Автоматизация . Кибернетика и ЭВМ

Автоматизация

1. В последнее время все чаще говорят о механизации автомацизации. Что под этим подразумевается? Под механизацией понимают все механические приспособления, которые освобождают человека от физического труда. К этому относятся все приборы и приспособления, от примитивных инструментов до самой современной машины, чья задача – «продление руки человека». Эти приспособления и машины облегчают физический труд человека, они применяются с давних времен. Но и сегодня механизация остается одной из главных задач в технике. Процесс механизации еще не закончен, но параллельно к нему начался новый процесс. Этот новый процесс назван словом «автоматизация». Принципиально новое в автоматизации то, что человек освобождается от обслуживания и управления машин. Функции человека по управлению и контрою за машинами выполняются машинами. Одна машина управляется другой. Таким образом продукт во время производства не только автоматически обрабатывается и перемещается дальше, но также попадает как готовое изделие на автоматический контроль на качество. Для рабочего все исполняет машина при помощи приспособления, вмонтированного в машину. Цель будущих десятилетий – развитие кибернетических устройств, которые приведут к полной автоматизации.

   Главный элемент автоматизированной фабрики – автомат, который самостоятельно выполняет один рабочий шаг. Следующий этап поточная линия: многие машины соединяются в единый комплекс, контроль и передвижение готового продукта совершается автоматически. Этапы работы разделяются на одинаковые периоды, чтобы машины работали в такт. Поэтому такое устройство называется «поточная линия».

   Современная индустрия знает  много примеров частичной автоматизации  производства: на тракторном заводе  Харькова запущена линия по  производству головок цилиндров. Продуктивность поэтому намного возросла. В Москве работает линия по производству моторов для грузовиков, которая за смену обслуживается только 3 рабочими. 16 машин обрабатывают мотор за 504 этапа, каждые 2 минуты 1 мотор сходит с линии. Также в станкостроительстве  с  успехом применяются такие линии.

   Но от такой линии к полностью  автоматизированной фабрике еще  далек. Первая такая фабрика  была запущена в СССР в 1950г.  Там производят поршни для  моторов. Все процессы, от плавки  алюминия до упаковки поршней делают машины. Изготовление наблюдается одним рабочим сидящим за пультом управления. Все же вмешивается только тогда, когда контрольный прибор показывает ошибку. Поэтому этот рабочий должен знать много больше, чем такой же рабочий на неавтоматизированной фабрике. Здесь видно, какие требования к образованию рабочих завтрашнего – даже сегодняшнего дня. В нашей стране над проблемой автоматизации много работают. Это не только более высокая форма механизации, это также процесс не виден. С уверенностью можно заявить: будущее за автоматизированной работой!     

Текст (стр. 223)

Кибернетика и ЭВМ

   Кибернетика – молодая наука. Впервые о ней заговорили в начале 12-ых гг. 20 века, хотя теоретическая основа ее была разработана раньше. Основу этой науки составляют математика и физиология. Для это науки имеют значения из математики электроники, машиностроения. Важным результатом такой «совместной работы» различных наук является ЭВМ. Ее возможности почти безграничны. Для этих машин используются термины, которыми обозначается духовная деятельность человека: вспоминать, иметь в памяти, сравнить и др. Электронные машины называются «электромозг» или «электронная вычислительная машина». Хотя эти названия не всегда подходят – так как эти аппараты не только вычисляют, и уж совсем не умеют «думать», все же такие названия используются. Первая вычислительная машина была представлена во Франции в 1942 г. Она могла совершать все виды вычислений. От этой машины до современного «электромозга» был долгий путь! С использованием электричества у ЭВМ открылись фантастические возможности, которые можно связать с понятием будущего. Прошли 4 десятилетия, и электромагнитный предшественник уступил место первой ЭВМ. Но во время этих 4-ех десятилетий кибернетическая техника быстро развивалась. Современная ЭВМ может быть названа «универсальный мозг», настолько разнообразно ее применение. Эти машины решают не только сложные математические задания, но и делают тысячи других дел: прогноз погоды, изготовление деталей и машин. Благодаря им управляются фабрики и электростанции. Спутники земли и космические аппараты запускаются в космос с большой точностью. Все это стало возможным благодаря автоматическим приборам. Роль электронных машин в медицине, индустрии и науке велика. И конечно, еще найдутся другие области применения. ЭВМ могут быть подразделены на 2 вида: аналоговые и цифровые. Аналоговые старше. Они работают по сравнению размеров. Они сканструированы специально для научных и технических вычислений.

   Современная ЭВМ являются цифровыми.  Они быстры, надежны, точны. Еще недавно одной из самых быстрых машин считались БЕСМ, сконструированная в московском институте точной механики. Такая машина проводила десятки тысяч таких операций в секунду. Эти достижения уже превышены! Теперь таких операций в секунду может быть миллионы. Раньше многие вычисления не могли быть выполнены, так как времени человека на это не хватало. Теперь это возможно за несколько чесов. И будут построены ЭВМ, делающие многие миллионы операций в секунду.     
 
 
 
 
 
 
 
 

Текст (стр.237)

Энергия мирного атома.

   В 1954г. в СССР была запущена  первая в мире атомная электростанция. Теперь стало возможно использовать  атомную энергию для нужд народного  хозяйства. Давно пытаются ученые  постичь тайну атомов, не зная  последствий. В конце 19в. была  открыта радиоактивность свойство некоторых субстанций посылать лучи. Это таинственное излучение открыли физики, не умея вначале его объяснить. Это открытие стоит в начале современной атомной физики. Атом оказался сложной системой.

   После того, как оболочки атомов были успешно исследованы, начали изучать ядра. Нашли их массу, электрозаряд, изучили излучения и нашли методы, позволяющие получать реакции между атомными ядрами. После открытия нейтрона физики «обстреливают» ядра атомов неатронами, особый интерес вызывают урановые ядра. Получилось расцепить урановое ядро под влиянием нейтрона на 2 приблизительно одинаковые части. При этом образовалась энергия – атомная энергия. При ращеплении урана образуются свободные нейтроны. Они ращепляют новые атомные ядра и образуют новые нейтроны получается цепная реакция. Общая энергия при этом огромна! Чтоб представить, при делении ядер образуется в 30 000 000 раз больше энергии, чем при, например, процессе сгорания. Чтобы получилась цепная реакция, уран должен иметь определенный минимальный размер. Великий физик Фредерик Кюри высчитал размер Урана-235, чтобы нейтроны попадали в ядро и их ращепляли, не улетели в пространство. Так как нейтроны слишком быстры их надо «затормаживать», чтобы контролировать цепную реакцию. Необходимо часть нейтронов улавливать, чтобы количество ращепленных нейтронов было постоянным.

   Иначе говоря, это называется  «управляемая цепная реакция». Чтобы  «словить» нейтроны, используют  нейтронные тормоза: Графит, тяжелую  воду, бериллий. Это происходит в  реакторе. Реакторы состоят из блока, в который подается радиоактивный материал в виде палок. Нейтроны покидают палки, не касаясь других ядер, чтобы сразу внедрить в «затормаживающую» субстанцию. Затем они попадают в следующий урановый шест и выполняют свое задание. Если реактор работает, в нем образуется тепло. Это тепло преобразуется в электроэнергию. Вот так люди научились в 20 веке использовать энергию атомов. Теперь используют эту энергию не только в получении тока, но и в технике, химии, медицине, сельском хозяйстве. В СССР были построены атомные ледоколы «Ленин», Арктика и др. Они могут месяцами находится на воде без топлива. Ученые ищут и другие способы использования атомной энергии.    
 
 
 
 
 
 
 

Текст (стр.247)

Металлургия.

   Металлургия относится к тяжелой промышленности, которая играет важную роль в нашей экономике. Без продукции металлургии современная техника непредставляема. Значение металлургии видно в том, что все другие отрасли пользуются ее продуктами или перерабатывают их. При этом металлургия не только есть поставщик для других отраслей индустрии, но также потребитель продукции других отраслей индустрии. В зависимости от продукции металлургия подразделяется на: 1) добычу железа и стали (черные металлы) к этому относится добыча стали в доменных печах. 2) «Не железная» металлургия – добыча остальных тяжелых металлов, цветных металлов, легких металлов. Методы такой добычи разнообразны. 3) производство проката. Для переработки металлов и сплавов в прокат применяются технологии пластического придания формы. Например, вальцовка, прессовка, растяжка. 4) Порошковая металлургия. Это некая отрасль металлургии получает посредством прессовки и тепловой обработки различные продукты. Этим образом изготовляют сплавы, которые не смешиваются при плавке. Металлургия имеет некоторые особенности, о которых мы упомянем. Особенно показательно количество материала, а именно какое количество энергии и сырья перерабатывается. Поэтому металлургия образовывает комбинаты, чтобы по возможности сокращать транспортные пути. В результате строительства таких комбинатов сохраняется строительство таких комбинатов сохраняется большое количество тепловой энергии, которая необходима для разогрева или плавки сырья. Также используются на этих комбинатах различные отходы. Еще одна черта металлургии теплоинтенсивность. Преобразование сырья необходимое для добычи металлов, требует высоких температур, например, процесс в доменной печи – 1800 С, «Сименс мартин» процесс – до 1700 С. Размягчение стали проходит при 1200 С.

   Как уже сказано, металлургия образует о спаву тяжелой промышленности, главного фактора технического прогресса. Если страна хочет экономически независимой, она должна развивать тяжелую промышленность. СССР – это высокоразвитая индустриальная страна. На этом пути у СССР было много трудностей. Прежде всего помехой были последствия 1 мировой и гражданской войн. Потом молодая республика могла обустраивать свою тяжелую промышленность. Сталеварочные предприятия будут развиваться. Чтобы выполнить это задание, надо металлургические процессы все больше автоматизировать, применять новые технологии и современное оборудование.    
 
 
 
 
 
 
 
 

Текст (стр.260)

Полупроводники.

   Если изучить связь поведения  всех находящихся в природе элементов с электротокам, получается распределение материала в 3 группы: 1 группа проводит ток. Элементы, принадлежащие этой. Другая группа не проводит ток, такие материалы называют «непроводники». Между этими группами находится «полупроводник». Они не проводники, но и не изоляторы, но они могут под влиянием температуры или света стать и тем, и другим.

   К этой группе относят: силиций,  германий, теллур и др. сейчас  полупроводники можно получить  искусственным путем.

   Современная полупроводниковая  техника начинается с 1949г. с  того времени наблюдается значительное  развитие. Свойства полупроводников используются в разных направлениях. Как замена для кинескопов в радио и телеприемниках полупроводники уже известны, хотя транзитор был изобретен в 1948г. использование полупроводников применяется не только в радиотехнике, но и в других областях электроники.

   По сравнению с электронными  кинескопами полупроводники имеют  следующие преимущества, они малого  размера, их не надо подогревать.  Работа 1 ЭВМ с полупроводниками  требует 10-ти % от энергии, которую  использует такая машина с электролампами. Другое преимущество: полупроводники при включении сразу начинают работать, т.к. не требуют разогрева, как электролампы.

   Кроме того, они надежнее против разных опасностей, чем лампы. Их простая конструкция дает им долгую жизнь. Благодаря полупровадникам экономятся ценные материалы, которые используются при изготовлении эл.чампочек. Особый интерес вызывает у энергетики использование полупровадников для преобразования энергии. Такая возможность основана на открытом в 1821г. «термоэлектрическом эффекте». Спаяли два провода из разных металлов и подвергли места спайки разным температурам. Обнаружилось, что в кольце образовался ток. Чем больше была разница температур между местами спайки, тем сильнее был ток. В поздних опытах проводили через кольцо эл.ток,  обнаружили, что на местах спайки разная температура, пока одно место охлаждалось, другое нагревалось. На эти эффекты получили практическое значение благодаря полупровадникам. Вместо металлов используемые полупровадники делают возможным техническое использование термоэлектрических эффектов. Насколько чувствительно реагирует термоэлемент с полупровадником на тепло показывает факт, что с его помощью можно скоординировать корабль по излучению тепла.