Історична довідка про розвиток автоматики.

Під виробничим процесом розуміється тимчасова послідовність в системі, при якій відбуваються перетворення і (або) передача речовини (маси, матеріалу, енергії) і (або) інформації. Практично всі сучасні виробничі процеси повинні виконуватися відповідно до певних інструкцій, правил, регламентних норм. Їх вибором займаються технологи, тобто фахівці із способів здійснення різних перетворень предметів праці в ході виробництва. Відповідно процеси перетворення початкових матеріалів (сировини, напівфабрикатів, заготовок і т. п.) в готову продукцію називають технологічним процесом. За своїм характером процес може бути безперервним, дискретним, або періодичним (дискретно-безперервним).

Безперервним є такий процес, в якому кінцевий продукт виробляється, лише поки підводяться енергія, сировина, каталізатори і тому подібне Наприклад, хімічні, нафтопереробні процеси, процеси виробництва енергії, прокату сталевого листа і тому подібне

Дискретний процес характеризується тим, що оброблювані продукти подаються на вхід і видаються на виході окремими порціями. Дискретний процес асоціюється перш за все з виготовленням деталей, вузлів і готових виробів.

У періодичному (дискретно-безперервному) процесі за короткий проміжок часу виробляється обмежена кількість кінцевого продукту. Сировина вводиться регламентованими дозами в певній послідовності; операції перемішування н подачі енергії здійснюються в заданому порядку. Після того, як всі операції відповідно до «рецептури» виконані, виходить порція кінцевого продукту. Прикладами такого процесу є доменний процес, процеси виробництва стали в мартенівських печах, конвертерах і електросталеплавильних печах.

До появи пристроїв, що управляють, досвідчена людина - оператор виконував «обчислення» дій, що управляють, інтуїтивно. Для вимірювання керованих величин людина використовувала свої органи чуття.

Проте у міру ускладнення технологічних процесів навіть найкваліфікованіший оператор перестав справлятися із завданнями управління. Інший недолік управління, здійснюваного людиною-оператором, полягає в його нездатності забезпечити безперервність дії, що управляє. Для вирішення вказаних проблем і впровадження нових технологічних процессов була створена самостійна область науки і техніки, що хзаймається питаннями автоматизації виробництва.

Автоматизацією механізованого виробництва називають заміну фізичної і розумової праці людини, що витрачається на управління, роботою технічних засобів (від простих вимірювальних приладів і регуляторів до сучасних електронних обчислювальних машин), що забезпечують це управління без втручання людини, за якою залишаються тільки функції спостереження і підготовки технічних засобів до роботи. Таким чином, автоматичне управління охоплює виконання всього комплексу можливих операцій по управлінню процесом без безпосередньої участі обслуговуючого персоналу.

Малюнок 1 - Схеми систем автоматичної індикації (б) і автоматичного контролю (а)

Схема системи автоматичної індикації: Вимірювальний прилад з індикатором замінює органи чуття людини, забезпечує швидкі і достатньо точні вимірювання. До вимірювального приладу можна підключити реєструючий прилад РП (див. мал. 1, б), що записує динаміку зміни технологічних параметрів. Ці дані можуть використовуватися для аналізу технологічного процесу ТП, а діаграма, записана реєстратором, служить документом. Функції оператора при автоматичній індикації зводяться до визначення помилки управління, а також реалізації дії.

Невеликі технічні удосконалення дозволили перейти від автоматичної індикації до автоматичного контролю. В цьому випадку оператор отримує інформацію про відхилення технологічних параметрів від заданих значень. Система автоматичного контролю окрім вимірника і індикатора містить пристрій порівняння УС і задатчик інформації ЗД - пристрій, який пам'ятає необхідне значення технологічного параметра. На мал. 1,б показано розділення функцій між оператором і системою автоматичного контролю.

На мал. 2,а представлена схема, що дозволяє шляхом управління уручну підтримувати задане значення рівня в баку. Людина - оператор залежно від свідчення рівня відкриває або закриває вентиль на трубопроводі подачі води.

Якщо в розглянутій системі управління підтримки рівня за допомогою технічних засобів забезпечити подачу води в бак в залежності від рівня в нім, то вийде автоматична система управління рівнем, яка може функціонувати без оператора.

Технічно це можна здійснити, наприклад, по схемі, на мал. 2, б.

У цій схемі вимірювальним пристроєм є поплавець, який за допомогою системи важеля пов'язаний з клапаном на живлячому трубопроводі. При пониженні рівня води в баку поплавець знижується, переміщаючи систему важеля. При цьому шток клапана йде вгору, збільшуючи притоку рідини в бак.

Малюнок 2 - Приклади систем регулювання рівнів води в баку: а - ручне регулювання; б - автоматичне регулювання

Процес, за допомогою якого одну або декілька регульованих величин, що характеризують технологічний процес, приводять до згоди з їх постійними або такими, що змінюються по деякому закону заданими значеннями і при цьому вказана відповідність досягається технічними засобами шляхом вироблення дії на регулює величини в результаті порівняння їх дійсних значень із заданими, називається автоматичним регулюванням.

Технологічний агрегат, машину або інший пристрій, який виконує технологічний процес, правильність виконання якого забезпечується організованими ззовні регулюючими діями, називають об'єктом регулювання.

Комплекс пристроїв, що приєднуються до об'єкту регулювання і забезпечують автоматичну підтримку заданих значень його регульованих величин або автоматичну зміну їх по деякому закону, називають автоматичним регулятором (або автоматичним регулюючим пристроєм).

Технічні засоби: прилади, регулятори, виконавчі і допоміжні елементи, за допомогою яких здійснюється контроль, вимірювання, регулювання, управління і сигналізація різних параметрів технологічних процесів отримали загальну назву «Засоби автоматизації» (СА).

«Автоматика - дітище XX століття. Проте, якщо прослідкувати початок історії автоматики, то вона починається у глибокій старовині.

У II в. до н.е. механік Ктезібій, що жив в Александрії, виготовив перші водяні часи. Вони були прості: з судини, наповненої водою, витікала вода і через систему зубчастих коліс приводила в рух стрілки.

Йшли сторіччя, годинник удосконалювався і надалі зіграв чималу роль в розвитку автоматики. Недаремно Карл Маркс писав з цього приводу, що «годинник є першим автоматом, створеним для практичних цілей». Майстрами далеких часів були створені, окрім годинника, і інші механічні пристрої, що виконують послідовні рухи без втручання людини. У стародавній Греції кожен такий пристрій називався «автоматос», тобто «саморушний». У книзі, написаній в I в. знаменитим ученим Героном Старшим з Александрії, розповідається, наприклад, про автомат для продажу «святої води», про двері храму, що відкривалися, як тільки в жертовнику спалахував вогонь, і так далі.

У 1767-1769 рр. російський механік І. П. Кулібін створив годинник розміром з гусяче яйце. У цьому годиннику було декілька сотень зв'язаних між собою різних деталей. Годинник заводили раз на добу. Він показував час і відбивав кожну годину, її половину і чверть. У верхній частині корпусу годинника через кожну годину відкривалися дверці і людські фігурки розігрували сценки; «вистава» йшла в музичному супроводі.

У другій половині XVIII в. у швейцарському селі Шо-де-фон жили два годинникових майстри - Пьер Жаке Дро і його син Анрі. У 1774 р. Пьер Дро на виставці в Парижі демонстрував механічних «людей» - «писаря», «художника» і «музикантку».

Але разом з подібними забавними автоматами почали з'являтися пристрої, які полегшують працю людини. Перші такі спроби відносять до другої половини XVIII в., до періоду промислової революції. Особливо велике значення для технічного прогресу мав винахід автоматичного супорта токарного верстата і автоматичного регулятора.

Автоматичний супорт, що переміщає різець уздовж деталі, яка обробляється на токарному верстаті, було винайдено ще в 20-х роках XVIII в. російським механіком Андрієм Нартовим. Англієць Моделі зробив подібний пристрій лише через 70 років.

Автоматичне регулювання вперше було застосоване російським винахідником Іваном Ползуновим. У створеній ним в 1765 р. паровій машині поплавцевий регулятор стежив за рівнем води в казані. Джеймс Уатт в своїй знаменитій паровій машині застосував два важливі автоматичні пристрої: відцентровий регулятор, який змінював подачу пари в циліндр, і паророзподільну коробку із золотником для перемикання клапанів машини.

Розширення промислового виробництва, відкриття в галузі механіки і електротехники викликали появу нових автоматичних пристроїв. У XIX і початку XX в. вони з'являються в текстильних і ткацьких машинах, в пресах для штампування дрібних деталей, в машинах, що виробляють масову продукцію: цукерки, цигарки, ґудзики тощо. А зараз немає такої галузі, в якій не застосовувалися б автомати». У процесі пояснення використовуються ілюстрації (роздавальний матеріал, наведений в додатку 1), плакати, слайди.

Показником емоційного інтересу в цьому випадку є повна тиша в аудиторії, яка свідчить про емоційне занурення у нову інформацію. Проглядання ілюстрацій з коментарем викладача підсилює зацікавленість.

Додаток 1

Малюнок 2 - Поплавцевий регулятор рівня води І.А.Ползунова

Малюнок 3 - Регулятор числа оборотів парової машини Д.Уатта

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Загальні відомості про автоматизацію механізованого виробництва	\|	Модель професійної компетентності соціального педагога

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.006 сек.