Введение
Введение
Автоматизация производственных процессов является ведущим направлением технического прогресса и одним из наиболее эффективных путей повышения производительности общественного труда.
Внедрение автоматизации на судах позволяет существенно повысить экономичность и моторесурс энергетических установок, сократить численность экипажа и эксплуатационные расходы, улучшить маневренные характеристики судов, облегчить труд моряков, способствует решению главной задачи — снижению себестоимости грузоперевозок в условиях безаварийного плавания.
Слова «автоматизация», «автоматика» происходят от греческого слова «автоматос», что означает «самодвижущийся» или «самодействующий».
В 50-е годы XVII столетия нидерландским механиком Гюйгенсом был разработан автомат, который должен был автоматически регулировать ход часов.
Начало промышленного использования автоматики принято считать с разработок в 1765 г. русским механиком И.И.Ползуновым поплавкого регулятора уровня воды в котле паровой машины и в 1784 г. английским механиком Джеймсом Уаттом центробежного регулятора частоты вращения вала паровой машины.
Практические разработки регуляторов способствовали к началу XIX в. развитию теории автоматического регулирования. Коренные изменения в развитии автоматики внесли фундаментальные работы Д.К.Максвелла «О регуляторах» (1866 г.), И.А.Вышнеградского «Об общей теории регуляторов» (1876 г.) и «О регуляторах прямого действия» (1877 г.), где регулятор и машина рассматривались как единая динамическая система.
Исключительно важны разработки А.М.Ляпунова, посвященные устойчивости. В работе «Общая задача об устойчивости движения» (1892 г.) он впервые дал точное определение устойчивости автоматических систем и предложил методы ее исследования.
Рекомендуем посмотреть лекцию "13 Метод неопределенных коэффициентов".
Центральной проблемой автоматики вплоть до 40-х годов была проблема устойчивости. В ее решение особый вклад внесли английский ученый Э.Раус и немецкий – А.Гурвиц, предложившие алгебраические методы, а также американский ученый Х.Найквист и русский – А.В.Михайлов, разработавшие частотные методы исследования устойчивости.
Судовая энергетика сложилась в настоящее время в обширную научную и прикладную дисциплину, изучающую теорию автоматического регулирования и управления и построенные на ее основе судовые автоматические устройства и системы. Объектами автоматизации в ней являются различные технические средства (ТС) судна.
Установка на судах тепловых двигателей сразу же потребовала применения регуляторов частоты вращения. С развитием автоматизации общепромышленных электроприводов на судах стали применять системы управления (СУ) электроприводами вспомогательных механизмов (обслуживающих главный двигатель), шпилей, брамшпилей, грузовых лебедок, кранов и других механизмов.
Теоретической основой построения различных судовых дискретных логических управляющих устройств и комплексных систем управления (КСУ) является предложенная ирландским математиком Джорджем Булем алгебра логики и развития на ее основе теория конечных автоматов.
Комплексная автоматизация, являясь важнейшим проявлением научно-технического прогресса на морском транспорте, превращает современные суда, по существу, в человеко-машинные системы, изучение и эксплуатация которых требуют системного подхода.
Дальнейшее развитие комплексной автоматизации судов уже в настоящее время достигла такого уровня, когда можно практически осуществить безвахтенное обслуживание машинной техники. Дальнейшее развитие комплексной автоматизации связано с углублением централизации управления, применением цифровых вычислительных машин (ЦВМ), в том числе мини-ЦВМ и микро-ЦВМ, а также систем диагностики.
