История развития автоматики и телемеханики. Устройства контроля, регулирования и управления. Начала теории автоматики, страница 2

Выдающуюся роль в развитии контрольно-измерительных приборов сыграл Михаил Васильевич Ломоносов, который разработал и построил ряд механических приборов для испытания материалов, контроля движения кораблей и метеорологических наблюдений. Особый интерес представляют регистрирующие приборы М. В. Ломоносова, в частности анемометр с суммированием «количества ветра» по 32 направлениям, самопишущий компас с суммированием отклонений от курса и совокупность приборов для самопишущей метеорологической станции, построенной вблизи Петербурга в 1751 г.

Другими авторами были разработаны устройства для автоматического контроля аппаратов сахарного и спиртового производств, котельных установок, железнодорожного и водного транспорта. Следует отметить, например, контрольный спиртоизмеряющий снаряд А. Менчинского (1863 г.), устройство для автоматического контроля свеклосахарного производства К. Скачкова (1878 г.), контрольно-защитную систему для пароходов И. С. Заковенко (1898 г.) автоматические газоанализаторы Ф. Шидловского (1896 г.) и В. Н. Иванова (1902 г.), регистраторы скорости движения поездов О. Графтио (1878 г.) и Бенедиктова (1892 г.), сигнализирующий автостоп С. Я. Тимоховича (1879 г.), в основном решенные чисто механическими средствами.

Устройства управления

Первыми исполнительными органами ручного управления были устройства типа переводок гибких трансмиссий, муфт оцепления, спусковых устройств, коробок скоростей и фрикционных редукторов для передачи механического движения, а также кранов, клапанов, задвижек и затворов для распределения и редуцирования потоков жидкостей, пара и газа. В случае автоматических управления и защиты простые дополнительные механизмы воздействовали на указанные органы в целях перевода их из одного крайнего положения в другое или принудительного плавного перемещения.

Типичными представителями устройств такого рода были предохранительный клапан Д. Папина (1680 г.) или обратные клапаны.

В XIX в. были изобретены простейшие механические, гидравлические и пневматические реле и усилители, которые позволяли управлять мощными каналами при помощи сигналов и импульсов малой мощности. Этому способствовало изобретение поршневых машин с автоматическим распределением пара, сжатого воздуха, воды или жидкого топлива.

Средствами механики и гидравлики решались многие задачи автоматического управления, заключающегося в прекращении или возобновлении движений отдельных частей сложного механизма в зависимости от взаимного их расположения.

На основе принципов кинематической автоматики в дальнейшем были построены производственные машины-автоматы для различных отраслей промышленности. Отличительной особенностью их является наличие центрального двигателя и сложной механической системы распределения и координации движений. Примерами подобных автоматов, могут служить металлообрабатывающие станки-автоматы, текстильные и трикотажные машины, машины полиграфической промышленности, автоматы для изготовления электрических ламп накаливания и многие другие.

Устройства регулирования

Мировое и отечественное регуляторостроение начинает свою историю со времени изобретения в 1765 г. И. И. Ползуновым автоматического регулятора уровня воды в котле. Автоматический регулятор Ползунова имел поплавковый чувствительный элемент, который при помощи тяги управлял клапаном водовпускной трубы. Принцип прямого статического регулирования по отклонению регулируемой величины от заданного значения, впервые реализованный Ползуновым и теперь носящий его имя, используется во многих современных регуляторах и был положен в основу центробежного регулятора Д. Уатта.

Открытием метода автоматического регулирования и изобретением регулятора был совершен громадный скачок от циклической автоматики с ее принудительными действиями от центрального двигателя к ациклической автоматике, характеризующейся наличием измерительных, задающих, сравнивающих и управляющих органов и настроением по замкнутой схеме.

Устройства вычисления