Приветствую всех! Давно не было длинных статей, но вот решил написать немного об автоматизации и поделиться наработками и воспоминаниями.
Начнем с того, что статья не для специалистов с высшим техническим образованием, а для тех, кто любит почитать на досуге. Постараюсь не перегружать текст терминологией, но при этом максимально донести суть до читателя.
У многих сложилось представление, что автоматизация — это полное и автономное управление процессом без участия человека. Но даже обычный электрический утюг — это уже автоматизация. Да, примитивная, да, банальная, но она снимает часть задач с человека. А именно: следить за температурой теперь не нужно.
Но пойдем по порядку. Автоматизацией можно считать любую оптимизацию технологического процесса, где фактор присутствия человека заменен автоматическим элементом. Например, современные электрические чайники снабжены двумя термочувствительными элементами: рабочим и аварийным.
Один мой коллега с удивлением узнал об аварийной термозащите, когда после перегрева чайник отказался включаться.
— Что это за фигня?! — возмутился он, видя, что прибор не греет при нажатой кнопке.
Я посмотрел на него и спокойно ответил:
— Это аварийный термостат.
Оказывается, он, как и большинство пользователей, не знал, что внутри нагревательной техники, помимо рабочего термостата, есть еще и аварийный. То есть в данном случае автоматизация решает две задачи:
- Рабочий термостат. Его цель — выключать чайник каждый раз, когда вода закипает. Хотя существуют и «умные» системы, которые греют воду строго до заданной температуры.
- Аварийный термостат. Он встроен в нижней металлической части чайника рядом с ТЭНом и настроен на температуру чуть выше 100 градусов. Его цель — предотвратить выход ТЭНа из строя в результате перегрева (например, если чайник включили без воды). При этом он никак не мешает стандартной работе устройства.
Подведем небольшой итог. Любой электрический чайник с автоотключением содержит в себе два элемента автоматизации. Как правило, это биметаллические пластины, но у них разные задачи. Каждая из них называется термостатом, и на нее возложена функция отключения при достижении определенной температуры.
А дальше начинаются физика и инженерное дело. При изготовлении такого элемента используются пластины из разных металлов, у которых отличаются коэффициенты теплового расширения.
Как это работает на практике? Две пластины из металлов с разным коэффициентом линейного расширения намертво соединены друг с другом. При нагреве один металл удлиняется больше другого, из-за чего вся конструкция изгибается. В определенный момент этого изгиба достаточно, чтобы механически «отщелкнуть» контакт и разорвать электрическую цепь. Просто, надежно и, что самое главное, энергонезависимо.
На этом примере хорошо видно, что автоматизация — это не обязательно сложные нейросети или рои роботов. Это прежде всего делегирование рутины и контроля безопасности механизмам. Чайник сам «знает», когда закипел, и «чувствует», когда ему грозит перегрев.
Сегодня мы рассмотрели лишь вершину айсберга на самом бытовом уровне. Но именно из таких простых кирпичиков строятся сложнейшие системы управления на производстве и в умных домах.
А как вы считаете, какие еще привычные нам бытовые приборы можно назвать полноценными элементами автоматизации? Пишите свои варианты в комментариях, будет интересно обсудить!
PS. Статья отредактирована с помощью ИИ.