Понятие об управлении. История развития автоматического управления. Сущность автоматизации

ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Часть

 

 

Для студентов направления підготовки 6.050702 «Электромеханика»

ОДЕССА – 2013

Змістовий модуль 1

ЛЕКЦИЯ №1

ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ

Понятие об управлении. История развития автоматического управления. Сущность автоматизации

Термин «автоматика» происходит от греческого слова automatos – самодвижущий­ся. Первоначально этот термин применялся для обозначения диковинок, самодвижущих­ся или самодействующих устройств.

Первые такие устройства были изобретены в доисторические времена (капканы, силки, самострелы) и были предназначены для решения насущных задач – добывания пищи (поимки зверя либо птицы). С изобретением ветряного и водяного двигателя и появлением мельниц широкое применение на них нашли автоматические дозирующие устройства, принцип действия которых был примитивен (рис. 1).

Более сложным автоматом являются механические часы (изобретены в XI веке), которые нашли широкое применение. Возникновение часового производства в свою очередь оказало большое влияние на появление самых разнообразных, весьма сложных самодействующих механизмов.

Однако начало поистине широкого применения автоматических систем управления относится ко второй половине XVIII века, в период промышленной революции, когда была изобретена и начала использоваться паровая машина. В 1765 году И.И. Ползунов построил автоматическую систему регулирования (САР) уровня воды в паровом котле, построенного для, изобретенной им же, двухцилиндровой паровой машины непрерывного действия (рис.2).

Рис.1.1 – Автоматический питатель для регулирования подачи зерна на водяной мельнице Рис.1.2 – Автоматический регулятор уровня воды в котле И.И.Ползунова  

В 1774 году Д.Уатт (D.Watt, Англия) изобрел автоматический регулятор частоты вращения вала паровой машины.

Очевидные основания для введения автоматического управления возникают в таких установках, где для обслуживающего их человека создаются физические пределы из-за недостаточной его силы, быстроты действия, тяжелых окружающих условий (высокой температуры, наличия вредных излучений и т.п.).

С тех пор, как вам известно, производство начало развиваться семимильными шагами. Необходимость увеличения количества энергии, расходуемой для целей производ­ства, сопровождалась улучшением машин, созданием комплексов машин и механизмов, частично заменяющих или облегчающих физический труд человека, т.е. частичной ме­ханизацией производственных процессов.

По мере совершенствования техники произ­водственный процесс усложняется, темпы его возрастают, и число операций, выполнявшихся человеком за счет мускульной силы, систематически сокращается. В тех случаях, когда в производственном процессе за человеком сохраняется лишь функция управления и он полностью отстраняется от выполнения операций иного назначения, частичная механизация становится комплексной механизацией.

Таким образом, механизация – комплекс мер по замене мышечной энергии человека или животных, используемой для реализации производственного процесса, «искусственными» источниками энергии (энергией падающей воды, пара, электроэнергией).

Далее, что же является основанием для введения автоматического управления. Масштабы производственных процессов многократно возрастают, и для обслуживающего их человека становится сложно справляться с задачей управления: создаются физические пределы из-за недостаточной его силы, быстроты действия, тяжелых окружающих условий (высокой температуры, наличия вредных излучений и т.п.). Таким образом, становится очевидно, что необходима замена человека в реализации функции управления, т.е. необходима автоматизация производства.

Автоматизация – это комплекс мер по замене рассудочной и интеллектуальной деятельности человека при управлении производственными процессами «деятельностью» технических средств, наделенными такими способностями.