як принцип Ползунова - Уатта, дістав поширення в сучасній техніці.

У 1830 році Шиллінг у розробленому ним телеграфі запропонував перше електромагнітне реле, яке дістало практичне застосування в різних сферах промисловості.

У 1856 - 1871 році В.М. Чиколаєв розробив регулятори для дугових ламп, а в 1871 році математик П.Л. Чебишев у своїй праці про відцентровий регулятор почав теоретичні дослідження автоматичних регуляторів.

Одним із фундаторів теорії автоматичного керування вважається професор Петербурзького практичного технологічного інституту І. О. Вишнє-градський, який опублікував у 1876 і 1878 роках свої класичні праці "Про загальну теорію регуляторів" та " регулятори прямої дії ".

Велике значення для розвитку теорії автоматичного керування мали дослідження академіка О.М. Ляпунова, який в 1892 році у своїй праці "Загальна задача про стійкість руху" заклав основи теорії стійкості нелінійних динамічних систем, а також обґрунтував вихідні положення лінійної теорії автоматичного керування.

Важливою подією було опубліковано М.Є. Жуковським у 1909 році першого російського підручника "Теорія регулювання ходу машин" , в якому, крім узагальнення відомих положень, було наведено нові дослідження регулятора з сухим тертям, основи теорії переривчастого регулювання.

В ХХ столітті енергія пари дедалі більше змінювалась електричною енергією, і питанням автоматизації різних електроустановок приділялося більше уваги. У цей період виникають автоматичні електростанції, автоматизуються окремі промислові ділянки, цехи та цілі підприємства. Ставляться і вирішуються завдання комплексної автоматизації цілих промислових процесів і виробництв.

В 60 - 80 - ті роки теорія автоматичного керування вирішує усе складніші питання з розробки нових систем, методів їх дослідження та синтезу.

Великою подією у розвитку теорії автоматичного керування була поява в 1948 і 1952 році праць американського вченого Н. Вінера, які стали основою нового напрямку розвитку - кібернетики. Академік А.М.Комогоров визначив кібернетику як вчення про способи добування, збереження, перетворення і використання інформації в машинах, живих організмах та їх об\x0313єднаннях. Принципи кібернетики як загальної науки про керування в найрізноманітніших умовах (системах) покладено в основу сучасних термінів і понять теорії автоматичного керування.

Нині в умовах науково – технічної революції автомати знаходять широке застосування в промисловості, на транспорті й у дослідницьких лабораторіях. Алі яку б роботу ні виконував автомат, він працює не сам по собі, його робота визначається програмою – визначеною послідовністю дій, що задається людиною. Програма роботи автомата може бути закладена в його конструкції. Наприклад, програма роботи часів міститься в пристрої спускового механізму і маятника, що одержують енергію від заводної пружини. У більш складних автоматах, як, наприклад, у верстатах із програмним керуванням, програма роботи задається ззовні у виді серії сигналів, записаних на магнітну стрічку, перфокарту або на спеціальний чіп. Пристрій, вмонтований у блок керування верстатом, "зчитує" ці сигнали і посилає їх на механізми, які виконують необхідно задані операції.

Автомати стали безцінними помічниками людини. Автоматичні верстати і лінії допомагали різко підвищити продуктивність праці, смороду звільнили людину від роботи у важкодоступних і небезпечним для життя умовах.

Доручаючи вусі більш відповідальні справи автоматам, людина безупинно вдосконалює їхню конструкцію, зовнішні і внутрішні зв'язки, шукає нові принципи дії. Щоб краще зрозуміти роботу автоматів, їх можна порівняти з людиною. Природа наділила людину органами почуттів, за допомогою яких віна сприймає й аналізує різноманітні роздратування, що надходять із зовнішнього середовища. Завдяки органам почуттів людина бачить і чує, розрізняє запахи і кольори, відчуває смак, почуває дотик. Реагуючи на роздратування, органи почуттів виробляють нервові імпульси, що по нервових волокнах надходять у центральну нервову систему. У відповідь центральна нервова система посилає імпульси-накази відповідним групам м'язів, і людина говорити, рухається, переміщає предмети, робить різні дії.

Автомати також мають "органи почуттів"— різноманітні чуттєві елементи, чи датчики, що сприймають зміни освітленості, тиску, переміщення, температури, звуку . Датчики виробляють сигнали, що по «нервових волокнах»— ланцюгам прямої і зворотного зв'язку — надходять у «центральну нервову систему»— пристрій керування автомата. У залежності від призначення автомата і складності його конструкції пристроєм керування може бути звичайне реле, а в складних автоматах — навіть ЕОМ.

У відповідь на сигнали датчиків пристрій керування посилає імпульсу-команди — виконавчим пристроям. З їхньою допомогою автомати пересувають важелі, поршні і заслінки робочих машин, пускають у хід високовольтні вимикачі, піднімають багатотонні вантажі, керують кермовими системами кораблів і літаків. Якщо сигнали слабкі, те їх підсилюють у спеціальних пристроях — підсилювачах.

Завдяки бурхливому розвитку техніки в XX в. з'явилися енергетичні, технологічні, транспортні й інші машини й агрегати з автоматичним керуванням. Широке використання у виробничих процесах автоматичного й автоматизованого устаткування — це і є автоматизація виробництва. Якщо механізація звільняє людину тільки від важкої фізичної праці, те автоматизація передбачає передачу автоматичним пристроям також і функцій керування, регулювання і контролю, що раніш виконував людину.

Автоматичне керування широке застосовується для виконання операцій.

&

(

D

F

\x017D

a



&

\x0400&

(

,