а)
б)
Оптические схемы автоматов для печати чёрно-белых (а) и цветных (б) снимков:
1 – источник света (электрическая лампа); 2 – конденсор; 3 – фотоплёнка; 4 – объектив; 5 – фотозатвор; 6 – полупрозрачное зеркало; 7 – фотоэлемент; 8 – устройство управления фотозатвором и для цветной печати корректирующими светофильтрами; 9 – рулонная бумага; 10 – корректирующие светофильтры; 11 – цветоделительные светофильтры
АВТОМАТИЗÁЦИЯ, применение технических средств и систем управления, освобождающих человека частично или полностью от непосредственного участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации. При этом автоматизируются: технологические, энергетические, транспортные и другие производственные процессы; проектирование сложных агрегатов, судов, промышленных сооружений, производственных комплексов; организация, планирование и управление в рамках цеха, предприятия, строительства, отрасли, войсковой части, соединения и др.; научные исследования, медицинское и техническое диагностирование, учёт и обработка статистических данных, программирование, инженерные расчёты и пр. При автоматизации функции управления и контроля над процессом производства, ранее выполнявшиеся рабочим-оператором, передаются (частично или полностью) приборам и автоматическим устройствам. Труд людей используется при этом только для наладки, наблюдения и контроля над ходом процесса производства. Цель автоматизации – повышение производительности и эффективности труда, улучшение качества продукции, оптимизация управления, устранение человека от работы в условиях, опасных для здоровья. Основные направления автоматизации производства – использование промышленных роботов и манипуляторов, станков с числовым программным управлением, роторных и роторно-конвейерных машин, средств вычислительной техники и прежде всего микропроцессорных систем для управления производством и автоматизации проектирования.
АВТОМАТИЗИ́РОВАННАЯ СИСТÉМА УПРАВЛÉНИЯ (АСУ), совокупность информационных технологий, программных и технических средств (компьютеров, средств связи, устройств отображения информации и т. д.) и организационных комплексов, объединённых в единую систему «человек – машина» для обеспечения рационального управления сложным объектом (процессом) в соответствии с заданной целью. В отличие от систем автоматического управления, в АСУ человек не только контролирует работу автоматов, но и активно участвует в самом процессе управления, оценивает результаты обработки оперативной информации, принимает решения по координации работы отдельных звеньев АСУ, берёт на себя оперативное управление при отказах и сбоях в работе системы и т. д.
АВТОМÁТИКА, отрасль науки и техники, охватывающая теорию и принципы построения систем управления, действующих без непосредственного участия человека; в узком смысле – совокупность методов и технических средств, исключающих участие человека при выполнении операций конкретного процесса. Автоматика как наука возникла на базе теории автоматического регулирования, основы которой были заложены в работах Дж. Максвелла (1868), И. А. Вышнеградского (1872—78), А. Стодолы (1899) и др.; в самостоятельную научно-техническую дисциплину окончательно оформилась к 1940 г. В стадии становления автоматика опиралась на теоретическую механику и теорию электрических цепей и систем, решала задачи, связанные с регулированием давления в паровых котлах, хода поршня паровых и частоты вращения электрических машин, управления работой станков-автоматов, АТС, устройствами релейной защиты. Соответственно и технические средства автоматики в этот период разрабатывались и использовались применительно к системам автоматического регулирования. Интенсивное развитие всех отраслей науки и техники в кон. 1-й пол. 20 в. вызвало также быстрый рост техники автоматического управления, применение которой становится всеобщим. 2-я пол. 20 в. ознаменовалась дальнейшим совершенствованием технических средств автоматики и широким, хотя и неравномерным для разных отраслей промышленности, распространением автоматических управляющих устройств с переходом к более сложным автоматическим системам, в частности в промышленности – от автоматизации отдельных агрегатов к комплексной автоматизации цехов и целых производств. Большое значение при этом приобретают технические средства сбора и автоматической обработки информации, т. к. многие задачи в сложных системах управления могут быть решены только с помощью средств и информационных технологий вычислительной техники.
АВТОМАТИ́ЧЕСКАЯ ЛИ́НИЯ, комплекс рабочих машин, основного и вспомогательного оборудования, автоматически выполняющих весь процесс изготовления или переработки продукта производства. Автоматические линии делятся на специальные, специализированные и универсальные. Специальные линии используются для обработки строго определённых по форме и размерам изделий. На специализированных линиях обрабатываются однотипные детали с более широким диапазоном размеров. Универсальные автоматические линии дают возможность быстро переналаживать оборудование для изготовления различной однотипной продукции.
Управление автоматическими линиями осуществляется с помощью автоматизированной системы управления, обслуживающий персонал ведёт наблюдение (контроль) за работой агрегатов, обеспечивает их ремонт и наладку. Наиболее распространены роторные и роторно-конвейерные линии. Роторные автоматические линии состоят из рабочих и транспортных роторов, соединённых общим приводом. Рабочий ротор представляет собой жёсткую систему, на которой монтируется группа орудий обработки заготовки. Транспортные роторы (барабаны или диски) передают заготовки с одного рабочего ротора на другой и транспортируют готовые изделия. Рабочие и транспортные роторы работают синхронно, передавая заготовки с одной технологической операции на другую. На автоматических роторных линиях выполняются операции штамповки, прессования, сборки и т. д. Они часто применяются для штамповки деталей (напр., радиодеталей), в производстве изделий из пластмасс, в пищевой промышленности для расфасовки и упаковки продуктов и т. д. Роторные линии имеют высокую производительность, однако число выполняемых на них операций, их последовательность и время выполнения жёстко ограничены. Гораздо более гибкими являются роторно-конвейерные линии, на которых детали передвигаются конвейером, огибающим рабочие роторы.
АВТОМАТИ́ЧЕСКАЯ МЕЖПЛАНÉТНАЯ СТÁНЦИЯ, космический аппарат, совершающий полёт в межпланетное пространство в автоматическом режиме. Используется для изучения небесных тел и межпланетного пространства. Для выполнения этих задач на автоматической межпланетной станции устанавливается научная аппаратура, измеряющая параметры небесных тел, их физический и химический состав, магнитные и другие излучения. Телевизионная аппаратура позволяет получить изображения небесных тел, их строение и рельеф. Управление автоматической межпланетной станцией осуществляется обычно с помощью бортовых компьютеров в соответствии с заданной программой. В случае необходимости программа может корректироваться посредством радиосигналов с Земли. Для обеспечения станции энергопитанием, как правило, используются солнечные батареи, но могут применяться и аккумуляторы, ядерные источники тока и др. Для вывода автоматической межпланетной станции на заданную траекторию необходимо преодолеть вторую космическую скорость. Первой в мире автоматической межпланетной станцией стала «Луна-1» («Мечта», 2 января 1959 г.), пролетевшая вблизи Луны и ставшая искусственным спутником Солнца. С помощью автоматических межпланетных станций, достигших Луны, Марса, Венеры, Юпитера, Сатурна и их спутников, получены ценные сведения о строении Солнечной системы и комет.
Автоматическая межпланетная станция «Венера-13»
АВТОМАТИ́ЧЕСКАЯ ТЕЛЕФÓННАЯ СТÁНЦИЯ (АТС), комплекс технических средств, предназначенных для временного автоматического соединения (коммутации) телефонных аппаратов (абонентов) телефонной сети и их разъединения по окончании переговоров. Соединение абонентных линий на АТС осуществляется на основании адресной информации (код номера вызываемого абонента), поступающей от телефонного аппарата вызывающего абонента. В первых телефонных сетях 19 в. для обеспечения разговоров абонентов «каждого с каждым» строили ручные телефонные станции (необходимая коммутация линий производилась вручную «телефонными барышнями»). В 1920—30-х гг. появились первые АТС, управляемые самими абонентами, набирающими нужный номер на своём телефонном аппарате. Одним из назначений АТС стала защита разговоров от подслушиваний телефонистками, поэтому первые АТС устанавливались в правительственных учреждениях, даже появилось название такой связи – «вертушка» по применяемым для набора номера вращающимся дисковым номераторам. До 1960-х гг. повсеместно применялись электромеханические АТС сначала с электродвигателями, затем – с шаговыми искателями и реле. В кон. 1960-х гг. на смену электромеханическим пришли электронные АТС. Они обеспечивают высокое качество связи, надёжность и существенно меньше потребляют электроэнергии, менее металлоёмки.
Одна АТС может обслуживать от 10—100 (небольшие учрежденческие станции) до 10 000 абонентов (АТС в густонаселённых районах города). Управление АТС осуществляется с помощью ЭВМ, причём сложность современных программ управления АТС такова, что их стоимость обычно равняется стоимости всего оборудования станции. Применение ЭВМ позволило перейти к созданию т. н. интеллектуальных сетей связи, оказывающих различные «интеллектуальные» услуги абонентам, напр. переадресация вызова по любым заранее указанным номерам, разговор, оплачиваемый вызываемым абонентом, предоплата по сервисным телефонным картам, телеголосование и т. д. Современные электронные АТС позволяют начать организацию глобальной персональной связи: каждый житель Земли при рождении сможет получить свой телефонный номер, по которому с ним можно будет связаться независимо от его местоположения, глобальная система связи найдёт его в любом месте.
АВТОМАТИ́ЧЕСКИЙ ОПРЕДЕЛИ́ТЕЛЬ НÓМЕРА (АОН), устройство, позволяющее автоматически определять номера телефона вызывающего абонента. Для осуществления этой функции номер вызывающего абонента запоминается на время разговора и по запросу сообщается по служебному каналу связи на АТС, с которой связан вызываемый абонент. Первоначально это устройство использовалось для начисления оплаты за междугородные переговоры, для взаиморасчётов с операторами междугородной связи. Учитывая заинтересованность многих потребителей в информации о вызывающем абоненте, некоторые телефонные аппараты начали комплектовать блоками, формирующими сигналы запроса на АТС и расшифровывающими на своём дисплее ответные сигналы, содержащие номер телефона, с которого поступил вызов.
АВТОМАТИ́ЧЕСКИЙ ТЕЛЕФÓННЫЙ ОТВÉТЧИК, устройство, встроенное в телефонный аппарат или подключаемое к нему, которое по желанию абонента может ответить на вызов и записать передаваемое сообщение. Если в момент поступления вызова трубку телефонного аппарата не снимают, автоответчик включается и воспроизводит заранее наговоренный (обычно самим абонентом) текст с предложением записать передаваемое сообщение. По окончании записи телефонный ответчик выключается. Абонент может в любое время включить автоответчик на воспроизведение и прослушать все поступившие ему сообщения. Первые автоответчики создавались на основе диктофонов-магнитофонов; в современных автоответчиках применяются полупроводниковые запоминающие устройства. Аналогичный, но более широкий набор услуг представляют современные системы «голосовой почты», устанавливаемые на АТС. Сообщения абоненты могут прослушать, набрав известные им номера с любого телефона; «голосовая почта» может выполнять роль секретаря, напоминая о событиях, необходимых действиях, отправлять необходимые сообщения в заранее назначенные сроки по нужным адресам.
АВТОМАТИ́ЧЕСКИЙ ФОТОАППАРÁТ, см. в ст. Фотографический аппарат.
АВТОМАТИ́ЧЕСКОЕ РЕГУЛИ́РОВАНИЕ, автоматическое поддержание постоянства какой-либо физической величины – температуры, давления, уровня жидкости и т. д., – характеризующей технологический процесс, или её изменение по заданному закону (программное регулирование), или в соответствии с измеряемым внешним процессом (следящее регулирование). Осуществляется приложением управляющего воздействия к регулирующему органу объекта регулирования (напр., на задвижку, клапан). Для осуществления автоматического регулирования к регулируемому объекту подключается автоматический регулятор, вырабатывающий управляющее воздействие на регулирующий орган. Это управляющее воздействие вырабатывается регулятором в зависимости от разности между текущим значением регулируемой величины (температуры, давления, уровня жидкости и т. д.), измеряемой датчиком, и желаемым её значением, устанавливаемым задатчиком. Регулируемый объект и автоматический регулятор вместе образуют систему автоматического регулирования.
Первые регуляторы осуществляли прямое регулирование, при котором датчик (измерительный орган) непосредственно воздействовал на регулирующий орган. Такое автоматическое регулирование было возможно только на машинах малой мощности, где для перемещения регулирующих органов (рычага, колеса) не требовалось больших затрат энергии. Позднее в цепь регулирования был введён усилитель (гидравлический, пневматический, электрический), что дало возможность реализовать непрямое регулирование с помощью исполнительного механизма. Оно повысило мощность воздействия регулятора на регулирующий орган.
АВТОМАТИ́ЧЕСКОЕ УПРАВЛÉНИЕ, управление объектом (машиной, прибором, системой, процессом) в соответствии с заданным алгоритмом без непосредственного участия человека. Осуществляется с помощью технических средств, обеспечивающих автоматический сбор, хранение, передачу и переработку информации, а также формирование управляющих воздействий (сигналов) на объект управления.
Автоматическое управление широко применяется для освобождения человека от непосредственного участия в управлении объектом, в т. ч. от работы в труднодоступных или опасных для здоровья условиях, для выполнения операций, требующих невозможных для человека скоростей обработки информации, для повышения производительности труда, качества и точности управления. Примерами автоматического управления могут служить автоматическое управление уровнем воды в барабане парового котла с помощью поплавкового регулятора, скорости вращения турбины с помощью центробежного регулятора, полётом самолёта с помощью автопилота.
«АВТОМАШИНИ́СТ», автономная система автоматического управления движением поездов. Впервые создана в России в 1957 г. для пригородных электропоездов и поездов метрополитена. Предназначена для выполнения функций, которые обычно возлагаются на локомотивную бригаду: включение и выключение тяговых двигателей при регулировании времени хода по перегону, управление прицельным торможением на станциях, регулирование скорости движения и силы тяги локомотива, открывание и закрывание вагонных дверей, включение радиоинформатора и т. д.