Mühazirəçi: T. E. N., Prof. İ. M.Əliyev FƏNN: avtomatikanin əsaslari mühazirə 1

AZƏRBAYCAN RESPUBLİKASI KƏND TƏSƏRRÜFATI NAZİRLİYİ
AZƏRBAYCAN DÖVLƏT AQRAR UNİVERSİTETİ

MÜHƏNDİSLİK fakültəsi

ELEKTRİK MÜHƏNDİSLİYİ kafedrası


Mühazirəçi: T.E.N., PROF. İ.M.Əliyev


FƏNN: AVTOMATİKANIN ƏSASLARI


Mühazirə 1
MÖVZU: GİRİŞ FƏNNİN PREDMENTİ VƏ VƏZİFƏLƏRİ.

AVTOMATİKANIN İNKİŞAFININ QISA OÇERKİ
P L A N

1. 
   Giriş.
   
2. 
   Fənnin predmenti və vəzifələri.
   
3. 
   Avtomatikanın inkişafının qısa oçerki.
   

ƏDƏBİYYAT

1. 
   İ.M.Əliyev, Q.İ.Abbasov. Avtomatikanın əsasları. Gəncə 2008.
   
2. 
   В.И.Загинайлов, Л.Н.Шеповалова. Основы автоматики. М.2001.
   
3. 
   A.Ə.Əfəndizadə Avtomatik idarəetmə nəzəriyyəsi. Bakı 1981.
   

GƏNCƏ 2011

G İ R İ Ş

Müasir istehsalatda, o cümlədən aqrar istehsalatda insan əməyini yüngülləşdi­rən texniki vasitələr geniş tətbiq olunurlar. Onlara texnoloji əməliyyatlarda insanın iştirakını azad edən mexanikləşdirmə vasitələri və həmçinin bu proseslərin parametr­lərinə nəzarət və idarəetmə əməliyyatlarından insanı əməkdən azad etməyə imkan verən avtomatlaşdırma vasitələri aiddir.

Bəşəriyyət öz fəaliyyətinin ilk addımlarından müxtəlif proseslərin avtomat­laşdırılmnası ilə məşğul olmuşdur. Belə ki, avtomatik qurğular haqqında ilk məluma­tlar, bizim eranın başlanğıcında yaşamış və müqəddəs suyun satılması üçün qurğu (mayelərin buraxılmasının proto tipi) yaradan İsgəndəriyyəli Heronun əsərlərindən alınmışdır; qurban məşəlinin yandırılması zamanı məbədin qapılarını açan pnevmo­avtomat və marionetkaların mexaniki teatrında Troyanı fəth edən qəhrəmanların qa­yıt­ması haqqında səkkiz aktdan (pərdədən) ibarət olan pyesdə avtomat-artistlər oynayan marionetlərin (kuklaların) mexaniki teatrı.

Mikrosxemlərdən, mikroprosessorlardan və mini – EHM-lərdən istifadə edən müasir avtomatlaşdırma vasitələri hətta ətraf mühitin tapşırığı və parametrlərinin məqsədindən asılı olaraq sazlanmaya qədər daxil olan mürəkkəb proqramlar üzrə işləyən manipulyatorlar və avtomatik sistemlər yaratmağa imkan verir.

Kənd təsərrüfatı təyinatlı texniki vasitələr və avtomatik sistemlər mürəkkəb iatehsalat şəraititndə işləməyə xidmət edirlər. Onları işləyərkən (emel edərkən) aşağıdakıları nəzərə almalı: bioloji obyekt (bitkilər, heyvanlar, quşlar və s.) yaxud bioloji və texnoloji obyektlər (bitkilərlə birgə istilikxanalar, heyvanlarla birgə fermalar, quşlarla birgə quş damları-fermaları və s.) idarə obyekti kimi. Ona görə bir tərəfdən bioloji obyektlərin fiziki parametrlərini hiss edən və onlara təsir etməyən spesifik ölçü çeviriciləri (vericiləri) digər tərəfdən incə və küvrək bioloji idarəetmə obyektlərinin (toxumlar, meyvələr, yumurtalar və s.) zədələnməyən tənzimləyici orqanlar lazımdır; böyük sahələrdə səpələnmiş kənd təsərrüfatı idarə obyektlərinin idarə olunan parametrləri həm fəzaya, həm də zamana görə paylanmışlar. Ona görə də bir verici və tənzimləyici orqan deyil, idarə zonasında yerləşən bütün bioloji obyektlər üçün optimal şəraiti təmin edən və idarə olunan parametrlərin dəyişməsi haqqında həqiqi informasiya almaq üçün onbların optimal sayını müəyyənləşdirmək lazımdır;

- sənayedən fərqli olaraq istehsalatın texnoloji prosesləri, kənd təsərrüfatı məhsulunun emalı və saxlanılması proseslərini yarımçıq kəsmək, dayandırmaq olmaz, belə ki, kənd təsərrüfatı prosesinin dayandırılması nəinki emal olunan məhsulun keyfiyyətinin itirilməsinə habelə onun kütləvi şəkildə xarab olmasına gətirib çıxarır;

- kənd təsərrüfatı obyektləri açıq havada (ən çox əlverişsiz iqlim və istehsalat şəraitində) yerləşirlər, ona görə də onların mühafizəsi üçün xüsusi tədbirlər tələb olunur;

- texnoloji proseslər mürəkkəb, çox sahəli olub ən şox mövsümi və zonal şəraitlərdən asılı olurlar. Bu kənd təsərrüfatı məhsullarının istehsalı, emalı və saxlanması üçün çoxlu sayda maşın və qurğuların olmasını, həmçinin müxtəlif vəzifələrin yerinə yetirilməsini təmin edən proseslərin avtomatlaşdırma sistemləri olmasına səbəb olur;

- əksər kənd təsərrüfatı proseslərinin mövsümi xarakterli olması ilə əlaqədar olaraq, kənd təsərrüfatı texnikasının (o cümlədən nəzarət, idarəetmə və tənzimləmə sistemlərini) mövsüm arasında, daha doğrusu məhsul emal olunmayan dövrdə saxlanması üçün lazımi şərait yaradılmalıdır;

- kənd təsərrüfatı istehsalının spesifik xüsusiyyətlərini nəzərə alaraq işlənilib hazırlanan avtomatik idarəetmə və nəızarət sistemlərinə sadəlik, etibarlılıq və uzunömürlülük kimi tələblər təqdim olunur;

- kənd təsərrüfatı istehsalını avtomatlaşdırarkən yalnız texniki-iqtisadi göstəriciləri nəzərə almalı, həmçinin sosial aspektləri - əmək şəraitini yüngülləşdirmək üçün onların baha olmasına baxmayaraq idarəetmə və nəzarət sistemlərini tətbiq etmək lazımdır.

Əmək məhsuldarlığının yüksəldilməsi, xidmətçi şəxsin (heyyətin) iş şəraitinin yaxşəlaşdırılması və buraxəlan məhsulun keyfiyyətinin yüksəldilməsi çox böyük dərəcədə istehsalatın mexanikləşdirilməsi və avtomatlaşdırılmasından asılıdır. Avtomatlaşdırmanı həyata keçirmək üçün istehsal texnologiyasını, kənd təsərrüfatı texnikasının avtomatlaşdırma vasitələrini, avtomatik idarəetmə və nəzarət sistemlərini, həmçinin onların tərkib hissəsini təşkil edən texniki vasitələrin iş prinsipini öyrənmək və tədqiq etmək lazım gəlir.

Avtomatikanın əsasları fəni avtomatik sistemlərin kənd təsərrüfatı istehsalında nəzəri və təcrübi tətbiq edilməsinin əsas vəziyyətlərini mənimsəmək məqsədilə öyrənilir. Hər bir avtomatik sistemə bir sıra elementlərdən ibarət olan hər hansı avtomatik qurğu daxildir. Ona görə avtomatik sistemlərin tətbiq edilmə üsullarının öyrənilməsinə avtomatikanın elementlərinin əsas xassələri və iş prinsipindən başlamaq lazımdır. Nəhayət, avtomatik qurğularda elementlərin məqsədəuyğun seçilməsi və birləşdirilməsi üçün, həmçinin avtomatikanın nəzəri əsaslarına yiyələnməlidir.

AVTOMATİKANIN İNKİŞAFININ QISA TARİXİ
Dünyada ilk avtomatlar eramızdan təxminən 140 il əvvəl Misirin İsgəndəriyyə şəhərində yaşamış yunan ustası Ktesibi və onun şagirdi Heron tərəfindən yaradılmışdır. Həmin avtomatik cihazlar məşhur İsgəndəriyyə ibadətgahında “möcüzə” göstərmək üçün tətbiq edilmişdir. Qədim yunan sözü olan “avtomatos” və ondan əmələ gələn “avtomat” öz-özünə hərəkət edən aparat deməkdir.

Orta əsrlərdə “android” avtomatikası inkişaf etmişdir. İxtiraçılar xarici görünüşü və bəzi hərəkətlərilə insanlara oxşayan avtomatik qurğular yaratmışlar. Ona görə onları “anproid”, daha doğrusu insanabənzər qurğular adlandırmışlar (müasir dövrdə “robot”) XIX əsrdən etibarən texnika sürətlə inkişaf etməyə başlamış, buna görə də istehsal proseslərini nizama salan və onları normal idarə edə bilən yeni-yeni avtomatlar ixtira edilmişdir.

Bu sahədə Rusiyada birinci addım, rus mexaniki İ.İ.Polzunov tərəfindən atılmışdır. O, 1765-ci ildə buxar qazanında suyun səviyyəsini sabit saxlayan tənzimləyici (requlyator) hazırlamışdır. 1784-cü ildə ingilis mexaniki Ceyms Uatt tərəfindən ikinci avtomatik tənzimləyici ixtira olunmuşdur. Mərkəzdənqaçan avtomat adlandırılmış bu cihaz maşın-mühərriklərin dövrlər sayını sabit saxlamaq üçündür.

Səviyyə tənzimləyicisi hal-hazırda avtomobil karbyutorlarında, mərkəzdənqaç­ma fırlanma sürət tənzimləyiciləri isə dizel avtomobil mühərriklərində, buxar turbinlərində, təyyarələrin reaktiv mühərriklərində tətbiq olunurlar. Onlar iş rejimini stabilləşdirirlər.

İçərisinə pul atanda içməli su verən ilk avtomat eramızdan əlli il qabaq İsgəndəriyyədə (misir) qurulmuşdur.

Robot – çex sözqdqr (1921-ci ildən terminologiyaya daxil edilmişdir. Çapek qardaşları tərəfindən mürəkkəb əməliyyatları icra edən avtomatdır, öz ağıllı hərəkətləri ilə insanı xatırladır.

Yaponlar mətbəxdə iş görən robot düzəltmişlər. O stəkanı tutub aparır, hətta qab yuyur.

Tokioda elektron universam açılmışdır. Alıcı istədiyi malı seçdikdən sonra xüsusi düyməni basır. Robot anbara daxil olan siqnalı qəbul edir, tərəzidə çəkdiyi ərzaqı kiçik arabaya yığıb alıcının yanına gətirir. Arabaya toxunan kimi robot nəzakətcə deyir: “Salam, sizə xidmət etməyimə çox şadam. Seçdiyiniz malların qiyməti bu qədərdir”.

Yaponiyada kimya zavodlarında, partlayıcı maddələr olan sexlərdə baş verən güclü yangınları söndürmək üçün yeni maşın ixtira edilmişdir. Sürücüsüz işləyən və uzaq məsafədən idarə edilən maşında oda davamlı telekamera ilə yanaşı, insan inietisini və qışqırığını “tutan” cihaz quraşdırılmışdır. O səs eşidən kimi dayanaraq oraya insan üçün təhlükəsiz olan köpük buraxır.

Elektrotexnikada ilk avtomatik qurğular E.X.Lens və B.S.Yakobinin gərginlik tənzimləyicisi və V.H.Çikalyovun qövs lampası üçün diferensial tənzimləyicisidir (XIX əsrin ortaları).

Avtomatik tənzimləyicilərin yaranması ilə avtomatik tənzimləmə (idarəetmə) nəzəriyyəsi də inkişaf etməyə başlayır. Avtomatik tənzimləmə (idarəetmə) nəzəriyəsi üzrə ilk sanballı əsərlər akademik P.L.Çebışev və Peterburq texnoloji institutunun professoru İ.A.Vışneqradski tərəfindən dərc olunmuşdur. Vışneqradski avtomatın tənzimləmə nəzəriyyəsinin banisidir.

Tənzimləmə nəzəriyyəsinin məsələləri ilə əlaqədar olaraq Maksvellin təklifi ilə Raus (1875), buxar və hidravlik turbinlərin tənzimləmə nəzəriyyəsi məsələlərini tədqiq edən məşhur çex alimi Stodolun xahişi ilə Qurvits (1895) tərəfindən dayanıqlığın cəbri kriteriyaları (meyarları) işlənilib hazırlanmışdır. “Maşın hərəkətinin tənzimlənmə nəzəriyyəsi” adlı ilk rus dərsliyinin müəllifi olan N.E.Jukovski tənzimləmə nəzəriyyəsinə böyük töhfə vermişdir.

1932-ci ildə amerika alimi Naykvist elektron gücləndiricilərin dayanıqlı işi üçün tezlik kriteriyasını təklif etmişdir. Bu kruteriya avtomatik tənzimləmə sisteminin (ATS) təhlili vəsintezinin bir sıra mühəndis metodlarını verən A.V.Mixaylovun (1936) əsərlərində ümumiləşdirilmiş və avtomatik tənzimlənməyə tətbiq istiqamətində inkişaf etdirilmişdir.

1940-cı ildən sonrakı dövrdə avtomatik tənzimləmə nəzəriyyəsi və avtomatika bütövlükdə keyfiyyətcə yeni inkişaf tapır. Bu sənayenin bütün sahələrinin misilsiz texniki tərəqqisi və həmçinin müasir texniki vasitələrin və avtomatlaşdırma metodlarının yenidən işlənməsilə bağlıdır.

Əgər 40-cı illərə qədər avtomatikada dayanıqlıq məsələləri işlənmişsə, bundan sonrakı dövrdə isə tənzimləmə keyfiyyəti tədqiq olunmağa başlanmışdır. Tsipkin və İ.N.Voznesenski dayanıqlıq dərəcəsi üzrə keyfiyyətin təhlili metodunu (1945) təklif etdilər. V.V.Solodovnikov tezlik xarakteristikaları üzrə keyfiyyətin qiymətləndiril­mə­si metodunu təklif etdi və trapesşəkilli xarakteristikaların (1949) köməyilə keçid proseslərinin qurulma metodunu işləyib hazırladı.

Müasir təsəvvürə görə avtomatikanın tərifini aşağödakı kimi vermək olar:

Avtomatika texnologiya proseslərini insanın bilavasitə iştirakı olmadan yerinə yetirməyə imkan verən, texniki vasitə və metodların cəmini əhatə edən elm və texnika sahəsidir.

Avtomatik idarə istehsalat proseslərinin insanın bilavasitə iştşrakı olmadan idarə edilməsidir.

İstehsalat proseslərinin avtomatik idarə edilməsi və insanın bilavasitə iştirakı olmadan ona nəzarət edilməsi prosesin avtomatlaşdırılması adlanır.

Avtomatlaşdırma – maşın istehsalının elə inkişaf etmiş səviyəsidir ki, burada istehsal proseslərinin idarə edilməsində bilavasitə insan iştirak etmir, həmin vəzifəni avtomatik cihaz yerinə yetirir.

Ardıcıl surətdə eyni əməliyyatların təkrar olunduğu kütləvi məmulat istehsalı – avtomatikanın mühüm tətbiq sahəsidir.

Avtomatlaşdırmaq istehsal prosesində avtomatlar tətbiq etməkdir.

Avtomatikanın xüsusi metodları və texniki vasitələri, bir-birindən mühüm məsafədə yerləşən çoxlu miqdarda maşın və qurğuların işini vahid texnoloji prosesdə birləşdirməyə imkan verir.

Avtomatikanın belə sistemləri telemexanik sistemlər adlanır.

Telemexanika idarə əmrlərinin avtomatik məsafəyə verilməsinin, həmçinin obyektiv vəziyyəti haqqındakı informasiyanın nəzəriyyəsini və texniki vasitələrini əhatə edən elm və texnika sahəsidir.

Vəzifələrindən asılı olaraq telemexanik sistemlər telesiqnalizasiya, teleölçmə və teleidarə sistemlərinə bölünür.

Daha mürəkkəb məsələləri idarə etmək üçün kibernetik metodlardan və kibernetik qurğulardan istifadə olunur. “Kibernetika” termini elmdə yeni deyildir. Kibernetika sözünün müəyyən tarixi mənası vardır. Bu istilah yunan dilində sükançı mənasını verən “Kibernetos” sözündən götürülmüşdür. Kibernetika sözü gəmiləri idarəetmə haqqındakı elm mənasında vaxtilə yunan filosofu Platon tərəfindən də işlədilmişdir. Kibernetika terminini ilk dəfə 1834-cü ildə fizik A.Amper işlətmişdir.

Amerika riyaziyyatçısı N.Viner bu terminı yeni məna verərək 1947-ci ildə kibernetikanı canlı orqanizmlərdə və maşınlarda idarə qanunlarını öyrənən elm adlandırmışdır. Kibernetika idarəetmə sistemləri, formaları, üsul və vasitələri haqqında elmdir.

Ümumiyyətlə, kibernetikaya aşağıdakı tərifi vermək olar:

Canlı orqanizmlər, maşınlar və onların birləşmələrində, yəni cəmiyyətdə gedən prosesləri idarə edən və bu prosesləri bir-birilə əlaqələndirən ümumi qanun və qaydaları öyrənən elmə kibernetika deyilir.

Kibernetika idarəetmə sistemləri, üsul və vasitələri haqqında elmdir.

Kibernetikanın tətbiq sahəsi olduqca genişdir.