Автоматизация. Начало. Что и почему

https://zen.yandex.ru/media/id/5b935f60343d6c00a9f52b06/avtomatizaciia-nachalo-chto-i-pochemu-5c5e698c0d02e000ad6d9ffc
Автоматизация. Начало. Что и почему.
9 February 2019
377 full reads
8 min.
792 views. Unique page visitors.
377 full reads, 48%. Users who read to the end.
8 min. Average time to read the post.

Радиолярия. Носов, Незнайка в солнечном городе. Фото с сайта livelib.ru
Люди давно мечтали облегчить свою жизнь переложив труд на плечи других людей, животных, машин. Сейчас возможность использовать "железных помошников" велика, как никогда ранее. Причем это не только роботы, в быту их пока очень мало, но и различные средства автоматизации и дистанционного управления. Вот об автоматизации и поговорим. Нет, я не буду пересказывать ТАУ (теорию автоматического управления) и приводить громоздкие формулы. Самые сложные понятия можно объяснить просто и наглядно. Если вы не профессиональный разработчик, то этого будет достаточно. А профессионалы и так все знают.
Устройства автоматики могут быть простыми, например, автоматическое включение освещения при наступлении темноты, или сложными, например, 3D-принтер (да, это тоже автоматика). Могут управлять простыми процессами, например, набор воды в бак для полива теплицы, или сложными, например, управлением двигателем внутреннего сгорания. Причем сложность управляемого процесса и сложность управляющего устройства не всегда взаимосвязаны. Приведу один провокационный пример - управление потоком электронов и электромагнитным полем в длинных металлических линиях. Сложно звучит? На самом деле это может быть простое включение/выключение лампочки. И средство управление простое - выключатель (или простое замыкание двух проводов. Извиняюсь на такой "грубый прием", но с точки зрения физики это именно управление потоком электронов в металлах. Другим примером, уже честным, может быть управление температурой муфельной печи. Вроде бы просто, достигли нужной температуры - выключили нагрев, остыли - включили нагрев. Почти как регулировка температуры утюга с помощью биметаллической пластины. На самом деле с печью все гораздо сложнее, если учитывать ее тепловую инерцию. И система управления получается довольно сложной. Но об этом позже.
К автоматическому управлению, с некоторой натяжкой, можно отнести и дистанционное управление. Например, переключение каналов на телевизоре с помощью пульта дистанционного управления. Да, это тоже автоматика, хоть и с участием человека. Это тоже станет понятно из дальнейшего разговора.
Когда то, уже давно, новички начинали освоение автоматики повторяя готовые схемы, например, из журналов и книг. Работающее устройство получалось не всегда, что или отбивало интерес к теме, или побуждало вникать в суть и разбираться. Сейчас зачастую бывает достаточно приобрести готовые модули/конструкторы, что то вроде Arduino, найти готовые скетчи. Но точно так же, рабочее устройство получается не всегда. Кто то бросает начатое. Кто то не хочет разбираться, но хочет получить рабочее устройство и штурмует форумы в поисках готовых советов и решений, или новых скетчей. Но кто то, как и раньше, пытается разобраться и понять.
Именно на новичков стремящихся разобраться и понять и рассчитана эта статья.