Автомат, автоматика
Слово автомат в переводе с греческого означает «самодействующий». В Древней Греции так назывались механизмы и устройства, которые могли самостоятельно, без видимого участия человека выполнять какие‑либо действия. Первые автоматы использовались в основном жрецами для показа «чудес», якобы творимых божественной силой. В средние века автоматы-игрушки появились в домах знати и служили для её увеселения.
Автоматический регулятор частоты вращения (нажмите на картинку для подробностей).
Пульт дистанционного управления Кольской АЭС.
Автомат для сварки взрывом (нажмите на картинку для подробностей).
В промышленности первые автоматические устройства стали использоваться в XVIII в.: автоматический суппорт А. К. Нартова для токарно-копировальных станков (1720‑е гг.); поплавковый регулятор уровня воды в котле И. И. Ползунова (1765 г.); центробежный регулятор Дж. Уатта (1784 г.) и др. В XIX в. появляются автоматические устройства, действующие при помощи электричества: магнитоэлектрическое реле П. Л. Шиллинга (1830 г.); автоматическая сигнализация на железнодорожном транспорте (1880‑е гг.) и др.
По современным понятиям, автомат — устройство (или совокупность устройств), выполняющее заданную программу без непосредственного участия человека. В XX в. возникновение электроники привело к появлению принципиально новых электронных автоматических устройств и целых автоматических комплексов, выполняющих по заданной программе функции контроля, регулирования и управления (см. Автоматизация и механизация производства, Автоматическая линия, Автоматизированная система управления (АСУ), Электронные вычислительные машины (ЭВМ)).
Конструкция и принцип действия автоматов определяются их назначением, видом используемой энергии и способом задания программы. Различают автоматы: технологические (литейный автомат, металлорежущие станки-автоматы и т. д.), энергетические (автоматические устройства энергосистем и т. п.), транспортные (автостоп, автомашинист), счетно-решающие (электронные вычислительные машины, ЭВМ), бытовые и др. В зависимости от вида используемой энергии автоматы бывают механические, гидравлические, электрические (электронные), пневматические и др.
Последовательность всех рабочих и вспомогательных операций, выполняемых автоматом, называют рабочим циклом. Если рабочий цикл автоматического устройства прерывается и для его повторения требуется вмешательство человека, такое устройство называется полуавтоматом.
Рабочий цикл автомата определяется программой, которая задается либо в конструкции автомата, либо извне с помощью компьютера или других носителей информации, либо с помощью копировальных или моделирующих устройств. Так, программа работы часов содержится в устройстве спускового механизма и маятника, получающих энергию от заводной пружины. В станках с числовым программным управлением (см. Станок-автомат и Программирование) программа работы задается извне в виде серии сигналов от компьютера, управляемого программой; ранее использовались магнитная лента и носители информации с отверстиями, пробитыми в определенном порядке. В металлорежущем копировальном станке программа задается с помощью копировального устройства.
Программа автоматического устройства, заданная извне, мало связана с его конструкцией, что обеспечивает универсальность устройства. К таким универсальным автоматическим устройствам относятся, например, металлорежущие, ткацкие станки, полиграфические машины с программным управлением, электронные вычислительные машины, космические летательные аппараты.
Все шире распространяются автоматы, способные запоминать и обобщать опыт своей работы и целесообразно его использовать в связи с изменяющимися условиями. В состав таких самонастраивающихся систем обязательно входят датчики и устройства обратной связи, блоки памяти, управления, самонастройки.
В условиях научно-технической революции автоматы находят широкое применение в промышленности, на транспорте, в научно-исследовательских лабораториях. Они облегчают труд человека, освобождают его от работы в неблагоприятных или опасных для жизни условиях, упрощают его функции в сфере управления.
Отрасль науки и техники, охватывающая теорию и принципы построения автоматических систем, называется автоматикой; в узком смысле это понятие включает совокупность автоматических устройств и систем. Одним из основоположников теории автоматического регулирования был русский ученый И. А. Вышнеградский (1831/32–1895). В XX в. бурное развитие науки и техники сопровождается постоянным совершенствованием промышленных, транспортных, энергетических автоматических устройств и их широким распространением. Теория автоматического управления стала основой науки об управлении — кибернетики, а наука, изучающая теорию и принципы управления работой машин и устройств, получила название технической кибернетики.
