Этапы развития автоматизации производства

1. Этапы развития автоматизации  производства 

 Автоматизация производства  – это процесс, при котором  функции управления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком,  передаются приборам и автоматическим  устройствам. Автоматизация –  это основа развития современной  промышленности, генеральное направление  научно-технического прогресса.  Цель автоматизации производства заключается в повышении эффективности труда, улучшении качества выпускаемой продукции, в создании условий для оптимального использования всех ресурсов производства. Различают автоматизацию производства: частичную, комплексную и полную.

При частичной автоматизации часть  функций управления производством  автоматизирована, а часть выполняется  рабочими-операторами (полуавтоматические комплексы). Как правило, такая автоматизация  осуществляется в тех случаях, когда  управление процессами в следствие их сложности или скоротечности практически недоступно человеку.

При комплексной автоматизации  все функции управления автоматизированы, рабочие-операторы только налаживают технику и контролируют её работу (автоматические комплексы). Комплексная  автоматизация требует применения таких систем машин, оборудования, вспомогательной  техники, работа которых превращает исходные материалы в готовый  продукт без физического вмешательства  человека.

Полная автоматизация производства – высшая ступень автоматизации, которая предусматривает передачу всех функций управления и контроля комплексно-автоматизированным производством  автоматическим системам управления.

Развитие автоматизации производства можно условно подразделить на три  этапа.

Первый этап автоматизации охватывает период времени с начала XVIII до конца XIX столетия. В 20-е годы XVIII столетия в России А.Нартовым был разработан автоматический суппорт для токарно-копировального станка. В 1765 г. русским механиком И.И.Ползуновым – творцом первой паровой машины универсального назначения – был создан первый в мире промышленный автоматический регулятор для поддержания постоянного уровня воды в котле паровой машины. Измерительный орган – поплавок, находящийся на поверхности воды, перемещаясь, изменял подачу жидкости, идущей по трубе в котёл через отверстие клапана. Если уровень воды поднимался выше положенного, то поплавок, перемещаясь вверх, закрывал клапан и подача воды прекращалась. В регуляторе Ползунова была реализована идея, являющаяся и поныне центральной в устройствах автоматического регулирования. В 1784 г. английским механиком Дж. Уаттом также для паровой машины был разработан центробежный регулятор скорости. В течение всего XIX столетия происходило совершенствование регуляторов для паровых машин. На первом этапе развития автоматизации были попытки создания автоматических станков и линий с жёсткой кинематической связью.

Следует отметить, что развитие автоматизации  производства в этот период времени  основывалось на принципах и методах  классической механики.

Второй этап развития автоматизации  производства охватывает период времени  конец XIX и середина XX столетия. Этот этап связан с развитием электротехники и практическим использованием электричества  в средствах автоматизации. В  частности, важное значение имеет изобретение  П.Л.Шиллнгом магнитоэлектрического реле (1850 г.) – одного из основных элементов электроавтоматики, разработка Ф.М.Балюкевичем и др. в 80-х г.г. XIX столетия ряда устройств автоматической сигнализации на ж.-д. транспорте, создание С.Н.Апостоловым-Бердичевским и др. первой в мире автоматической телефонной станции.

К началу XX века относится широкое  развитие и использование электрических  систем автоматического регулирования. Индивидуальный привод отдельных рабочих  органов машин и введение 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.