Автоматика

АВТОМА́ТИКА (від грец. αὐτόματος — самодіючий) — галузь науки про принципи й способи побудови автоматичних систем та засобів автоматики, методи аналізу і синтезу цих систем та при­строїв, які працюють без людини, але під її на­глядом (термін «А.» від­носять також і до самих цих систем та при­строїв). Автомат. при­строї ві­домі з давніх часів, та справжній роз­виток А. роз­почався від 2-ї пол. 18 ст. (автомат. регулятор рівня води в паровому котлі І. Ползунова — 1765, автомат. регулятор швидкості пар. машини Дж. Ватта — 1784). Уважається, що матем. основи теорії автомат. регулюва­н­ня заклали Д. Максвелл, І. Вишне­градський, О. Ляпунов, А. Стодола та ін. Винаходи укр. вчених та інженерів посідають чільне місце у роз­витку теорії і практики А. В Україні перед 2-ю світ. війною під керівництвом Є. Патона засн. школи в галузі зварюва­н­ня металів — роз­роблено новий спосіб швидкісного автомат. електрозварюва­н­ня; 1951 вперше у континент. Європі під керівництвом С. Лебедєва створ. малу електрон­ну обчислюв. машину (МЕОМ), а згодом під керівництвом В. Глушкова роз­роблено спеціалізов. (для ви­значеного класу задач) та універс. («Київ», «Дні­про», «Промінь», «Мир» та ін.) ЕОМ. В Україні сконстру­йовано десятки найсучас. систем ракет. техніки, а також роз­роблено й виготовлено бл. 75 % ракет шахт. базува­н­ня у СРСР. Паралельно роз­вивалася мирна косм. техніка. У Дні­пропетровську створ. ракетоносії «Циклон» та «Зеніт»; остан­ньому за низкою показників немає аналогів у світі. Україна є батьківщиною майже 400 косм. апаратів, найві­доміші з яких «Буран» та «Січ»; остан­ній, запущений на орбіту в 1995, успішно працював багато років. Нині в Україні ці під­приємства поряд з осн. продукцією випускають десятки нових видів товарів з викори­ста­н­ням автомат. при­строїв (сучасні тролейбуси, трамваї, трактори, автомат. лінії з виробництва маргарину, морозива тощо). Проф. Харків. університету О. Ляпунов 1892 вперше дав формальне ви­значе­н­ня стійкості руху й за­пропонував заг. методи дослідж. цієї про­блеми. У 20-х рр. 20 ст. у працях Дні­проп. гірничого ін­ституту друкуються стат­ті Я. Ґрдіна «К во­просу о динамической устойчивости центробежных регуляторов» (1927) та К. Реріха «Паровые машины» (1928), де роз­глядаються роз­ривні регулятори швидкохід. машин. 1932 М. Крилов та його учень М. Боголюбов за­пропонували метод гармон. балансу, який було викори­стано для роз­вʼяза­н­ня нелінійних задач теорії регулюва­н­ня. При­скорений роз­виток А., зумовлений ускладне­н­ням технол. процесів, викори­ста­н­ням агрегатів великої потужності, під­вище­н­ням вимог до якості продукції, почався в повоєн­ні роки. Поряд зі швидким пошире­н­ням засобів А. роз­почався пере­хід до складніших систем — від автоматизації окремих агрегатів до комплекс. автоматизації вироб-в та під­приємств. Рівень автоматизації став одним із показників наук.-тех. про­гресу. Так, для оснаще­н­ня Сіверськодонец. хім. комбінату викори­стано 78 тис. одиниць контрольно-вимірюв. приладів, 3500 комплектів стабілізувальної А. для регулюва­н­ня технол. процесів, 510 комплектів для протиаварій. захисту. В ці роки майже в кожному ін­ституті тех. профілю АН УРСР створ. від­діли (лаб.) автоматизації, що за­ймалися виріше­н­ням актуальних на той час питань теор. і екс­перим. досліджень. Так, в Ін­ституті гірн. справи організовано лаб. А. і телемеханіки — єдину в СРСР у галузі вугледобува­н­ня. Під керівництвом О. Кухтенка досліджували пита­н­ня стійкості руху регульов. прохідних комбайнів, автоматизації шахт. під­йому, автоматиз. видобува­н­ня вугі­л­ля, а згодом — автоматизації керува­н­ня рухом літальних апаратів. В Ін­ституті електротехніки АН УРСР під керівництвом О. Івахненка досліджували теор. методи вибору структур і параметрів комбін. систем керува­н­ня. На цій основі роз­роблено стабілізатори струму й напруги з комбін. керува­н­ням, магніт. під­силювачі тощо. В Ін­ституті газу АН УРСР під керівництвом Ю. Корнілова створювали автомат. системи для обʼєктів газ. промисловості, газо­проводів, газ. мереж. Роз­роблену тут А. для водона­грівальних котлів серійно виготовляв київ. завод «Газ­прилад». Над автоматизацією ва­гранкового процесу із за­стосува­н­ням лічильно-роз­вʼязувальних і запамʼятовувальних при­строїв в Ін­ституті ливар. виробництва АН УРСР плідно працював колектив під керівництвом О. Крижанівського. У 50-х — на поч. 60-х рр. аналогічні наук. під­роз­діли (від­діли, каф.) організовано у ВНЗах (Київ. ін­ститут інж. цивіл. авіації, політех. ін­ститути в Києві, Львові, Одесі, Харкові та ін.). Створюються спеціаліз. н.-д. та проект­но-кон­структ. організації. З них най­значніші — Ін­ститут автоматики Держплану УРСР, Ін­ститут кібернетики (обидва — Київ), Ін­ститут машино­знавства та автоматики (Львів) АН УРСР, «Харчо­промавтоматика» (Одеса). Спеціаліз. каф. ВНЗів поряд з осн. зав­да­н­ням під­готовки кадрів активно включилися у н.-д. й проект­но-кон­структ. роботи із створе­н­ня засобів і систем автоматизації. Нові можливості в роз­витку А. (для роз­вʼяза­н­ня склад. оптимізац. задач та зав­дань комплекс. автоматизації) зʼявилися завдяки створен­ню в Україні десятків приладобуд. під­приємств (Івано-Франківськ, Житомир, Харків та ін.) і роз­виткові промисловості обчислювальних машин керува­н­ня (НВО «Електронмаш», Київ, НВО «Імпульс», м. Сіверськодонецьк Луган. обл.), а після 1991 — створен­ню спільних під­приємств із провід­ними фірмами світу з виробництва приладів та викори­ста­н­ня закордон. продукції для комплектації вітчизн. АСК. Пошире­н­ня ЕОМ та їх викори­ста­н­ня для виріше­н­ня зав­дань автоматизації мали значний вплив на роз­виток теорії автомат. керува­н­ня, яка сьогодні ґрунтується на принципах кібернетики. Най­значніші досягне­н­ня в галузі теоретичної та прикладної кібернетики належать В. Глушкову, засновнику і першому директору Ін­ституту кібернетики АН УРСР. Він автор ідей і фундамент. праць у галузі теорії автоматів, роз­робле­н­ня нових ЕОМ та матем. забезпече­н­ня для них. В. Глушков створив наук. шк. з екон. кібернетики, теорії і методів роз­робле­н­ня та впровадже­н­ня АСК, систем опрацюва­н­ня даних та систем штуч. інтелекту, сформував концепцію «непаперової інформатики» — викори­ста­н­ня компʼютер. техніки для керува­н­ня на різних рівнях. Широкові­домі праці спів­роб. ін­ституту з теорії аналізу та синтезу оптим. систем автомат. керува­н­ня, методів проектува­н­ня систем, серед них інваріант. та самоорганіз., матем. моделюва­н­ня і дослідже­н­ня процесів і систем (В. Михалевич, І. Сергієнко, Ю. Єрмольєв, О. Івахненко, І. Коваленко, В. Кунцевич, О. Кухтенко, Б. Пшеничний, Ю. Самойленко, В. Скурихін, А. Стогній та ін.). На поч. 70-х рр. понад 70 % ЕОМ, що їх випускали на під­приємствах Мін­приладу СРСР, було роз­роблено в Ін­ституті кібернетики. У галузі автоматизації технол. процесів та вироб-в найсут­тєвіші результати одержано в Київ. ін­ституті автоматики (див. Автоматики ін­ститут), де об­ґрунтовано і широко викори­стано системотех. під­хід до створе­н­ня автоматиз. технолог. комплексів, коли одночасно і у взаємозвʼязку вирішуються пита­н­ня проектува­н­ня оптимал. параметрів вироб. процесу, структур та функцій систем автоматизації, алгоритмічних та тех. засобів їх надійної реалізації; аналітичні дослідж. цих процесів і систем керува­н­ня доповнюються моделюва­н­ням на ЕОМ і екс­перим. дослідж. на полігонах і пром. обʼєктах. У ньому створ. ряд спеціаліз. полігонів, зокрема перший у СРСР повномас­штаб. полігон для ви­пробувань АСК технол. процесів енерго­блоків ВВЕР-440 атом. ст. Нині у галузі автоматизації працює Автоматичного керува­н­ня українська асоціація. Пита­н­ня під­готовки кваліфік. операторів автоматизов. вироб. комплексів ефективно вирішується за допомогою сучас. тренажерів. Вимоги щодо надійності та без­пеки роз­робле­н­ня тех. засобів систем автоматизації стандартизовано, що має особливе значе­н­ня для технол. та екол. без­пеки виробництв. Від 1956 в Ін­ституті кібернетики видається ж. «Автоматика» (нині «Про­блемы управления и информатики»), від 1995 Київ. ін­ститут автоматики видає наук.-тех. ж. «Автоматизація виробничих процесів». Від 1994 в Україні проводяться щорічні між­нар. наук.-тех. конф. з про­блем автоматики, автоматич. та автоматизов. систем керува­н­ня, матеріали яких друкуються окремими ви­да­н­нями.

Завантажити статтю