Значение автоматизации. Кибернетический аспект этого процесса.

Автоматизация промышленных процессов имеет громадное значение. Она позволяет:

- улучшить качество продукции и снизить расходы благодаря более точному выполнению оптимальных условий производства и более быстрой настройке;

- реализовать процессы, управление которыми должно (по требованиям безопасности) осуществляться без участия человека;

- осуществлять быстропротекающие процессы, которые без автоматического управления были бы нестабильны и реализация которых, была бы непосильна для человека вследствие ограниченной скорости реакции;

- освободить человека от выполнения рутинной работы, возложив ее на технические устройства, и тем самым расширить возможности человека в творческой работе.

Автоматизированный производственный процесс, реализованный на элементах и с помощью методов производственной и информационной техники, может рассматриваться в различных аспектах.

В экономическом аспекте рассматривается эффективность, с которой энергия и сырье, используемые в процессе, преобразуются в необходимые формы энергии и требуемые изделия.

В технологическом аспекте изучаются технологические методы наиболее приемлемые для решения данных задач и соответственно технико-экономически целесообразное оснащение приборами. Сюда относится и принятие решения о том, следует ли осуществлять измерение и обработку информации об эксплуатационных параметрах, а также последующее регулирование потоков энергии или вещества с помощью электрических, гидравлических и других средств. Это решение зависит от ряда факторов, в том числе:

- физической природы измеряемых параметров;

- требуемой точности и скорости измерений и обработки информации;

- надежности, взрывобезопасности и стоимости приборов, и т.д.

Задачей устройств автоматизации является автоматическое управление, т.е. самостоятельное целенаправленное воздействие на структуру и определенные параметры объекта. Одна и та же задача управления может быть решена с помощью целого ряда различных вариантов оснащения приборами. Это положение иллюстрирует пример, приведенный на рис. 1.12 Здесь задача по регулированию уровня жидкости в резервуаре решена с помощью механических (а), электромеханических (б) пневматических (в) и гидравлических (г) средств.

в) г)

Рис.1.12

Для выяснения эффективности решения собственно задачи управления необходимо рассматривать автоматизированную систему не в технологическом или экономическом, а в кибернетическом аспекте. В этом случае абстрагируются от конкретной реализации системы и строят ее кибернетическую модель, содержащую информацию, характеризующую в основном управление, а именно:

- преобразование или обработку входных сигналов отдельных звеньев системы в соответствующие выходные сигналы;

- структурное расположение отдельных звеньев, т.е. их связь в общей системе.

Эти сведения, которые представляются математическими функциями и другими им эквивалентными изображениями, достаточны для исследования качества данной системы или для решения собственно задачи управления. Конкретные технические и нетехнические системы (например, биологические или экономические) в кибернетическом аспекте могут быть принципиально эквивалентны, т.е. иметь одинаковую кибернетическую модель. Они могут быть смоделированы на аналоговой ВМ с помощью одной вычислительной схемы, а на ЭЦВМ – с помощью одной программы, и различные параметры в различных системах при одинаковых возмущениях имеют одинаковую временную характеристику.

Кибернетика – наука об управлении, т.е. целенаправленном воздействии на системы, а также о процессах обработки информации и их автоматизации, которые отражают сущность процессов управления.

Она применима к любым системам и служит для того, чтобы познать закономерности процессов управления, обработки информации в природе, технике, обществе и использовать для синтеза или совершенствования систем.

Кибернетические методы, используемые для анализа и проектирования (автоматизированных) систем называются технической кибернетикой, для исследования биологических систем – биокибернетикой, для исследования и совершенствования экономических систем – экономической кибернетикой.