Истоки автоматического управления

Во II в. до н. э. древнегреческий механик Ктезибий, живший в Александрии, изготовил первые водяные часы.

Шли столетия, часы совершенствовались и в дальнейшем сыграли немалую роль в развитии автоматики. К. Маркс писал, что "часы являются первым автоматом, созданным для практических целей".

Мастера далеких времен создали кроме часов и другие механические устройства, выполняющие последовательные движения без вмешательства человека. В книге, написанной в I в. древнегреческим ученым Героном Старшим из Александрии, рассказывается, например, об автомате для продажи "святой воды", о дверях храма, открывавшихся, как только в жертвеннике загорался огонь, и т. д.

В 1767-1769 гг. русский механик И. П. Кулибин создал часы размером с гусиное яйцо. В этих часах было несколько сотен связанных между собой различных деталей. Часы заводились раз в сутки. Они показывали время и отбивали каждый час, полчаса и четверть часа. В верхней части корпуса часов через каждый час открывались дверцы и человеческие фигурки разыгрывали "представление", которое сопровождалось музыкальным перезвоном.

Во второй половине XVIII в. в швейцарской деревне Шо-де-Фон жили два искусных часовых мастера - Пьер Жаке Дро и его сын Анри. В 1774 г. Пьер Жаке на выставке в Париже демонстрировал механических "людей" - "писца", "рисовальщика" и "музыкантшу".

Но наряду с подобными автоматами-игрушками начали появляться устройства, облегчающие труд человека. Первые такие попытки относятся ко второй половине XVIII в., к периоду промышленного переворота. Особенно большое значение для технического прогресса имело изобретение автоматического суппорта токарного станка и автоматического регулятора.

Автоматический суппорт, перемещающий резец вдоль детали, обрабатываемой на токарном станке, был изобретен еще в 20-х годах XVIII в. русским механиком А. К. Нартовым. Англичанин Модели сделал подобное устройство лишь спустя 70 лет.

Автоматическое регулирование впервые было применено русским изобретателем И. И. Ползуновым. В созданной им в 1765 г. паровой машине поплавковый регулятор следил за уровнем воды в котле. Дж. Уатт в своей знаменитой паровой машине применил два важных автоматических устройства: центробежный регулятбр, который изменял подачу пара в цилиндр, и парораспределительную коробку с золотником для переключения поступления пара в машину.

Часы Ктезибия были просты: в резервуар равномерно поступала вода, поплавок подвимался, а вместе с ним и указатель, который показывал время на барабане.

Водяной насос Ктезибия. Стрелками показано направление движения воды.

Поплавковый регулятор Ползунова следил за уровнем воды в котле.

Конечно, это были лишь первые полезные применения автоматических устройств, но, как видим, с момента своего зарождения автоматизация была тесно связана с машинным производством. Более того, автоматизация - это новый, более высокий этап машинного производства, при котором человек освобождается от непосредственного управления производственными процессами, а эти функции выполняют автоматические устройства.

Отличительной особенностью машинного производства, по словам К. Маркса, является не то, что источником двигательной силы служит механический двигатель, а то, что рабочая машина своими инструментами совершает те же самые движения, которые прежде вынужден был делать рабочий. Иными словами, благодаря машине человек освободился от обязанности перемещать инструмент. Применение машин привело к резкому скачку промышленного производства, названному позднее промышленным переворотом конца XVIII - начала XIX в. Почему?

Потому что количество производимой продукции теперь определялось не физической силой человека, а машиной, ее техническим совершенством, быстродействием, надежностью, простотой управления и т. д.

Мы отметили выше, что уже первые машины включали в себя в качестве отдельных элементов автоматические устройства.

Необходимость расширения промышленного производства и увеличения производительности труда, совершенствование оборудования и открытия в области механики и электроники содействовали появлению новых автоматических устройств. В XIX и начале XX в. они применяются в ткацких и других текстильных машинах, в прессах для штамповки мелких деталей, в машинах, вырабатывающих массовую продукцию. А сейчас вы уже не найдете такой отрасли народного хозяйства, которая могла бы обойтись без автоматических управляющих и регулирующих устройств, без автоматики.

перейти к началу страницы