Завдяки бурхливому розвитку техніки в XX в. з'явилися енергетичні, технологічні, транспортні й інші машини й агрегати з автоматичним керуванням. Широке використання у виробничих процесах автоматичного й автоматизованого устаткування — це і є автоматизація виробництва. Якщо механізація звільняє людину тільки від важкої фізичної праці, те автоматизація передбачає передачу автоматичним пристроям також і функцій керування, регулювання і контролю, що раніш виконував людину.
Автоматичне керування широке застосовується для виконання операцій.
Автоматичне керування широко застосовується для виконання операцій, що зажадали б від людини переробки великої кількості інформації в короткий час. І отут на допомогу людині приходить електронна обчислювальна машина(ЕОМ), що часто називають електронним мозком; машина аналізує інформацію, допомагає знайти правильне рішення. ЕОМ стала необхідної на багатьох промислових підприємствах і на транспорті. При керуванні яким-небудь об'єктом ЕОМ одержує інформацію від датчиків, щоконтролюють стан цього об'єкта. ЕОМ аналізує отримані дані і виробляє команди, що потім перетворяться в сигнали, що впливає на об'єкт. Так, наприклад, верстати з автоматичним керуванням без участі людини роблять болти, гайки, колеса для залізничних вагонів і інші вироби, виготовлення яких не вимагає переналагодження верстата в ході роботи. Якщо виріб виявляється складним для одного верстата, то для його виготовлення ставлять кілька верстатів-автоматів,поєднують їх в автоматичну лінію.
Автоматичні лінії, верстати з програмним керуванням, промислові роботи можна побачити на багатьох машинобудівних заводах.
Автоматичне регулювання підтримує сталість режиму роботи машини і приладу (стабілізує їхню роботу) або змінює цей режим по заздалегідь заданому законі регулювання. Так, наприклад, на гідроелектростанції автоматичні регулятори підтримують необхідну частоту обертання гідротурбіни, задані частоту і напругу вироблюваного струму, регулюють електричну потужність. Автомати пускають і зупиняють агрегати станції відповідно до графіка споживання електроенергії. Автоматичне регулювання застосовується не тільки на електростанціях, але і на іншомурівні, відкриття і закриття вентилів, клапанів. Автомати регулюють роботу дробарок, млинів, змішувачів, холодильників. На підприємствах харчової, хімічної та інших галузях промисловості автомати подають сировину на переробку, дозують його і регулюють хід технологічних та хімічних процесів.
При автоматизації виробництва функції контролютакож передані автоматичним пристроям. Автомати контролюють рух потягів і літаків, обробляють транспортну документацію і продають квитки. Усі сучасні літаки і судна оснащені автоматичним навігаційним устаткуванням .
Пристроям автоматичного контролю доручений захист електричних мереж від перевантаження, коротких замикань, перенапруги, у результаті яких можуть виникнути аварії.
Автоматизація — один з основних факторів сучасної науково-технічної революції.Її ціль — підвищення ефективності праці, поліпшення якості продукції, що випускається, створення сприятливих умов для найбільш раціонального використання всіх ресурсів виробництва.
В основі автоматизації виробництва лежить системний підхід до побудови і використання комплексу засобів автоматичного керування, регулювання і контролю. В автоматиці широко використовуються новітні досягнення в області науки і техніки, що дозволяє повніше розкрити можливості технологічного устаткування.
Автоматизована система керування (АСУ) -так називаються системи керування, у яких процес керування здійснюється частково автоматично, а частково при участі людини.
Людина координує роботу окремих ланок АСУ, оцінює результати обробки інформації, в екстрених випадках бере на себе оперативне керування.
Участь людини в роботі АСУ особливо необхідно тоді, коли тічи інші дії в процесі керування здійснюються на підставі досвіду людини, його інтуїції і тому не можуть бути запрограмовані.
Найважливіша науково-технічна передумова для створення АСУ — можливість автоматизації різних інформаційних процесів на основі широкого використання обчислювальної техніки.
ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ТЕРМІНИ В АВТОМАТИЦІ
У загальному плані автоматизація виробництва це етап машинного виробництва, що характеризується звільненням людини від безпосереднього виконання функцій управління виробничими процесами та передачею цих функцій технічним засобом - автоматичним пристроям і системам. В основі автоматизації виробництва лежить поняття "управління". Управління - цілеспрямована дія на процес (об̓єкт), яка забезпечує оптимальний чи заданий режим його роботи. Процес управління, з точки зору автоматичних систем, складаються з ряду елементарних операцій та етапів, які є спільними для технічних систем і систем живої природи.
Незалежно від мети, призначення, структури об̓єкта процес управління передбачає виконання таких операцій, як:
-одержання та попередня обробка інформації про фактичний стан об̓єкта, системи і навколишнього середовища;
-аналіз одержаної інформації, порівняння існуючої виробничої ситуації із даною;
-прийняття рішення про дію на об̓єкт у певному напрямку та оцінка можливості реалізації такої дії;
-реалізація управління, тобто формування дії за допомогою відповідних технічних засобів.
Якщо людина не бере участі у формуванні управляючої дії, управління називається автоматичним. У складних системах і ситуаціях прийняття остаточних рішень щодо управління залишається за людиною, тоді управління є автоматизованим. Відповідно до цього системи називаються автоматичними чи автоматизованими. В першому випадку за людиною залишаються лише функції по обслуговуванню системи і контролю за її функціонуванням. В другому - технічні засоби забезпечують людину оперативною інформацією, але остаточне рішення, тобто етапи оцінки ситуації та формування управлінь, приймає вона сама. Автоматичне управління і відповідно автоматичні системи є більш досконалими, вони знаходяться на вищому ступені розвитку.
При здійсненні процесу управління часто доводиться спочатку відшуковувати потрібний режим роботи, а потім його підтримувати. В окремих випадках для простих об̓єктів значення технологічних параметрів задаються наперед, тоді системи називаються системами автоматичного регулювання САР. Сучасні автоматичні та автоматизовані системи є за своєю структурою розподіленими і базуються на мережових технологій з використанням мікропроцесорних засобів.
Об̓єкт автоматизації - будь - який технологічний апарат, процес, машина, установка які підлягають автоматизації.
Сучасні системи автоматизації об̓єднуються у складні комп̓ютерно - інтегровані системи. Розглядаючи їх, слід передусім, наголосити на тому, що сукупність взаємоз̓язаних і взаємодіючих елементів у них призначена для досягнення певних цілей. сукупність елементів системи та характери зв̓язків між ними визначаються структурою останньої. При створенні й аналізі систем автоматизації виділяються такі структури:
-функціональну - сукупність частин для виконання окремих функцій: одержання інформації, її обробки, передачі і т.д.;
-алгоритмічну - сукупність частин для виконання певних алгоритмів обробки інформації;
-технічну - сукупність необхідних технічних засобів як відображення функціональної та алгоритмічної структур.
Основні переваги автоматизації полягають у можливостях забезпечити:
- зростання продуктивності та поліпшення умов праці;
- виконання робіт в важкодоступних та взагалі недоступних для людини сферах (радіоактивні зони, космос окремі види металургійного та інших виробництв);
- підвищення точності, якості технологічних процесів і відповідних виробів;
- зростання надійності та техніко - економічних показників і загальної культури виробництва та кваліфікації обслуговуючого персоналу.
Автоматизація виробництва проводиться автоматичних пристроїв, які можна класифікувати за різними ознаками. Однією з найпоширеніших є класифікація за функціональним призначенням пристрою, згідно з якою виділяють такі автоматичні пристрої:
-автоматичного контролю та сигналізацію;
-автоматичного захисту;
-обчислюванні;
-автоматичного керування.
Пристрої автоматичного контролю та сигналізації забезпечують контроль за перебігом технологічних процесів, станом приміщень та відповідно сигналізацію. При нормальних умовах процесів використовується оптична сигналізація, а при появі відхилень від цих умов - оптична та акустична сигналізація.
Пристрої автоматичного захисту забезпечують захист об̓єктів при появі загрози для обладнання, продукції або обслуговуючого персоналу.
Обчислювально - лічильні пристрої виконують самостійно складні розрахунки робіт супутників, ракет, найвигідніших технологічних режимів роботи, експрес - аналізу та ін. .
Блокуючі пристрої мають призначення не допускати виконання хибних команд.
Пристрої автоматичних керування забезпечують бажані зміни в ході процесів. Це - найскладніші й дуже поширені пристрої автоматики, роботу яких вивчає "Теорія автоматичного керування". Управління - це цілеспрямована дія на об'єкт яка забезпечує оптимальний чи заданий режим його роботи. Процес управління складається з ряду елементарних операцій та етапів, які є спільними для технічних систем і систем живої природи. Незалежно від мети, призначення, структури об̓єкта процесу управління передбачає виконання таких операцій, як:
-одержання та попередня обробка інформації про фактичний стан об̓єкта, системи і навколишнього середовища;
-аналіз одержаної інформації, порівняння існуючої виробничої ситуації із заданою;