Файл: Обухов В.И. Человек и автоматика рассказ о больших системах.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 109
Скачиваний: 0
вычислительных и других сложных биониче ских систем, которые в ближайшее время будут использоваться в больших системах.
Этот далеко не полный перечень проблем, которые разрабатывает бионика, показывает, какое значение приобретает эта наука в жизни человека.
Сложность и новизна в автоматике стала возможна не только благодаря кибернетиче ским и бионическим идеям, но также в резуль тате того, что в автоматических системах ста ли широко использоваться вычислительные ма шины и блоки. Применение вычислительных устройств в автоматизации производственных процессов — это то новое, что характеризует современную автоматику. Электронные вычис лительные машины используются не только для решения математических задач, но и для управления автоматическими системами. Эти машины и устройства уже существенно преоб разуют архитектуру автоматических систем, изменяя,не только выполняемые функции, но и форму построения систем.
Архитектура автоматических систем
ще сравнительно недавно, око ло десяти или пятнадцати леттому назад, четкого подразде ления автоматических систем в зависимости от выполняемой
функции не существовало, вернее о такой спе циализации особенно не задумывались, поэто-
59
му часто под автоматическим контролем подра зумевалась системаавтоматического управле ния и наоборот. Правда, беды от того, как на звать ту или иную систему, нет. Тем не менее возросший уровень автоматизации все больше и больше приводит к тому, что в автоматике начинают складываться классы определенных систем со своими особенностями, своими методами расчета, проектирования и исследо вания.
При подразделении систем на классы обыч но исходят из их основного признака — выпол няемой функции, поэтому в современном произ водстве нужно иметь такие системы, которые предназначены для измерения величин и пара метров, для их контроля, для поддержания па раметров на определенном уровне, а также для управления установками, объектами, процесса ми, параметрами в зависимости от изменений внешних и внутренних условий. Поэтому в на стоящий момент складываются классы автома тических систем измерения, контроля, регули рования и управления. Перечисленные системы, как правило, относятся к одной установке, од ному параметру и таким образом охватывают ограниченную зону действия, поэтому их на зывают местными или локальными системами. Естественно, что системы измерения, контроля, регулирования и управления могут быть не ав томатизированы, что, например, имело место в прошлом. Последнее особенно относится к из мерительно-информационным системам, кото рые только за последнее время стали интенсив но развиваться и автоматизироваться. В про шлом измерения, как правило, выполнялись
60
вручную, хотя вопросам измерения всегда при давали огромное значение, и не напрасно ве ликий ученый Д. И. Менделеев говорил, что «наука начинается с тех пор, как начинают из мерять» и что «точная наука немыслима без меры». Ф. Энгельс более определенно форму лировал роль измерения, когда писал, что «вся кое познание есть чувственное измерение». Но границы познания с каждым десятилетием все более расширяются, процессы измерения усло жняются, и поэтому они становятся немысли мы без автоматизации, тем более, что в послед ние годы появились такие области знания, где измерения должны исключать присутствие че ловека вообще или на продолжительное вре мя. Например, при длительных исследованиях космоса или глубин океана и земной коры. Очень часто ввиду труднодоступное™, тяжести работ или опасности производить измерения путем непосредственного наблюдения лишено всякого смысла, и в этом случае вновь на по мощь приходит автоматика, когда автоматиче ски определенные измерения записываются и передаются. В отдельных случаях путем про граммирования измерения обрабатываются или с ними производятся другие необходимые операции.
Примером желательности полной автомати зации измерительных процессов могут быть ме теорологические, океанографические, почвен ные и прочие измерения в горных, полярных и других областях с тяжелыми климатическими условиями, особенно, если еще необходимо та кие измерения осуществлять круглосуточно с очень жестким графиком.
61
Измерения нужны также в сложных хими ческих производствах, и здесь, как нигде, требу ется автоматизация измерительных процессов, поскольку приходится с большой точностью вы держивать программу (последовательность и продолжительность) измерений.
Автоматизация измерений необходима в атомной энергетике. Большую роль автомати ческие измерительные устройства играют в медицине, когда необходимо измерять темпера туру, частоту пульса и другие показания боль ного при операциях или серьезных заболева ниях, требующих непрерывности измерений.
Перечислить на сегодня все объекты, где имеются автоматические измерительные уст ройства, ввиду их оТромного количества очень трудно.
Еще большее распространение получили системы автоматического контроля, отличаю щиеся от систем автоматического измерения тем, что они фиксируют отклонение от того со стояния или размера, которым должен удов летворять объект контроля (сырье, машины и т. д.). Системы автоматического измерения определяют численные величины. Это обстоя тельство накладывает на системы определен ные особенности и, естественно, изменяет их структуру, число и характер действия элемен тов, из которых собираются системы, оформле ние систем, т. е. все то, что может быть отнесе но к архитектуре автоматических систем. При таком подходе, когда в автоматику вводится понятие архитектуры, невольно напрашивается сравнение из области зодчества, где, как из вестно, определенное назначение здания по-
62
р о ж д а е т свои ф о р м ы (театр , |
ж и л о й |
дом , за в о д |
|||
и т. д .). |
|
|
|
|
|
С ам о й |
с л о ж н о й систем ой |
я в л я е т с я |
систем а |
||
а втом ати ч еского |
у п р а в л е н и я . |
К это м у |
к л ассу |
||
систем п р и н а д л е ж и т б о л ь ш а я |
гр у п п а т а к н а з ы |
||||
ваем ы х с а м о п р и с п о с а б л и в а ю щ и х с я |
систем , в |
||||
которую в х о д я т с а м о н а с т р а и в а ю щ и е с я , |
с а м о о р |
||||
ган и зу ю щ и еся , с а м о о б у ч а ю щ и е с я |
и |
д руги е |
|||
с л о ж н ы е |
систем ы . |
В се эти систем ы |
х а р а к т е р и |
||
зует одно: |
они сам о с то я т е л ь н о |
(авто м ати ч ески ) |
м огут н аход и ть в как ой -то степени, п одобн о ч е ловеку , н аи л у ч ш и е пути у п р а в л е н и я о б ъ е к т а м и
в зави |
си м о сти от вн утрен н и х и вн еш н и х и зм е |
|
нений. |
Эти систем ы м огут об у ч аться , |
и зм ен ять |
свои х а р а к т е р и с т и к и , структуру . В |
последние |
годы в структуры систем у п р а в л е н и я в качестве
эл ем ен та все ч а щ е |
с тал и в к л ю ч а т ь |
э л е к т р о н |
ные вы ч и сл и тел ьн ы е |
м аш и н ы , они |
н ач и н аю т |
п р о н и к ать всю ду. |
|
|
НА ЧТО СПОСОБНЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Появление электронных вычислительных машин
н ач и тель н ы м |
д о сти ж ен и ем XX |
|
века |
в о б л а с т и а в т о м а т и з а |
|
ции |
п рои зво д ствен н ы х п р о ц е с |
|
сов |
я в и л о с ь и сп ользован и е |
|
эл ек тр о н н ы х вы чи сл и тел ьн ы х |
||
м аш и н . В н асто ящ и й |
м о м ен т |
п ри м ен ен и е э л е к |
трон н ы х вы чи сл и тел ьн ы х м аш и н в с л о ж н ы х с и стем ах ав то м ати ч еского у п р а в л е н и я стан ови тся
об ы чн ы м явлением . О д н а к о |
е щ е не т а к |
д авн о , |
всего как и х -л и б о д в а д е с я т |
к а л ет том у |
н а за д , |
эти м а ш и н ы бы ли сен сац и ей и в ы зы в а л и м н о го
числ ен н ы е споры по п овод у того, |
как и е и зм е н е |
||||||
ни я |
они внесут в ж и зн ь ч ел о в ек а . |
Н е с м о т р я на |
|||||
то |
что т а к и е м а ш и н ы сего д н я с тал и обы чны м и , |
||||||
их с о зд ан и е |
в свое в р е м я я в и л о с ь |
вел и ч ай ш и м |
|||||
д о сти ж ен и ем |
человеческой м ы сли |
и |
именно |
||||
б л а г о д а р я им с тал и |
в о зм о ж н ы |
многие |
в ы д а ю |
||||
щ и еся успехи н ауки |
и техники , |
в том |
чи сле о с |
воение косм оса . К стати , е щ е д а л е к о не и с ч е р п а ны все в о зм о ж н о сти э л е к т р о н н ы х в ы ч и с л и те л ь ны х м аш и н .
П е р в а я в м и р е э л е к т р о н н а я с ч етн о -р еш аю щ а я м а ш и н а б ы л а и зо б р е т ен а ам е р и к а н с к и м и
учены м и Э кертом и М о ч л и в 1943 |
году, |
но у п о |
м и н ан и е о н ей -п о яв и л о сь л и ш ь |
в 1946 |
году. |
Н е с в о е в р е м е н н а я п у б л и к а ц и я б ы л а в ы з в а н а
64