Этапы развития автоматизации

Введение

Автоматизацией производства является процесс, функции управления, а также контроля при котором, которые ранее были совершаемы человеком, отправляются для выполнения оборудованию и автоматизированным устройствам. Автоматизация – это своего рода основа в плане развития промышленности наших дней, одно из самых важных направлений научно-технического прогресса. Основными целями автоматизации производства является повышение трудовой эффективности, совершенствование качества выпускающейся продукции, создание условий для рационального использования всех ресурсов в производстве. Автоматизация разделяется на: полную, комплексную и частичную.
Во время частичной автоматизации некоторые функции по управлению производством автоматизированы, а другие выполняются рабочими-операторами, по-другому – полуавтоматические комплексы. Обычно, подобного рода автоматизация выполняется в тех случаях, когда управление процессами из-за сложности или же высокой скорости почти недоступно человеку.
Комплексная автоматизация располагает всеми автоматизированными функциями, а рабочие-операторы только лишь налаживают техническое оснащение и выполняют контроль ее работы. Комплексная автоматизация нуждается в применении оборудования, вспомогательной техники, машинах, работа которых способна превратить изначальные материалы в готовый продукт, не применяя физической помощи человека.
Полной же автоматизацией производства является высшая ступень автоматизации, предусматривающая полную передачу функций по управлению, а также контролю производства автоматических систем управления.


Временные рамки этапов развития автоматизации
Основные принципы этапов развития
Условно, можно развитие автоматизированных систем возможно разделить на три этапа.
Первый этап развития автоматизации распространяется на период времени с начала восемнадцатого до конца девятнадцатого столетия. В двадцатые годы восемнадцатого столетия русским ученым А. Нартовым было разработано изобретение – автоматический суппорт с целью автоматизации токарно-копировального станка.
В 1765 году механик И.И. Ползунов, который считается творцом первой паровой машины универсальных назначений, изобрел первый во всем мире промышленный автоматический регулятор с целью постоянной поддержки уровня воды в котле паровой машины.
Поплавок, который являлся измерительным органом, находился на поверхности воды, перемещаясь, изменял подачу жидкости, которая шла по трубе к котлу сквозь отверстие клапана.
Если же уровень воды был поднят выше положенного, то поплавок, который смещался вверх, смог закрывать клапан и в дальнейшем подача воды была прекращена.
В регуляторе Ползунова выполнена идея, являющаяся даже и в современном мире основной в устройствах автоматизированного управления. На протяжении всего девятнадцатого века происходила модернизация регуляторов к паровым машинам.
Во время первого этапа развития автоматических систем были сделаны попытки с целью воспроизведения автоматизированных станков и линии, имеющей жесткую кинематическую связь.
Нужно отметить – развитие автоматического производства в данный период времени основывается на правилах и методах в классической механике.
Второй же этап по развитию автоматизированных систем находится в периоде времени с конца девятнадцатого по середину двадцатого века. Данный период напрямую связан с развитием электрической техники, а также использованием на практике электроэнергии в системах автоматизированных систем.
К примеру, одно из самых важных значений имеет новшество П.Л. Шиллнга, а именно магнитоэлектрическое реле, 1850 года.
Другим примером является разработка Ф.М. Балюкевича в 80-е годы девятнадцатого века множества устройств для автоматической охраны на железнодорожном транспорте.
Третьим примером является изобретение С.Н. Апостолова-Бердичевского и другими самой первой в мире автоматизированной телефонной станции.
К началу XX века относится широкое развитие и использование электрических систем автоматического регулирования. Индивидуальный привод отдельных рабочих органов машин иВведение

между ними электрических связей существенно упростили кинематику машин, сделали их менее громоздкими и более надёжными.
Будучи более гибкими и удобными в эксплуатации, электрические связи позволили создать комбинированное электрическое и механическое программное управление, обеспечивающее автоматическое выполнение неизмеримо более сложных операций, чем на машинах-автоматах с механическим программным устройством.
Для второго этапа развития автоматизации характерно появление электронно-программного управления: были созданы станки с числовым программным управлением, обрабатывающие центры и автоматические линии, содержащие в качестве компонента оборудование с программным управлением.

Сороковые-пятидесятые годы XX столетия ознаменовались началом бурного развития радиоэлектроники. Электронные устройства обеспечивают более высокие быстродействия, чувствительность, точность и надежность автоматических систем.
Наступил третий этап развития автоматизации с широким использованием управляющих ЭВМ, которые для каждого момента времени рассчитывают оптимальные режимы технологического процесса и вырабатывают управляющие команды по всем автоматизируемым операциям.
Переходом к третьему этапу развития автоматизации послужили новые возможности ЧПУ, основанные на применении микропроцессорной техники, что позволило создавать принципиально новую систему машин, в которой сочетались бы высокая производительность автоматических линий с требованиями гибкости производственного процесса.
Современные микроэлектроника и ЭВМ позволяют достичь высшего уровня автоматизации.


Изобретатели в сфере автоматизации
Самодействующие устройства, которые являются прообразами автоматов в наши дни, зародились еще в глубокой древности

. В условии мелкого кустарного, а также полукустарного производства, практически до восемнадцатого века самодействующие устройства не смогли получить практического применения, и потому, оставаясь на уровне игрушек, могли свидетельствовать только лишь о достаточно высоком искусстве, которым обладали древние мастера. Резкий скачок уровня, а также масштабов производства, который был известен как промышленная революция восемнадцатых – девятнадцатых веков, был вызван совершенствованием орудий и приемов труда, а также прогрессирование машин и механизмов для замены человека.
Промышленная революция восемнадцатых – девятнадцатых веков смогла создать необходимые условия с целью механизации производства, в приоритете были, прядильные, ткацкие, металл и деревообрабатывающие процессы. К. Маркс смог разглядеть в данном процессе полностью новое направление прогресса техники и подсказал переход от применения отдельных механизмов к «автоматической системе машин». В такой системе за человеком оставались только лишь сознательные функции управления. Человек остается рядом с процессом в роли регулировщика или же попросту котроллера. Основными наиважнейшими изобретениями данного периода стали труды русского механика И. И. Ползунова автоматического регулятора питания парового котла, 1765 года и английского изобретателя Дж. Уатта центробежного регулятора скорости паровой машины, 1784 года, которая в дальнейшем стала главным источников энергии к приводу станков, машин и других механизмов.
Начиная с 60 годов девятнадцатого века из-за быстрого развития железных дорог, появилась вполне ожидаемая потребность в автоматизации железнодорожного транспорта и, прежде всего, необходимость создания автоматизированных приборов контроля скорости с целью обеспечения безопасного движения поездов.
В России, одним из самых первых новаторств в данном направлении стали автоматические указатели скорости инженера-механика С. Прауса, 1868 года, а также прибор для автоматизированного регистрирования скорости движения поезда, времени прибытия, длительности остановки, времени отправления и локации поезда, созданный инженером В. Зальманом вместе с механиком О. Графтио, 1878 года. Касаемо степени распространения автоматических устройств в сфере железнодорожного транспорта свидетельствует то, что на Московско-Брестской железной дороге, начиная с 1892 года, уже существовал отдел «механического контроля поездов».
Труды, касающиеся автоматических устройств до девятнадцатого века, располагались в рамках классической прикладной механики, которые рассматривали их как обособленные механизмы. По существу, основы науки об автоматизированном управлении, были изложены в докладе английского физика Дж. К. Максвелла «О регулировании», 1868 года и статье русского ученого И. А, Вышнеградского «О регуляторах прямого действия», 1877 года, именно в этой статье машина и регулятор были рассмотрены в качестве единой системы. Такие ученые, как А. Стодола, Я. И. Грдина и Н. Е. Жуковский, развивая эти работы, смогли предоставить систематическое изложение теории автоматического регулирования.
Во времена СССР, освоение автоматических систем управления, а также регулирования производственных процессов стартовало одновременно с разработкой тяжелой промышленности и машиностроения, также освоение проводилось в соответствии с решениями Коммунистической партии и Советского правительства, касающиеся индустриализации и механизации производства. В 1930 годах, по решению Г. М. Кржижановского в Главном энерго-центре ВСНХ СССР было организована комиссия по автоматике с целью руководства работами, касающихся автоматизации в энергетике.
Во время правления Всесоюзного электротехнического объединения, сокращенно ВЭО, в 1932 году стало создано бюро по автоматизации и механизации электрических заводов. Совершенствовалась транспортная автоматика, начиналось развитие автоматизированного управления в тяжелой, легкой, а также пищевой промышленности. В специализированном машиностроении, вместе с отдельными автоматами начался ввод в действие конвейеров с принудительным ритмом движения. Организовано Всесоюзное объединение точной индустрии, сокращенно ВОТИ, с целью производств и монтажа приборов контроля и регулирования.
В 1936 Д. С. Хардер, проживающий в США, определял автоматизацию как «автоматическое манипулирование деталями между отдельными стадиями производственного процесса». Скорее всего, вначале этим термином обозначали связывание станков вместе с автоматическим оборудованием передачи, а также подготовки материалов. Позже, Хардер распространил значение этого термина практически на каждую операцию производственного процесса.
Высочайшая экономическая эффективность, технологическая целесообразность и часто эксплуатационная необходимость способствовали широкому распространению автоматизации в промышленности, на транспорте, в технике связи, в торговле, а также различных сферах обслуживания. Её основные предпосылки: более эффективное использование экономических ресурсов — энергии, сырья, оборудования, рабочей силы и капиталовложений. При этом улучшается качество, и обеспечивается однородность выпускаемой продукции, повышается надёжность эксплуатации установок и сооружений.


Разработанные автоматические устройства
Намного ранее стал начинаться развиваться процесс автоматизации относительно того, как мы могли бы представить