Введение

§ В. 1. Автоматизация и кибернетика

Создание материальных благ, необходимых для жизни человека, осуществляется в процессе производства. В любом производственном процессе могут применяться как мускульная сила человека, так и его умственные способности. Если мускульная сила человека в процессе производства заменяется механизмами и машинами, то осуществляется механизация. Механизация, возникшая в конце XVIII в., ознаменовала начало первой промышленной революции. Механизация продолжается и сейчас, причем речь идет не только об облегчении физического труда рабочего, но и о полной замене его на всех участках производственного процесса, т. е. об осуществлении

комплексной механизации.

Очевидно, что в производственном процессе человеку приходится затрачивать тем большую умственную энергию, чем сложнее процесс. В простейшем случае умственная работа оказывается несложной и имеет вспомогательный характер (выписка материалов со склада, подсчет зарплаты и т. п.), в другом — затрата умственной энергии может быть велика (при производстве сложных расчетов, обработке экспериментов и т. п.).

Умственная энергия используется и при управлении производственным процессом. Здесь человек в пужные моменты времени должен вмешиваться в ход процесса и принимать соответствующие решения. Нанример, на нефтехимическом заводе происходит переработка солярового масла отделением летучих углеводородов. Поступающее в ректификационную колонпу сырье предварительно подогревают до определенной температуры, которая должна изменяться в зависимости от состава сырья. Оператор, управляющий этим процессом, прежде чем вмешаться в его ход, должен получить информацию о ходе процесса, температуре, давлении, составе сырья и т. и. с помощью контрольно-измерительной аппаратуры и датчиков. Устройства для получения информации называют устройствами сбора информации.

Таким образом, первый этап управления производственным процессом — получение информации.

Далее на основании этой информации требуется принять правильное решение, влияющее на ход процесса. Однако если производственный процесс сложный и для управления им требуется быстрая обработка большого объема информации, то вместо оператора для этой цели используют устройства вычислительной техники, которые на основе заранее заданного алгоритма принимают решение о воздействии на ход процесса.

Второй этап управления производственным процессом — переработка информации. Принятое решение в виде сигналов поступает на исполнительные механизмы, где они,

изменяя уставки регуляторов, положение заслонок, клапанов и т. и., изменяют ход производственного процесса в нужном направлении.

Третий этап управления производственным процессом — использование информации.

также аппаратура передачи данных (АПД). При малых расстояниях передача информации

От КИП к УВТ системы телемеханики передают сигналы измерении (телеизмерений — ТИ) и сигнализации (телесигнализации — ТС), а от УВТ к ИМ — команды управления (телеуправления — ТУ).

Автоматические и телеавтоматические системы обычно решают задачи оптимального управления. Устанавливается определенный критерий (например, максимальная производительность или минимальная себестоимость), разрабатывается соответствующий ему алгоритм, и управляющая вычислительная машина поддерживает режим оптимального процесса путем посылки команд на автоматические регуляторы или испол­ нительные механизмы.

Характерно, что в таком комплексе механизмов и устройств, который можно назвать системой машин, перерабатывается не сырье и преобразуется не энергия, а информация. Таким образом, к двум классам машин (машинам-орудиям и машинам-двигателям), возникшим в процессе механизации, добавился третий, созданный в процессе автоматизации, в которых передается, преобразуется и перерабатывается информация.

СТМ в системах телеавтоматики характеризуются: а) отсутствием аппаратуры, связанной с ручным управлением (за исключением аппаратуры, предусмотренной на случай выхода системы автоматического управления из строя); б) наличием аппаратуры для ввода данных в УВТ.

Поскольку отличительной особенностью автоматических и телеавтоматических систем является полное отсутствие человека в процессе управления, автоматизация, осуществляемая с их помощью, называется полной автоматизацией. Однако далеко не всегда и не для всех производственных процессов возможна и целесообразна полная автоматизация. Информационный цикл может полностью или частично замыкаться через человека. В этих случаях происходит неполная замена умственной энергии человека при управлении процессом, т. е. возникает частичная автоматизация.

В зависимости от степени использования средств автоматизации имеются различные ступени частичной автоматизации. Рассмотрим главнейшие из них начиная с простейших.

Местная автоматизация (МА). Местпую автоматизацию (рис. В. 2, а) часто называют местной автоматикой. Получив информацию о ходе производственного процесса с помощью КИП, оператор, основываясь на своем опыте и интуиции, производит ее обработку. Приняв решение, через исполнительные механизмы он воздействует на ход процесса. Иногда это воздействие оператор осуществляет с помощью своих подчиненных, передавая им распоряжения лично или по телефону. Частично управление процессом производится простейшими автоматическими регуляторами.

Телемеханизация. Если производственный процесс рассредоточен на большой площади, то к средствам местной автоматики добавляются