книги из ГПНТБ / Кирпичников В.М. Автоматы - друзья металлурга
.pdfКонец 1932 года. Огромный двухтонный робот «Альфа». На глазах у него странные очки со множеством дырок. Уродливые уши с микрофонами. Членистые ме таллические руки и ноги. «Альфа» может вставать, са
диться, поднимать и |
опускать руки, двигать |
пальца |
ми, говорить, свистеть, |
петь, метко стрелять из |
револь |
вера. |
|
|
Чехословакия. Промышленная выставка. Демонстри руется работа кухонного робота. Он включает пылесос, вентилятор, зажигает свет в комнате, открывает окна, закрывает двери, натирает пол, моет посуду, чистит кар тошку, по заранее набранной программе готовит еду. Немало подобных автоматов создано и у нас в стране, в том числе и на Урале. Так появились электронные опе раторы.
Электронные операторы бывают двух типов: либо это устройство, которое способно работать самостоя тельно, стоит лишь его включить, либо это система био электрического управления.
Как же действует электронный оператор? Вычисли тельное устройство при помощи датчиков и преобразо вателя собирает информацию о состоянии объекта, при нимает решение и доводит его до сведения устройства управления и тут же докладывает по цепи обратной свя зи, что оно приняло решение к исполнению. При помощи «исполнительных» приспособлений управляющее устрой ство добивается реализации решения.
Правда, «электронное чудо» все же не может обой тись без помощи человека. Ведь кто-то должен пустить, а затем остановить его. Кроме того, в затруднительных обстоятельствах оно отказывается управлять механизма ми и сообщ ает человеку, что «способности» электрон-
ного мозга исчерпаны. Приходится человёку выручать автомат из беды.
Теперь о биоэлектрических схемах.
Зал заседаний М осковского государственного уни верситета. В июле 1960 года здесь проходил Первый Международный конгресс по автоматическому управле нию. На сцене установлена доска. К ней подходит самый обыкновенный человек, берет самый обыкновенный мел и пишет на доске красивыми ровными буквами «Привет М еждународному конгрессу по автоматическому управ лению». В зале вспыхивает буря аплодисментов. В чем же дело? Стоит ли аплодировать человеку, который ров ным, красивым почерком написал несколько слов? О ка зывается, стоит! Приветствие-то было написано проте зом руки с биоэлектрическим управлением...
Центральная нервная система человека управляет его органами при помощи биотоков. Кроме полезных биото ков, возникает много второстепенных, связанных с на шим настроением, состоянием здоровья и прочими ве щами, до которых механизмам нет никакого дела. Полу чается, что полезный биоэлектрический сигнал возникает на фоне больших и многочисленных помех. Однако наши органы научились выбирать полезный приказ и немед ленно выполнять его.
А почему бы не попытаться создать электронную си стему, способную разгадать смысл биотоков? Ученым пока удалось решить задачу расшифровки только дви гательных биотоков руки. Вот и появилась биоэлектри ческая рука. На коже человека укрепляют семейство датчиков, чувствительных к биотокам. Собранные биото ки поступают в расшифровывающую электронную схе му. Разгаданный сигнал заставляет включаться и выклю-
чаться электрические моторчики. Биоэлектрическая рука ожила. Так перед системами электронных операторов типа «робот» раскрылись новые широкие горизонты.
Если технологический процесс не желает подчинять ся математическим уравнениям, то его автоматизация
сильно затрудняется. И здесь на помощь может |
прийти |
|||
биоэлектрическое |
управление. |
Оператор будет |
сидеть |
|
в своем кресле |
и |
наблюдать |
за механизмами, |
но его |
руки останутся |
неподвижными. |
Все приказы в |
схемы |
|
автоматики будут передаваться при помощи двигатель ных биотоков.
Машина учится. «Комсомольская правда» 8 сентября 1963 года опубликовала юмористический рассказ полуфантастического содержания.
Назывался он «Поединок». Герой рассказа — сту дент первого курса Мухаринский. Он был известен элек тронной цифровой вычислительной машине как человек № 1386/16. Студент оказался беспросветным лодырем, интересующимся всем на свете, кроме учебы. И вот на нем был опробован обучающий автомат с обратной связью . Автомат с честью выдержал все испытания и сумел кое-чему научить М ухаринского, попутно заразив шись футболом и привычкой ставить завышенные оценки смазливым студенткам . В результате лодыря, как неза менимого объекта демонстрации совершенства авто матов, оставили после окончания института старшим ла борантом кафедры обучающих автоматов.
Все это, конечно, шутка, но в ней есть доля правды. Управляющие вычислительные машины способны запо минать действия десятков операторов. Например, один оператор искуснее управляет вращением валков прокат ного стана при захвате металла, другой — регулиров-
кой скорости выброса ме талла из валков на заднюю сторону стана, третий — на жимным устройством. А уп
равляющая машина наблюдает за этими действиями и «наматывает чужие знания на свой электронный ус», пе ренимает опыт. Вот операторы кончили демонстрировать свое искусство. Машина замигала сотнями неоновых глаз. Из опыта каждого оператора она заимствует самое ценное, затем сама начинает управлять прокатным ста ном лучше любого из них.
Но это еще далеко не все. После освоения своих обя занностей по управлению механизмами машина начи нает заниматься «исследовательской работой». Она про бует немного увеличить скорость вращения валков ста на при захвате заготовки. Есть, захват произошел и при повышенной скорости. Нельзя ли увеличить ее еще не множко? Сделано. Но началась буксовка. Пораскинув
63
электронными «мозгами», машина пришла к выводу: ско рость захвата можно увеличить на 15 процентов и не более.
Такая вычислительная система уже разработана и в ближайшие годы вступит в строй.
Вычислительная машина, как видим, занимается са мообучением, самоусовершенствованием. Только про цесс самоусовершенствования протекает в пределах программы действий, заранее заложенной в машину.
Крупные быстродействующие машины способны и на большее. В СШ А группа ученых предложила вычисли тельной машине решить задачу, связанную с управле нием производством. Ей сообщили исходные данные, вид формул и методику определения пригодности решения. И машина стала искать. Из нескольких тысяч попыток одна заканчивалась успешно. Через 400 тысяч попыток
машина выработала свою методику и стала уверенно решать подобные задачи.
Вычислительные машины могут «читать» и «усваи вать» инструкции для опе раторов металлургических цехов. Стоит лишь оборудо вать их «многоглазной» фо-
а
топриставкой. Ф отоэлемен ты сравнивают очертания букв и их сочетание с имею щимися у них в памяти эта лонами, и машина «узнает» смысл прочитанного. Прав да, пока еще машина «чи тает» медленнее, чем чело век. Зато полученные знания она удерживает в памяти до тех пор, пока человек не
прикажет ей |
забыть |
старое |
|
и обучиться |
новому. |
||
Получены |
только |
первые |
|
результаты |
по |
распознава |
|
нию образов |
при |
помощи |
|
вычислительных машин. По требуются годы увлекатель ных сложнейших научных экспериментов, прежде чем самообучающиеся системы прочно войдут в металлур гию.
Возникает вопрос: все ли вычислительные машины должны быть одинаково сложны? Оказывается, нет. А некоторые из них к тому же еще и умеют беречь свои силы, выключают из работы ряд устройств, когда можно обойтись без них. В этом они похожи... на кита. Поясним на примере. Однажды со дна океана с глубины 1000 мет ров подняли поврежденный телефонный кабель. Люди с удивлением обнаружили, что он обвился вокруг скеле та кита. Как же мог кит, дышащий воздухом, попасть на
5 Заказ № 1G5
такую глубину? Исследования ученых привели к интерес ному открытию. Перед нырком у кита автоматически отключается кислородное питание всех внутренних орга нов и мышц, кроме мозга и сердца. Тогда одного глотка кислорода киту хватит для двухчасового пребывания под водой.
То же происходит и в нашем случае. При решении задач автоматики применяют сложную универсальную вычислительную машину. Если задача простая, то маши на сама выключает серию своих устройств. Если же че ресчур сложна — дополнительно подключает резервные блоки и расширяет свою «память».
Проверяя количество блоков, занятых решением той или иной задачи, можно установить, какой должна быть управляющая машина для автоматизации мартеновской печи, конвертора, вагранки и так далее. Так появились упрощенные, дешевые специализированные . автомати ческие операторы.
Однако самоупрощение может зайти так далеко, что автоматический оператор потеряет не только способ ность решить задачу, но и самовосстановиться.
Мы познакомились с устройством автоматических командиров производства, «их способностями». Давайте посмотрим теперь, как они работают на агломерацион ных фабриках, в доменных и прокатных цехах.
Г Л А В А
Т Р Е Т Ь Я
П о м о щ н и к и аг,ю м ерат чиков
Агломерационные фабрики вырабаты вают «хлеб» для доменных печей — агло мерат. Заменив им руду, горновые повы
шают |
производительность |
печи, .улуч |
|
шают |
качество |
чугуна. |
территорию |
Как |
только |
заходишь на |
|
фабрики, сразу попадаешь в царство бункеров, транспортеров, агломерацион ных машин. В одном бункере находится руда, в другом — кокс, в третьем — ко лошниковая доменная пыль, а в четвер то м — отходы агломерата, так называе мый горячий возврат. Вот из этих-то ма териалов и нужно составить смесь, доба вить в нее воды. Получится шихта. Из нее на агломашине и будет изготовлен агломерат.
Процесс составления шихты автомати зирован. Аппараты безошибочно знают, сколько нужно взять руды, кокса, колош-
5 * |
67 |
никовой пыли, горячего возврата и воды, в нужный мо мент приводят в действие и останавливают уйму тран спортеров и прочих механизмов. Как это делается?
Оператор приводит в действие специальные механиз м ы — питатели, и на автоматические весы высыпается определенное количество руды. Человек «сообщает» системе автоматики, сколько нужно добавить кокса и ко лошниковой пыли. Для взвешивания их есть двое весов. Транспортеры автоматически доставляю т руду, кокс и колошниковую пыль на общие весы. Закончена подго товка одной порции сырья для агломерационной маши
ны. |
Осталось только |
добавить |
воды. |
|
К |
сожалению, машина не |
в состоянии переварить |
||
«пищу» на все 100 процентов. |
По окончании процесса |
|||
спекания |
появляются |
отходы |
производства — горячий |
|
возврат. |
Его высыпают в специальное хранилище — бун |
|||
кер. Со временем бункер заполняется целиком. Гаммареле сигнализирует, что горячего возврата накопилось слишком много. Тогда питатели автоматически добав ляют немного горячего возврата в очередную порцию сырья.
Машина способна выпечь агломерат отличного ка чества. Но для этого требуется сырье, составленное по всем правилам. Если сначала подавать только руду, а потом только один кокс — ничего не выйдет. Нужно хо рошо перемешать составные части шихты, равномерно питать ею агломашину. Для этого каждую порцию сырья высыпают в огромный смеситель — миксер. В нем состав шихты выравнивается. Сверху туда заливается вода.
Шихта приготовлена.
Впоисках влажности. Исследования показали, что ка
чество агломерата и производительность машины зави-
сят от влажности шихты и скорости перемещения агло ленты. Каждому составу шихты соответствует оптималь ная влажность и скорость. Автоматика сама определяет, сколько нужно добавить воды, чтобы производитель ность машины была максимальной. Достигается это сле дующим образом.
Из смесителя на начальный отрезок ленты высыпает ся шихта. Толщина слоя измеряется специальным дат чиком. На одном валу с двигателем ленты установлен датчик для измерения скорости ее движения. Зная дли ну ленты, можно вычислить производительность агло машины. Однако полученный результат будет весьма неточным, так как часть агломерата возвращается на переработку. Для учета количества горячего возврата применяются специальные весовые датчики. Кроме того, точка завершения спекания сырья может и не совпасть с концом аглоленты.
Датчики автоматически определяю т вес горячего возврата и место окончания спекания шихты на конечном
отрезке, а толщину слоя |
шихты — на |
начальном. Ясно, |
что по данным этих двух |
порций производительность |
|
агломашины вычислить нельзя. Иначе |
мы уподобимся |
|
незадачливому синоптику, который по вчерашней тем пературе на улице и позавчерашним сведениям о на правлении ветра предсказывает погоду на завтра. Как же все-таки произвести подсчет? Давайте поближе по знакомимся со средствами автоматизации в машинном зале фабрики. Обнаруживаем вычислительные устрой ства для расчета места окончания спекания шихты, про изводительности оборудования, а также сложные элек тронные регуляторы и... два магнитофона. Зачем они-то понадобились здесь? И магнитная лента у них движется