JavaScript
példa
Az
automatizálás története
Az
automatizálás gépek alkalmazása korábban emberek által végzett
feladatokra ill. olyanokra is, amelyek más módon megoldhatatlanok
lennének. Bár az emberi munkaerő gépekkel történő egyszerű
helyesítésére gyakran a gépesítés kifejezést használjuk, az
automatizálás általában gépi berendezések önirányító
rendszerekké történő integrálását jelenti. Az automatizálás
forradalmasította azokat a területeket, ahol bevezették, és a
modern életnek aligha van olyan része, amely a hatása alól
kivonhatná magát. Az automatizálás bevezetése egy új, jól
megkülönböztethető fejezetet nyitott az ipari civilizáció
fejlődésében. Az automatizálás kifejezés 1946 körül terjedt
el az autóiparban, hogy jellemezzék az automaták és az
automatikus irányítás egyre fokozódó alkalmazását a
termelősorokon. Manapság már széles körben használják az ipari
termelésben, de azon kívül is a legkülönbözőbb területeken,
jelentős mértékben kiváltva az emberi munkát és intelligenciát
gépi, villamos vagy számítógépes rendszerekkel. Legáltalánosabb
értelemben az automatizálást olyan technológiaként lehet
meghatározni, amelyik előre programozott parancsokkal, majd ezen
parancsok végrehajtásának eredményét visszajelentve hajt végre
feladatokat. Az ilyen rendszer működőképes emberi beavatkozás
nélkül is. Az SZU-ban először 1935-ben alkalmazták; akkor épült
fel Jereván közelében az első fél-automatikus vízi-erőmű;
azóta az automatizálás több más iparága (dugattyúk,
golyóscsapágyak gyártása, élelmiszeripar stb.) is kiterjedt. Az
SZU hétéves népgazdasági terve a műhelyek és üzemek nagy
számának teljes (komplex) automatizálását irányozza elő. A
kapitalista országok között főként az USA alkalmazza
nagymértékben, elsősorban a hadiiparban, de a gépkocsik,
varrógépek gyártásában, a csőgyártásban, az ásványolaj
feldolgozásban, a papíriparban stb. is. 1957-ben 400 ún.
,,elektromos agy’’ végzett irodai munkát. – Angliában az
Austin gépkocsi üzem 100 automata gépsorral működik, és az
automatizálás érvényesül az olajfinomításban és az
építőpanelek gyártásában is. – Az automatizáláson alapul a
rakéták és mesterséges bolygók (szputnyikok) működése. A
beszerelt automata műszerek és regisztráló készülékek nemcsak
automatikusan, távközlés útján közlik felvett adataikat, hanem
azok alapján automatikusan irányítják és stabilizálják magát
a rakétát, ill. bolygót is. Az automatizáláson alapul továbbá
az atombontás egész folyamata és gyakorlati célokra való
felhasználása, az atomreaktorok ürítése, töltése
rendellenességük kiküszöbölése is.
Fontos
szerepe volt az automatizálás fejlődésének. Az emberi energiával
hajtott gépek kifejlesztésének története mindig magával hozta a
gép teljesítményét szabályozó szerkezetre vonatkozó igényt
is. A legkorábbi gőzgépeknél egy emberre volt szükség, hogy
nyissa-zárja a szelepeket, először, hogy a gőzt engedjen a
hengerbe, majd, hogy kiengedje azt. Később, a dugattyútengelyhez
kapcsolt csúszó tolattyú szerkezet kifejlesztése lehetővé tette
a feladat automatikus végrehajtását. A kezelő egyetlen feladata
az maradt, hogy a gőz áramlását változtassa, és ezzel a gőzgép
fordulatszámát és teljesítményét szabályozza. Végül az ember
állandó közreműködését James Watt találmánya, a röpsúlyos
fordulatszám-szabályzó küszöbölte ki teljesen az 1780-as évek
végén. Ez a szerkezet csuklós karokra szerelt súlyokból állt,
amelyek mechanikusan a gép kimenő tengelyéhez voltak kapcsolva, és
a növekvő fordulatszám esetén a centrifugális erő kifelé
kényszeríttette őket. Ez a mozgás zárta a gőz szelepét
csökkentve ez által a fordulatszámot. A röpsúlyos szabályozó
elegáns korai példája a negatív visszacsatolásos
szabályozásának, amelynél a rendszer növekvő kimeneti
változóját (ill. ennek negatívvá tett értékét) használják a
rendszer aktivitásának csökkentésére. Ez a módszer a
legfontosabb alapelve minden automatikus szabályozásának. Később
a XX. Sz. első felében fejlesztették ki az ilyen fajta ún.
Segédenergia nélkül működő szabályozók mellett a hidraulikus
és pneumatikus (nagynyomású olajjal ill. sűrített levegővel
működő), majd a villamos energiával szabályozó berendezéseket.
Ezek nagymértékben megnövelték az automatikus szabályozások
pontosságát, hatáskörét és teljesítményét is. A
legfontosabbak: a kettős működésű gőzgép, ahol a gőzt
felváltva a dugattyú két oldalára vezették; fojtószeleppel
vezérelni tudta a gőzgép teljesítményét; a centrifugál
regulátor pedig meggátolta, hogy a gép megfusson. Leírta a
többhengeres (compound) gőzgépet, és erről két további
szabadalmat kapott 1781-ben és 1782-ben. Sok más újítás a
könnyebb gyárthatóságot és szerelhetőséget segítette. Ezek
egyike a hengertérfogat és a gőznyomás diagramját felrajzoló
indikátor megalkotása volt – a műszert Watt üzleti titokként
kezelte. Ugyancsak nagyon büszke volt másik fontos találmányára,
a párhuzamos egyenesbe vezető mechanizmusra, amire 1784-ben kapott
szabadalmat. Ezekkel az újításokkal elérte, hogy gőzgépei
ötször gazdaságosabban használták fel a tüzelőanyagot, mint
Newcomen gépei. A mérés mindig valamilyen célt szolgál,
általában egy kívánt eredmény elérésének egyik eszköze. A
mért adat birtokában kerül sor valamilyen intézkedésre. Ha a
beavatkozást nem ember végzi, hanem önműködően történik,
automatizálásról beszélünk. Az önműködő szerkezetek az
automaták. Csak az ipari forradalom lendületében kezdték
bekapcsolni a gépeket a termelésbe, majd idővel a tömegtermelés
igénye a gépesítés felől az automatizálás irányába kezdte
sodorni a technikát.
Az
automatikus szabályozások történelmének másik igen fontos
találmánya volt 1805-ben Jacquard szövőszéke, amely a
programozható gép elvét valósította meg. Ez a bonyolult
mintázatú szöveteket tudott előállítani különböző színű
fonalakat tartalmazó vetélők mozgását irányítva. A különböző
minták programját acéllemez kártyák tartalmazták, amelyekbe
lyukakat ütöttek. Ez volt az őse azoknak a lyukkártyáknak,
és-szalagoknak amelyek sok modern automata gépet vezérelnek.
Joseph Marie Jacquard olyan automatikus szövőszéket tervezett,
amelynél fából készült vékony, megfelelően kilyuggatott lapok
(“kártyák”) vezérelték a bonyolult minták szövését. A
lyukkártyákat láncra fűzte, ezzel lehetővé téve a minták
(azaz a szövőszék vezérlésének) gyors és könnyű
megváltoztatását. (Ez a “gyors és könnyű” állítólag
mintegy 15 napos munkát jelentett.) A képen a szövőszék tetején
látható a lyukkártyás vezérlőszerkezet.
Lyukkártyákat
és ehhez hasonló rendszereket már a 18. század közepén
használtak az automatizálás és az adatfeldolgozás területén.
Többnyire az ismétlődő folyamatok vezérlése volt a céljuk.
Léteztek többek között lyukkártya-vezérlésű szövőszékek,
ahol a lyukkártyát falapocskák jelentették. A verkliket gyakran
lyukkártyához hasonló adattárolók vezérelték, de más
automatikus vagy félig automatikus zeneszerszámoknál is megjelent
ez a megoldás. Charles Babbage lyukkártya-vezérlést tervezett az
analitikai géphez. A lyukkártyák eredete a zenélő dobozok
működési módjáig vezethető vissza. Ezeknél és hasonló
automatáknál egy forgó henger a rajta levő lyukakkal vezérelte a
zeneszámok lejátszását vagy mechanikai folyamatok vezérlését.
A lyukkártyán való adattárolás alapja az, hogy az adott automata
működéséhez szükséges adatokat megfelelő formában kódolják.
Egy vékony kartonra lyukakat készítenek, amelyeknek a helyét a
mindenkori kódtáblázat határozza meg. A funkció végrehajtásához
az adathordozón levő lyukakat egy olvasóegység beolvassa és egy
megfelelő berendezéssel dekódolja. A parancsok bevitele történhet
mechanikus, pneumatikus, optikai vagy elektromechanikai úton. Az
1990-es évekig léteztek olyan lyukkártyák, amelyeket kézzel
lehetett feldolgozni. A könyvtárakban például olyan kártyákat
használtak, amelyeknek a négy oldalán voltak a lyukak. Egy hosszú
tűt behelyezve a keresési feltételnek megfelelő lyukba ki
lehetett választani azokat a katalóguscédulákat, amelyek
megfeleltek a keresési kritériumnak.
Összetett kereséseket is végre lehetett hajtani több tű segítségével. Az utóbb a számítástechnika területén felhasznált lyukkártya-formátum története az 1890-es amerikai népszámláláskor kezdődött. | [1] Ekkor fejlesztett ki Herman Hollerith egy olyan eljárást, amely lyukkártyák segítségével végezte a kiértékelést. A berendezés segítségével Dr. Herman Hollerith alig négy hét alatt végzett a 11. amerikai népszámlálás adatainak rögzítésével és kiértékelésével. | |
A gépeket kb. 40 munkatárs működtette. Ezt követően a lyukkártyát mechanikus és elektromechanikus számoló- illetve lyukkártya-rendező gépeknél alkalmazták. 1928-ig kellett arra várni azonban, hogy a lyukkártya végleges, szabványos formátumot kapjon. | Ezt a fajta lyukkártyát nevezik a feltalálója nyomán Hollerith-kártyának. Az 1960-as évektől kezdődően az interaktív adatbeviteli lehetőségek fokozatos elterjedésével a lyukkártya fokozatosan vesztett számítástechnikai jelentőségéből. Az 1960-as évek végén az IBM még tervezte kisebb méretű és nagyobb kapacitású kártyák bevezetését, de erre már nem került sor. | |
A lyukkártyákat azonban továbbra is alkalmazták más területeken, például mosógépek programjainak tárolására, illetve beléptető kártyaként. Ezekben az esetekben azonban a kártya nem kartonpapírból, hanem vékony műanyaglapból készült. A chipkártyák elterjedése azonban ennek a felhasználási módnak is véget vetett. | A vezérlés mindig nyitott hatásláncú folyamat, mert a rendelkező jelet nem befolyásolja a rendszer kimenete, illetve állapota. A legegyszerűbb a kézi vezérlés. Ilyenkor a jelet az ember adja. Watt gőzgépének tökéletesített változatain a forgattyús tengely nyitotta és zárta megfelelő időben a gőzbevezető nyílásokat. | |
A gépi vezérlés különféle formáit a gőzhajókon is alkalmazták. Az elektrotechnikai vezérlés egyik első ötletes példája Jedlik Ányos forgonyán jelent meg. |
A
vízszintes elektromágnes-rúd csak ezért tudott fél fordulat után
tovább forogni, mert egy higanyvályus áramváltó megfordította
benne a mágnesesség irányát. E a kommutátor (irányváltó)
később elmaradhatatlan kellékévé vált minden egyenáramú
villanymotornak. A vezérlés bonyolultabb formája a program
vezérlés, amely az egyes vezérlő jelek sorrendjét és időbeli
távolságát őrzi valamilyen formában. Babbage különféle
kiinduló mennyiségeket és a számolási műveletek sorrendjét
lyukkártyák révén kívánta közölni. A programkártyákat az
1950-es években a számvezérlésű szerszámgépeken is
alkalmazták, majd egy ideig az elektronikus számítógépek is
lyukkártyán kapták az adatokat és a programokat. Később a
kártyák helyett lyukszalagok, majd mágnesszalagok vették át az
I/O szerepét.
Az
elektronikus, digitális számítógépek (ősük az 1946-ban
kifejlesztette ENIAC, és az 1951-ben elkészült UNIVAC 1.) tették
lehetővé, hogy a szabályozási funkciók sokkal bonyolultabbak, és
az ezekhez szükséges számítások végrehajtása sokkal gyorsabb
legyen, mint ami korábban elképzelhető volt.A
számítógépgyártás egyre kisebb, gyorsabb és olcsóbb gépeket
állított elő. Ezt az irányzatot a mikroprocesszorokkal és nagy
integráltságú áramkörökkel működő mikroszámítógépek
testesítik meg, amelyek a korábbi, nagy, digitális számítógépek
feladatait képesek ellátni. Végül a II. világháború után az
automatikus szabályozó rendszerekre igen magas szintű matematikai
és logikai elméleteket fejlesztettek ki. Ezek magukban foglalják a
hagyományos negatív visszacsatolásos rendszereket, az
optimatizáló- és adaptív szabályozásokat, valamint a
mesterséges intelligenciát. Az ENIAC (angolul Electronic Numerical
Integrator And Computer) 1946. február 14-én készült el, ami
hivatalosan az első programozható, elektronikus, digitális
számítógép volt. 18 000 elektroncsövet és 1500 jelfogót
építettek bele. 2,5 m magas volt, 40 m hosszú és 30 tonna.
Körülbelül 5 millió kézi forrasztást tartalmazott. Az
összeadást és a kivonást 1/5000 sec alatt végezte el, ami
500-szor gyorsabb volt, mint az akkoriban megjelent MARK II. A sok
elektroncső miatt csak 2-3 órát működött, és utána 2-3 napig
szerelték.
Az
építését 1943-ban kezdték az Amerikai Penssylvania-i egyetemben
J.W. Mauchly vezetésével a munkálatok főmérnöke I. P. Eckert, a
hadsereg részéről pedig H.H. Goldstine (lsd. IAS) vett részt.A
második világháború nagy lendületet (pénzt) adott az 1.
generációs számítógépek építésének, fejlesztésének, és a
kutatásoknak. A cél egy olyan gyors számítógép kifejlesztése
volt, amivel bonyolult katonai - például bombázási, tüzérségi
- feladatok számításait lehetett elvégezni.
Az
ENIAC paraméterei:
•
U-alakú
•
30,5
méter hosszú
•
1
méter széles
•
3
méter magas
•
140
kW teljesítmény felvétel
•
órajel:
100 kHz
•
18
000 elektroncső
•
1500
jelfogó
•
70
000 ellenállás
•
10
000 kondenzátor
•
6000
kapcsoló
•
200
mikrosecundumos összeadási sebesség
•
3
millisecundumos szorzási sebesség
•
30
millisecundumos osztási sebesség
Az
ENIAC tízes számrendszerben működött, tízjegyű előjeles
számokat kezelt - aritmetikai egységei több feladatot is
elvégeztek egyszerre. Az eletroncsöves flip-flopokból
összeállított regisztereibe impulzussorozatokkal vitték be a
kívánt számokat és az állandókat kapcsolókkal állították
be. A programot lyukkártyákra lyukasztották, és az adatokat 20 db
tízjegyű regiszterben tárolták. Működési sebessége viszont
ezerszer gyorsabb volt, mint a Mark I sebessége.1947-ben
átszállították az USA hadseregének Marylandben lévő Aberdeen
Proving Ground telephelyére, és 1947. július 29-től folyamatosan
itt működött 1955. október 2-ig.
A
robottechnika kifejlesztése, gyökerei az automatizált gyártási
technológiát kifejlesztéséig nyúlnak vissza. A numerikus
vezérlés (NC) és a távmanipulálás az a két fontos terület,
amely a robottechnika alapját adja. A numerikus vezérlés
fémmegmunkáló gépek szerszámainak működtetésére szolgáló
módszer, amely valamilyen hordozóra például lyukszalagra kódolt
számokra, és egyéb szimbólumokkal irányítja ezek mozgását.
Ezt a technikát az 1940-es években és az 1950-es évek elején
fejlesztették ki. Speciális programozási nyelve az APT. A
távmanipulátorok mechanikus karok és kezek, amelyek átviszik a
vele dolgozó ember karjának és kezének mozgását egy távolabbi
pontra. Ezt a technikát elsősorban a radioaktív anyagok kezelésére
fejlesztették ki a 40-es évek elején. Az ipari robotok úgy
tekinthetők, mint a numerikus vezérlés és a táv manipulátorok
kombinációja.
A
numerikus vezérlés adta a programozható ipari megmunkálógép
koncepcióját, míg a távmanipulátorok szolgáltatták a
mechanikai megvalósítás módozatait. A visszacsatolásos
szabályozások széles körben elterjedtek a modern, automatizált
rendszerekben. Ezek öt alapvető részből állnak: 1. bemenet, 2.
technológiai folyamat, 3. kimenet, 4. érzékelő és 5. szabályozó,
amely magában foglalja az összehasonlító és a beavatkozó
szervet is. Az 1. ábrán ezen elemek kapcsolódása látható.A
rendszer bemenete az alapjel, amely a technológiai folyamat
kimenetének megkívánt értékét reprezentálja. A kimenet a
folyamatnak az a változója, amelyet szabályozni kívánunk. Ezt az
érzékelő méri és csatolja vissza a szabályozó kör bemenetére.
A szabályozó a mért értéket összehasonlítja az alapjellel és
a beavatkozó szerv segítségével úgy módosítja a folyamatot,
hogy e két jel különbsége csökkenjen. A beavatkozó szerv a
technológiai folyamat igénye szerint motor, szelep, mágneskapcsoló,
dugattyús henger, fogaskerekes vagy menetes orsós hajtás és már
mechanikus vagy villamos szerkezet lehet.Programozott berendezések.
A program utasításai azokat a műveleteket határozzák meg,
amelyeket a rendszernek automatikusan végre kell hajtania. Ezek az
utasítások lépésről lépésre előírják, hogy a rendszernek mi
a feladata, hogy az egyes elemeknek hogyan kell működniük a
feladat végrehajtása érdekében.A programutasítások
vonatkozhatnak visszacsatolt automatikus szabályozó rendszerekre
is, oly módon, hogy a program határozza meg a bemenet egymást
követő értékeit (az alapjel időbeli vagy egyéb feltételektől
függő nagyságát). Ilyen esetben a visszacsatolt szabályozás
között a 2.ábrán látható.A programutasítások egy részét
nyitott hatásláncú, vezérléses formában lehet megvalósítani -
azaz annak visszacsatolásos ellenőrzése nélkül, hogy a feladat
pontosan végrehajtódott-e. Pl. egy relé vagy kapcsoló átváltására
vonatkozó utasítás végrehajtása esetleg nem igényel
ellenőrzést. Az ilyen, visszacsatolás nélküli működtetést
vezérlésnek hívjuk. A programutasításokat tartalmazhatják
mechanikus eszközök (pl. profiltárcsák és kapcsolókarok), papír
lyukszalag, mágnesszalag, mágneses lemez, számítógép-memória
vagy bármely egyéb speciális, erre a célra kifejlesztett
hordozóközeg. A számítógépes tárolás előnye az, hogy könnyű
a programokat módosítani vagy továbbfejleszteni. A legfejlettebb
automatizált rendszerek képesek arra, hogy működésük során
döntéseket hozzanak. Több okból is indokolt, hogy ezeket a
rendszereket döntéshozási képességgel lássák el. Ilyen okok
lehetnek 1. hibaészlelés és korrigálás, 2. biztonsági védelem,
3. párbeszéd az emberrel és 4. folyamatoptimalizálás. Hiba
észlelése esetén korábban a kezelőt riasztotta a rendszer. Ma
egyre inkább terjed a hibás működés automatikus korrigálása.
Ez úgy lehetséges, hogy döntési képességet építenek be a
működtető programba, amely megfelelő intézkedéseket tartalmaz
hiba esetén annak lokalizálására és korrigálására. A
biztonsági védelem a hibaészlelés és javítás speciális esete,
amelynél a hibás működés vészhelyzetet idézhet elő. Ennek
detektálására biztonsági figyelő alaprendszert építenek ki,
amely megfelelő érzékelőket, döntéshozó és beavatkozó
elemeket és stratégiát tartalmaz a veszély megszüntetésére
vagy csökkentésére. Ez történhet a folyamat leállításával és
a karbantartó személyzet riasztásával, de ennél bonyolultabb
intézkedésekkel is. A párbeszédre képes automatikus működésű
gépeket (mint amilyen pl. a bankjegykiadó automata) ugyancsak el
kell látni döntés képességgel, mivel az embertől kapott válasz
függvényében többféle cselekvésre lehet szükség. A negyedik
ok olyan automatizált termelő berendezéseknél merül fel,
amelyeknél a gazdaságossági működési feltételek adottak, és
ezeket célszerű, ill. hasznos volna optimalizálni. Ebben az
esetben a döntések arra vonatkoznak, hogy milyen irányba kell
változtatni a működési paramétereket, hogy a termelési
költségek csökkenjenek, ill. a haszon maximális legyen. Az ipari
robot valójában átprogramozható, többfunkciójú manipulátor,
amelyet arra terveztek, hogy anyagokat, alkatrészeket, szerszámokat
vagy speciális eszközöket mozgasson különböző, előre
programozott utakon és módokon, változatos feladatok elvégzése
érdekében. Az ipari robot gépi manipulátora karok, csuklók és
tengelyek kombinációjából felépített szerkezet. A karok merev
tagok, amelyek a csuklókat kapcsolják össze. A csuklók és
tengelyek a robot mozgatható alkatrészei: egyenes vonalú (csúszó)
és különböző forgó mozgásokat valósítanak meg. Az ipari
robotok programozásának több módszere van. Az egyik, amelyet
átvezetés programozásnak hívnak, azt igényli, hogy a
manipulátort átvezessék mindazokon a mozgásokon, amelyeket majd
végre kell hajtania, és ezek rögzítődnek a robot
számítógép-memóríájában. A másik módszer szóutasításos
nyelvet használ, amelyik nagyon hasonlít a számítógépet
programozó nyelvekre. A jövő robotjait valószínűleg szóbeli
utasításokkal fogják programozni. Ehhez egyrészt igen magas
szintű számítógépes intelligenciára lesz szükség, másrészt
viszont nagyobb mennyiségben kell a biztonsági figyelésre, a
hibaészlelésre és javításra érzékelőket használni, hogy
meghatározzák a tárgyak helyzetét a munkaterületen. A gépi
látást például fontos érzékelési módszernek tekintik a jövő
robotgenerációja számára. Az automatizálás és a robottechnika
ipari alkalmazásai. Az automatizálás egyik legfontosabb
alkalmazási területe az ipari gyártás. A termelés
automatizálásának három fajtáját különböztetjük meg: 1. fix
vagy huzalozott 2. programozható 3. rugalmas automatizálás. A fix
vagy huzalozott kifejezés olyan automatizált gyártó berendezésére
vonatkozik, amelynél a gyártási műveletek sorrendje a berendezés
kialakításából következik. A programutasításokat a gépek
tartalmazzák profiltárcsák, áttételi művek, huzalozás és
egyéb hardware formában - ezért nem könnyű feladat egyik fajta
termékről áttérni egy másikra. A fix automatizálásra példák
az autóiparban alkalmazott megmunkáló szalagsorok, az automatikus
szerelőgépek és bizonyos vegyipari folyamatok.A programozott
automatizálás elsősorban a szakaszos, ill. a tömeggyártásnál
alkalmazott forma. A termékek száma néhány tucattól több ezerig
terjedhet. Minden termékfajtához a gyártóberendezést külön át
kell programozni és rendezni, hogy az új termék számára
megfelelő legyen. Ez időigényes feladat, és ezért csökkenti a
termelékenységet. A numerikus programozású (NC) szerszámgép,
amelynél lyukszalagok tartalmazzák az egyes gyártási programokat,
jó példa az ilyen fajta automatizálásra. A rugalmas automatizálás
a programozott automatizálás továbbfejlesztése. Ennél a
programkészítés külön, a gyártóberendezés használata nélkül
történik, és a gép automatikusan képes átállni egyik termékről
a másikra. A gépesített, majd automatizált folyamatok közül az
elsők közé tartozott a fémek alakítása különböző fajta
vágószerszámokkal. Au első NC szerszámgépeket az 1950-es évek
elején fejlesztették ki. A legmagasabb szinten automatizált
termelőberendezések egy része a vegyiparban található. Ez az
iparág foglalja magába a nyersolaj-finomítókat, az élelmiszeripar
egy részét és más üzemeket, ahol az anyagokat gát, folyadék
vagy porított formában dolgozzák fel. Ezen anyagok könnyű
kezelhetősége és általában nagy mennyisége miatt magas szintű
automatizáltság valósítható meg.A tipikus, modern feldolgozó
üzem számítógépekkel vezérelt. Egy fejlett, több mint 20
terméket gyártó petrolkémiai üzemben a gyár három üzemrészre
van felosztva, mindegyik több gyártóberendezéssel. A három
üzemrész mindegyikének saját folyamatirányító számítógépe
van adatgyűjtési, szabályozási és vészjelzési feladatok
ellátására. A három számítógépes hierarchikus rendszerben egy
központi géphez kapcsolják, mint ahogy az a 3. ábrán látható.
Minden számítógép kb. 2000 technológiai változót figyel,
hőmérsékletet, nyomást, áramlást, folyadékszintet, összetételt
és egyéb változókat, amelyek a folyamat szabályozásához
szükségesek. A mérési eredményeket mintavételes módszerrel
gyűjtik, a mintavételi idő 2 és 120 másodperc között mozog az
adat fontosságának és változási sebességének függvényében.
Minden számítógép kb. 400 negatívan vissza csatolt kört
szabályoz. Normális üzemmenet esetén a szabályozó számítógép
a technológiai folyamatot optimumon vagy annak közelében tartja.
Ha a technológiai paraméterek bármelyike kilép a normális, ill.
a biztonsági tartományból, a szabályozó számítógép
fényjelzést ad és megszólaltatja a hibajelző kürtöt, továbbá
üzenetet nyomtat ki a kezelő számára, megjelölve, hogy milyen
fajta probléma merült fel. A központi számítógép az üzemi
gépektől kapja az adatokat, és számításokat végez, az egyes
üzemrészek termelésének optimalizálása érdekében. A
számítások eredményét utasítások formájában közli az üzemi
gépekkel, valamint azt is, hogy melyik szabályozókör alapjelét
kell változtatni.Fémipar. Az alumínium-, ill. a vas- és acélipar
a vegyiparhoz hasonlóan nagy, de nehezebben kezelhető
anyagmennyiségekkel dolgozik. Ezért nem olyan magas szinten
automatizáltak, mint a vegyipar.Jó példa a fémipar
automatizálásra a meleghengermű, ahol az izzó bugát lemezzé
hengerlik. A fémtömb hengerpárok közötti, egyre keskenyebb rések
között halad át, és így vastagsága fokozatosan csökken. Több
menetre van szükség, míg a lemez végső formáját elnyeri.
Érzékelők és automatikus műszerek mérik a fém vastagságát és
hőmérsékletét minden egyes menet után, ill. számítógép
állapítja meg és szabályozza a hengerek beállítását a
következő menetre. Ugyancsak az üzemirányító számítógép
feladata a rendelések nyilvántartása, amely ezen igényeket
kielégíti.Elektronikai cikkek gyártása. Az elektronikai iparban
alapvető követelmény a magas szintű koordináltság a gyártmányok
tervezésében, gyártásában és ellenőrzésében. Jó példák
erre a nagy integráltságú (LSI) és az igen nagy integráltásgú
(VLSI) áramkörök, melyeknél elektromos és elektronikus
áramköröket hoznak létre kis félvezető morzsák felületén. Az
LSI és VLSI áramkörök rendkívüli mértékben miniatürizáltak
és nagyon összetettek. Számítógépeket kell használni
megtervezésükhöz, majd a terveket közvetlenül a
gyártóberendezések irányító számítógépeibe kell átvinni.
Másrészt az integrált áramkörök gyártásánál igen nagy a
selejtarány, ezért minden egyes darabot a gyártás során
teljeskörűen ellenőrizni kell. Figyelembe véve ezen áramkörök
bonyolult működését, ez a feladat csak számítógépekkel
automatizált módon oldható meg.Számítógéppel segített
tervezés/gyártás (CAD/CAM). Az 1970-es évektől kezdve a gyártó
vállalatoknál egyre növekvő mértékben használják a
számítógépeket tervezés i és gyártási feladatok ellátására.
Ez az ún. CAD/CAM program. A számítógéppel segített tervezés
számítógépes rendszereket használ, hogy könnyebbé tegye a
tervek létrehozását, elemzését, módosítását és
optimalizálását. A tervező a CAD rendszerrel dolgozva a
hagyományos rajztábla helyett vonalakat és felületeket hoz létre,
amelyek a tervezés tárgyát (termék, alkatrész, szerkezet)
leképezik, és ezt a modellt a számítógép a memóriájában
tárolja. A megfelelő CAD software használatával a tervező
különböző elemzéseket tud elvégezni, így például
feszültséganalízist vagy hőátadási számításokat.A
számítógéppel segített gyártás CAM számítógépes rendszerek
felhasználását jelenti a gyártási műveletek tervezésében,
ellenőrzésében és irányításában. Jelenti a gyártási
folyamatok figyelését, adatgyűjtést és termelési jelentések
továbbítását az üzem vezetőségének. Ezzel az üzem
hatékonyabb működtetését teszi lehetővé.
A
teljesítményelektronika gyökerei az 1930-as évektől gyártott és
egyenáramú, főleg vasúti vezetékek táplálására alkalmazott
higanygőz egyenirányítókhoz nyúlnak vissza.A
teljesítményelektronika fejlődését a félvezetők alkalmazása
indította meg. Erre nálunk az 1960-as években került sor.
Bevezetésében jelentős szerepe volt a Benedikt Ottó
kezdeményezésére létrejött egyetemi tanszéknek és a
Számítástechnikai és Automatizálási Kutató Intézetnek. A
félvezető egyenirányítók alkalmazása összekapcsolódott a
szabályozott villamos hajtások, ezen belül pedig a
villamos-vasutak fejlődésével, ami az automatizálás
kialakulásához vezetett. Ennek alapjait elsősorban Csáki Frigyes
dolgozta ki és tudományos iskolát alapított a BME-n. Ennek
vezetését később Tuschák Róbert vette át. Az ipari alkalmazás
területén a Ganz Villamossági Művekben, a Villamos Ipari Kutató
Intézetben, a Villamos Automatika Tervező Intézetben, a Villamos
Berendezés és Készülék Művekben folyt jelentős fejlesztés. Az
alkalmazott kutatás vezető személyiségei Kövessy Ferenc,
Vitályos László és Ganszky Károly voltak.Az automatizálás
később egyre inkább a mikroelektronika irányába tolódott el és
{IV-240.} jelentős szerepet kaptak hidraulikus ill. pneumatikus
berendezések is, ezért ma már olyan határterületi tudománynak
kell tekinteni, amely csak kis részben kapcsolódik az erősáramú
elektrotechnikához. A teljesítményelektronika és az automatizálás
hazai szakirodalmát Csáki Frigyes könyvei alapozták meg. A
társszerzőkkel 1966-ban megjelentetett Ipari elektronika, ill. az
1971–1973-ban kiadott Teljesítményelektronika az első hazai
feldolgozás volt. Később hasonló témájú könyvek jelentek meg
angolul és oroszul is.Az automatizálás alapjait 1966-ban a
Szabályozások dinamikája, 1968-ban az Automatika, 1970-ben a
Korszerű szabályozáselmélet című könyvek képezték. Később
ezek átdolgozott kiadásai is megjelentek. Újszerű téma volt a
Szabályozástechnikában alkalmazott állapotegyenletekről előbb
németül, majd magyarul megjelent mű. A számítástechnika új,
elméleti megközelítése érhető tetten a Bevezetés a digitális
technikába (1977), a Lineáris szabályozási rendszerek analízise
(1976) és a Lineáris szabályozási rendszerek szintézise (1977)
című könyvekben és a szerző halála előtt megjelent State-space
methods for control systems (1977) című könyvben.
A
vasúti automatizálás is rendkívül fontos volt a fejlődésben. A
Rail Automation üzletág központja Braunschweig, melynek története
1873-ig, az Eisenbahnsignal-Bauanstalt Max Jüdel & Co.
társaságig vezethető vissza. Jelenleg a következő termékeket
kínálják:
-
vasúti jelzőberendezések, váltóvezérló rendszerek, vasúti
átjárók, foglaltságjelzők, tengelyszámlálók
-
biztosítóberendezések, blokkrendszerek, vonatbefoklyásoló
rendszerek
-
menetrendtervező, üzemirányító és szimulációs rendszerek
-
rendezőpályaudvarok üzemirányító és automatizáló rendszerei
.
kommunikációs rendszerej, mint például vonali utastájékoztató
rendszerek, videofelügyeleti rendszerek és mozdonyrádiók
-forgalomirányítók
oktatási rendszerei
A
hagyományos közlekedéstechnikánb túl az alábbi termékeket
fejleszti:
-
ThyssenKrupp-pal konzorciumban: a Transrapid járművei és pályája
-
vezető nélküli helyi járművek, például a Siemens TS
Franciaország „Val” (Véhicule automatique léger) típusa, vagy
a RUBIN metróprojekt
A
20. század óriási fejlődést hozott a textilipar valamennyi
területén – a fonalgyártás műveleteitől kezdve a különböző
kelmeképzési eljárásokon át a színezés és kikészítés
valamennyi fázisáig –, elsősorban a szintetikus szálasanyagok
és az elektronika elterjedésének köszönhetően. A gépek egyre
termelékenyebbek lettek, egyre változatosabb mintázatok készítését
tették lehetővé, teret nyert az automatizálás, először
mechanikus szerkezetekkel, később egyre inkább az
elektrotechnikára, majd az elektronikára alapozva. Ma már teljesen
általánosak a számítógéppel vezérelt textilipari berendezések,
amelyek kiszolgálása alig igényel emberi munkaerőt. Jellegzetesen
20. századi találmány például a varrvahurkolás (lényegében a
láncrendszerű kötés és a varrás elveinek egyesítése), ami
Heinrich Mauersberger 1949-ben szabadalmaztatott találmányából
fejlődött ki, valamint a különböző ún. nemszőtt kelmék
gyártása, amelyek nem tartalmaznak fonalakat, hanem a lapszerűvé
rendezett szálhalmaz (fátyol, bunda) mechanikai vagy kémiai
rögzítésén alapulnak. Hatalmas lendületet adott a textilipar
minden területén a fejlődésnek a szintetikus szálasanyagok
sokféleségének elterjedése, főleg a 20. század közepétől,
ami egyrészt a gyártástechnológiák ezeknek megfelelő
fejlesztését kényszerítette ki, másrészt új területeket
nyitottak meg a textiltermékek felhasználásában is, a műszaki és
egészségügyi területeken, de a korszerű gépeken megvalósítható
újdonságok a hagyományos textíliákat és a divatot is
erőteljesen befolyásolják.A nagyfokú automatizálás és az
elektronikus mintavezérlés révén, igen csekély emberi munkát
igényelve működnek a legkorszerűbb szövőgépek, a kézi
szövéshez képest sok százszoros teljesítményt nyújtva még a
legbonyolultabb mintázatok esetében is. A korszerű szövőgépek
vezérlését igen magas színvonalú elektronikus berendezések
látják el. A textilgépek általában fontos szerepet játszottak a
mechanizmusok, az automatizálás, a vezérlés- és
szabályozástechnika, a szerkezeti anyagok fejlődésében is.
A
náci Németország és a sztálini Szovjetunió áldozatai a II.
világháború alatt. A tömegpusztítás ipari forradalma. Az
emberiség elleni bűnök egy jelentős részét olyan technológiával
követték el, amely a lényegét tekintve már a 19. században is
rendelkezésre állt. A 20. századra jellemző ipari automatizálás,
futószalagosítás, céltudatosan átgondolt és optimalizált
logisztika sajnos a hadviselés technikájában is olyan
innovációkhoz vezetett, amelyek már nem férnek el a „Háborús
bűnök és polgári áldozatok” tapintatos cím alatt. A
halálgyárakat munkatáboroknak álcázták,szőnyegbombázások,
városrészek likvidálása, belváros gondosan tervezett felgyújtása
következett be, atombombát céltudatosan fejlesztettek ki,majd
vetették be.
Az
automatizálás az autógyártásban is rendkívül fontos szerepet
játszott. Példának felhozva tökéletes a Porsche 356 modell
karosszériája, amelyet kézzel készítettek a Reutter
karosszériaüzemben. Magát a karosszériaburkolatot a több részből
összehegesztett alvázkeretre rögzítették rá. Az illesztéseket
lágyforrasszal töltötték ki, ami igen fárasztó és időigényes
eljárás volt, majd lecsiszolták. 1965-ben befejeződött a Porsche
356 gyártása. A végén már napi 25 karosszéria elkészítésénél
tartottak.1964-ben, a Porsche 911 modell bevezetésével, a Porsche
szakított az addigi gyártási módszerekkel. Ettől kezdve a
különböző szerkezeti egységeket előre összeszerelték, majd
azok összehegesztésével vagy összecsavarozásával készült el a
karosszéria.1973-ban a Porsche volt az első az autógyártásban,
amely galvanizált fémlemez paneleket hegesztett a karosszériára.
Ez mérföldkövet jelentett az autó korrózióvédelme
szempontjából.A Porschénál üzembe állított első robot egy
hegesztőrobot volt, mely a 911 modell hátsó futóművének
kereszttartó csövén dolgozott. 1988 új korszakot nyitott a
karosszériagyártás terén. Átadták az újonnan épített
karosszériaüzemet, ahol az induláskor 15 robotot használtak.
1989. júliusában hagyta el az utolsó 911 karosszéria a régi
Reutter épületet.A legújabb autógeneráció elindításával
jelentősen megnőtt az automatizálás szintje, miközben a
flexibilitás változatlan maradt. A gyártás modell-mix rendszerben
történik, így a Boxster és a 911 modellek bármilyen sorrendben
legyá1993 és 1995 között tovább növekedett az automatizálás
szintje. A tömítési munkákhoz használt robotok hozzájárultak a
hatékonyság növeléséhez, és egyben a munkahelyek
humanizálásához. Különösen a környezetvédelemnek nőtt meg a
jelentősége. 1992-től a Porsche áttért a vízbázisú festékek
alkalmazására. 1997 óta a használt töltőréteg is vízbázisú.
A
második világháború nagy lendületet (pénzt) adott az 1.
generációs számítógépek építésének, fejlesztésének, és a
kutatásoknak. A cél egy olyan gyors számítógép kifejlesztése
volt, amivel bonyolult katonai – például bombázási, tüzérségi
– feladatok számításait lehetett elvégezni.Az ipari forradalom
megkövetelte a pontosság növelésést. A gépiparban megkezdődött
az alkatrészek sorozatgyártása, ami viszont szükségessé tette
az alkatrészek csereszabatosság. A csereszabatosság egy adott
gyártmány egyes alkatrészeinek méretpontosságát követelte meg,
de rövidesen megkezdődött a többféle célra felhasználható
gépelemek sorozatgyártása is. A merev szegecselés helyett az
oldható kötőelemek akkor kezdtek elterjedni, amikor az angol
Whitworth szabványosította a csavarok menetméreteit, és
csavargyártó esztergát alakított ki. A pontosság feltétele a
pontos mérőműszer. A hosszúság pontosabb mérésére Vernier
francia matematikus már 1631-ben javasolta a nóniusz-elvet. Watt
gépgyárában az 1770-es években mikrométerrel dolgoztak. A
legszembetűnőbb az időmérés tökéletesedése volt. Newton már
az előző évszázadban rámutatott, hogy pontos órával elvben
lehetséges lenne a hosszúsági fok kiszámítása. A gyáripar
létrejötte, pontosan betartott munkaidő megkövetelte az
elfogadható pontosságú zsebórák nagy mennyiségű gyártását.
Különösen fontossá vált a zsebóra a 19. sz. első felétől,
amikor megindult a menetrend szerinti vasút és hajóforgalom. Az
amerikai Marrison 1929-ben találta fel a kvarcórát, amelynek éves
hibája csupán néhány századmásodperc. A szintén amerikai Libby
1946-ban készítette az első atomórát. A mechanikus órák
gyártása technikatörténeti szempomtból azérti s fontos, mert ez
volt az alapja a finommechnanikai és műszeripar létrejöttének.
Ez az ipar hozta létre a kémia szempontjából rendkívul fontos
analitikai mérlegeket. Pontosságuk a XIX. sz. második felében
elérte a ľg (mikrogramm, milliomod gramm) értékét.
Finommechanikai gyártmányok az optikai műszerek (földmérő
műszerek, színképelemző készülélkek,távcsövek és
mikroszkópok stb.). A 19. század második felétől ismertek a nem
villamos mennyiségek mérésére szolgáló, de villamos elven
alapuló műszerek, például a hőelemes és az ellenás-hőmérők.
A villamos elvű műszerekkel könnyen megvalósítható a távmérés,
mivel a villamos jel könnyen továbbítható. Üvegből készült
Toricelli higanyoszlopos barométere, amely a XIX. sz. közepéig a
legfontosabb meteorológiai műszer volt. Üvegtechnikai eredmény
volt az egyenletes keresztmetszetű hajszálcsövek készítése, ami
lehetővé tette a hőmérő megalkotását. Szélesebb körben
terjedt el Anders Celsius svéd csillagász 1742-ben készített
higanyos hőmérője. Megszületett az elektronika , s vele együtt a
villamos műszerek új fajtája, az elektronikus műszer. Az
elektroncsövekkel rendkívül kis bemenő jellel vezérelhető
erősítő építhető, amely alkalmas a különféle érzékelők
jeleinek fogadására. Az elektronikus műszerek térhódítása
fokozódott, amikor a kényes és terjedelmes elektroncsöveket
felváltották a félvezető erősítőelemek, a
tranzisztorok.Napjaink méréstechnikája alkalmazza a legújabb
csúcstechnikák eredményeit. A mérési eredményeket számítógéppel
dolgozzák fel. A méréstechnika szolgálatába állították az
űrkutatás eszközeit is: az időjárási adatok mérése műholdak
segítségével történik. A magyarországi méréstechnika és
automatizálás története Kruspér, Bodola, Eötvös, Mechwart,
Zipernowsky, Déri, Bláthy, Bánki, Kandó és Boleman nevével
kezdődik. Közülük Kruspér István 1894-ig, Bodola Lajos
1894–1912 között, Zipernowsky Károly 1893–1924 között, Bánky
Donát 1899–1922 között volt a Magyar Királyi József Műegyetem
tanára. A Műegyetem 1914-ig három osztállyal (mérnöki és
építészeti, gépészmérnöki, vegyészmérnöki) működött. A
gépészmérnöki osztályon folyt elektrotechnikai oktatás, de csak
erősáramú, annak ellenére, hogy Magyarországon egyre több
gyengeáramú berendezéseket gyártó vállalkozás kezdett működni.
A
ma embere lépten-nyomon találkozik valamilyen szóösszetételben
az automata, automatika és az automatizálás szavakkal, ezért
először ezek értelmét célszerű tisztáznunk. Automatán olyan
szerkezetet, illetve berendezést értünk, amely beindításától
leállásáig vagy leállításáig önállóan, azaz emberi
beavatkozás nélkül, működik (önműködő). Automatikának
szokás nevezni valamely technológiai rendszer vagy részrendszer
működésének automatizálására szolgáló készülékek
összességét. Ugyanakkor automatika az a tudományág, amely az
automaták és az automatizálás elméleti és gyakorlati
kérdéseivel foglalkozik. Automatizáláson azt a tevékenységet
értjük, amivel különböző (ipari, irodai stb.) területeken az
emberi közreműködést kiküszöbölik vagy jelentősen csökkentik.
Az automatika szakterületén a mérés- és műszertechnikához
hasonló fejlődést láthatunk. Automatákat már az antik görögök,
sőt már az egyiptomiak is készítettek. A ránk maradt emlékek
szerint ezek olyan elmésen megalkotott mechanikus szerkezetek
voltak, amelyek működtetéséhez a magasabban fekvő víztározókban
összegyűjtött víz vagy magasba emelt kőtömb helyzeti energiáját
használták fel. A gőzgépek feltalálásáig - az 1700-as évek
második feléig - az emberi és állati izommunkán kívül
(beleértve rugó felhúzására vagy súly felemelésére fordított
munkát) kizárólagos energiaforrás a víz és a szél volt. A
gőzgépekkel kapcsolatban, kezdetben számos műszaki probléma
merült fel. Ezek közül az egyenes vonalú, pulzáló mozgás forgó
mozgássá való átalakítását emeljük ki; itt az automatizálás
körébe a szelepek működtetése, a holtponton történő
átjuttatás, valamint a forgó mozgás egyenletessé tétele
tartoztak. Ezekben az automatikákban a mechanikus elemek mellett már
a sűrített levegővel működő pneumatikus elemek is jelentős
szerepet kaptak. A 19. század második felére a már jól
használható, megbízható gőzgépek elterjedésének köszönhetően
felgyorsult a nagy iparágak fejlődése. A termelésben használt
mechanikus gépekhez mechanikus elveken működő automatikákat
dolgoztak ki. Az villamos meghajtású gépek és mechanikai/villamos
átalakítók megjelenésével kezdődött meg az villamos elemekből
épített automatikák elterjedése. Később a híradástechnika
fejlődése során létrejött elektronikus alkatrészek
felhasználásával vált lehetővé az automatikák gyors ütemű
fejlesztése. A vegyiparban - a villamos szikra robbanást okozó
hatása miatt - a '70-es évekig pneumatikus automatikákat
alkalmaztak. A probléma elektronikus megoldására a század második
felében fejlesztettek ki gyújtószikramentes áramköröket később
ez a megoldás már egyeduralkodóvá vált. A mai háztartások
többségében is található automata, például egy hűtőszekrény.
Ebben az automatika a hűtőtér hőmérsékletét hasonlítja össze
a felhasználó által beállított értékkel, s amennyiben a
hőmérséklet magasabb a kívántnál, egy relével bekapcsolja a
hűtést végző villamos vagy elektromechanikus hőszivattyút, majd
ha a hőmérséklet a beállított szint alá csökken, leállítja
azt. Ez a példa természetesen az automatizálás egyszerűbb esetei
köréből való. Az ipari termelésben és az iparszerű
szolgáltatásokban (energiaellátás, közlekedés, hírközlés
stb.) sokkal bonyolultabb automatikus szabályozási és vezérlési
feladatok megoldására van szükség. A szabályozás célja
egyszerű esetben a szabályozott jellemző állandó értéken
tartása. Az ún. értéktartó szabályozásnál külső
utasításként be kell állítani egy alapjelet, ezzel hasonlítja
össze a szabályozó a visszacsatolt jelet (mérési információt,
ellenőrző jelet). Ha megegyeznek a szabályozó nem avatkozik be,
ellenkező esetben megfelelő irányban, mértékben és ütemben
beavatkozik. Az a sáv, amelyben a szabályozott jellemző változhat,
annál kisebb, minél pontosabb a szabályozás. A korlátozó
szabályozásnál ez a sáv beállítás kérdése, két határérték
között a szabályozott jellemző szabadon változhat, csak ebből a
sávból nem mehet ki az értéke. A követő szabályozásnál
viszont az alapjel változik, illetve egy időben változó jellemzőt
követ. Pl. tüzelésszabályozásnál lényeges
gazdasági/technológiai szempont, hogy a tüzelőanyaghoz kevert
égéslevegő se túl sok, se túl kevés ne legyen. Mivel a
tüzelőanyag mennyiségét a hőmérséklet szabályozás
szempontjai állítják be, az égéslevegő beállítása csak
követő szabályozás formájában lehetséges. Merőben különbözik
az alapjel szerepe és a szabályozás algoritmusa az
optimum-szabályozásoknál. Az előírás itt abban áll, hogy egy
hatásfok- vagy költség-jellegű függvény szélsőértékén kell
a rendszert tartani. Ha a célfüggvény hatásfok jellegű, akkor a
szabályozás a maximumra, ha pedig költség jellegű, akkor a
minimumra irányul. Az algoritmus ezekben az esetekben sokkal
bonyolultabb, mint az előzőkben, ezért többnyire a rendszerbe
iktatott számítógép végzi a szükséges beavatkozást. A
szabályozási és vezérlési funkciók megvalósítása történhet
mechanikus, pneumatikus, villamos és elektronikus úton, illetve
ezek kombinációjával. Műszaki rendszerekben az információk
mérések, kapcsoló jellegű (bináris) jelzések és utasítások
révén juthatnak a döntést kidolgozó és a végrehajtást végző
szervbe. A mérő-átalakítók feladata a mérési adattal lehetőleg
arányos nagyságú villamos áram, feszültség, frekvencia, vagy
digitális jel előállítása. A digitális jelek kiértékelése
azóta tartozik az egyszerű feladatok közé, amióta elterjedtek a
mikroprocesszoros technikák és a számítógépek. A digitális
jelfeldolgozási eljárások főbb csoportjai: a kommunikáció, a
tárolás és a jelanalízis. A jelanalízis csoportba tartozik
például a határérték, vagy trendfigyelés, és szűrés;
bonyolultabb esetekben a spektrum analízis és korrelációszámítás.
Az automatizálásnak a napjainkban alapvető eszköze a
programozható logikai vezérlő (Programmable Logic Controller, azaz
PLC), amelyet kezdetben csak vezérlési feladatokra alkalmaztak, de
a '80-as évek óta szabályozási feladatokra is alkalmassá tettek.
Programrendszere két részből áll: a gyártó cég által
elkészített és memóriában tárolt vezérlő programból és az
alkalmazó által egyszerű utasításokkal vagy grafikusan megadható
felhasználói programból. A PLC a felhasználói programot
ciklikusan ismétli, azaz a felhasználói utasítások sorrendjében
beolvassa a bemeneteket, elvégzi azok kiértékelését, ennek
eredményeitől függően állítja a kimeneteket mindaddig, míg a
leállás feltételei nem teljesülnek. Míg a PLC-k rugalmasan,
vagyis tetszőleges feladatra programozhatók, az ún.
berendezés-orientált áramkörök (BOÁK) csak egy konkrét
berendezés kiszolgálására készülnek. Ezeket a nagy sorozatban
gyártott berendezésekben előforduló változatlan feladatok
ellátására használják, például telefonautomatákban vagy a
mosógépekben. Közhely, hogy a számítástechnika egyre inkább
része életünknek. Ez nem azt jelenti, hogy az átlagembernek a
számítások vagy azok gyorsasága és pontossága iránti igénye
növekedett volna meg. A számítógépeket a mindennapi életben
leginkább szövegszerkesztésre, az Internet révén pedig
kommunikációra használjuk. A számítógépek alapvető eszközei
lettek például a nyomdatechnikának és sok más szakterületnek
ahol irányítási, automatizálási feladatokat oldanak meg. A
fejezet címét alkotó három szakterület közül a
számítástechnika tűnik a legfiatalabbnak, jóllehet már a
rómaiak is használtak abacust számolási segédeszközként. A
XIX. század első felében Charles Babbage angol matematikus
tervezett programvezérlésű számoló automatát. Ez az un.
Analitikus Gép a tízes számrendszerben lett volna képes
alapműveletek elvégzésére és 1000 db 50 számjegyű szám
tárolására. Az adatok bevitele és a műveletek vezérlése
egyaránt lyukkártyákkal történt volna. Megépíteni nem
sikerült. Charles Babbage igazi újításai az Analitikus Gép
terveiben megfogalmazott számítási alapelvek voltak: a memória és
aritmetikai egység, a programozhatóság, a lyukkártyák
alkalmazása, feltételes elágazások a programok végrehajtásában,
ciklusok, makrók valamint párhuzamos feldolgozás. Magyar
vonatkozása is van Babbage munkásságának. A Magyar Tudományos
Akadémia Nagy Károly gondozásában, 1834-ben logaritmustáblát
jelentetett meg - Babbage táblázatát. A Nagy Károly a táblázat
kiadása ügyében az 1830-as évek elején járt Londonban, ahol
találkozott a feltalálóval. A szóban forgó logaritmustáblát az
Akadémia ezer példányban adta ki, 600 példányt csak magyar,
két-kétszázat angol ill. német előszóval is. Babbage eredeti
előszavát Nagy Károly fordította magyarra. A XX. században az
elektroncsöves billenőkapcsolások feltalálása adott új irányt
a fejlődésnek és alapozta meg azt a gondolatot, hogy a modern és
megbízható számítógépeknek kétállapotú (bináris) jelekkel
kell működnie. Az első jelentős gép, amelyet
differenciálanalizátornak neveztek, 1930-ban készült el a
Columbia Egyetem számítógép laboratóriumában. 1933-ban
szabadalmaztatta G. Tauschek osztrák mérnök a mágnesdobos bináris
adattárolót. A második világháború előtti időszakból
említést érdemel még a német Konrad Zuse, aki a Z1 nevű kettes
számrendszerben dolgozó számítóegységét 1936-ban
szabadalmaztatta. John V. Atanasoft amerikai fizikus munkatársaival
1940-ben épített egy elektronikus gépet lineáris egyenletek
megoldására. Atanasoff-ot sokan a modern elektronikus számítógép
atyjának tekintik. Az elektronikai forradalom a számítógépek
tervezésére és építésére is döntő hatással volt. A hatvanas
évek elején tranzisztorokat és félvezető diódákat kezdtek
alkalmazni a számítógépekben az elektroncsövek helyett. Ennek
következtében a gépek működési sebessége és megbízhatósága
nagyságrendekkel növekedett, méreteik és fogyasztásuk pedig
drasztikusan csökkent. 1971. döntő év volt a mikroelektronikában
ekkor jelentette be az amerikai INTEL cég az első mikroprocesszort,
azaz megjelent az első szilícium lapka, amely egy számítógép
központi egységének valamennyi részáramkörét tartalmazta. A
nagymértékű integrálásnak köszönhetően a számítógépek ára
a világpiacon 1950 és 1970 között a századrészére, majd az ezt
követő tíz évben az ezredrészére zuhant. A számítógépek
ár/teljesítmény viszonyának mérésénél a gépek árát az egy
másodperc alatt végrehajtott utasítások számára vetítik (MIPS
- Million Instructions Per Second). Az ötvenes évek vége felé 1
MIPS előállítása 15 USA dollárba került, ugyanez a hatvanas
évek derekán 2.50 dollár, a hetvenes években körülbelül 30
cent, 1983-ban már csak 7 cent volt. Ugyanilyen káprázatos volt a
fejlődés a programnyelvek terén is. Az ENIAC-ot még dugaszolással
"programozták" a későbbi gépek esetében kettes
számrendszerben, fáradságos munkával megírt utasítássort
kellett kártyákra lyukasztani. A fejlődés második lépcsőjében
már emlékeztető jellegű rövidítésekkel, assembler nyelven
lehetett helyettesíteni a bináris, gépi szintű kódokat
tartalmazó program utasításait, ami már könnyebben, gyorsabban,
kevesebb hibával volt elvégezhető. Ezt az assembler programot
azután magával a géppel lehetett lefordítani valódi gépi kódra,
és a gép tárjába betölteni. Az ötvenes évek közepétől sorra
készültek el a "magas szintű" programozási nyelvek,
amelyekkel már könnyedén lehetett áttekinthető programokat írni.
1954-ben a Fortran, 1959-ben az Algol, majd a Cobol programozási
nyelveket dolgozták ki. 1964-ben készült el New Hapshire-ben a
magyar származású Kemény János professzor irányításával az
egyik leggyorsabban megtanulható és legkönnyebb programnyelv, a
Basic. A káprázatos karriert befutó, nagy hatású Pascal nyelvet
1968-ban készítette el Zürichben Niklaus Wirth. A C programnyelv
1974-ben az amerikai Bell Laboratóriumban Dennis Ritchie munkája
nyomán született. A legelső személyi számítógéppel, a PET-tel
a kanadai Commodore cég jelentkezett 1977-ben. Ugyancsak ebben az
évben jelentek meg a piacon az APPLE-2 és TSR-80 gépek is.
Hazánkban először a svéd ABC-80 gép terjedt el nagyobb számban
1980-ban. Az IBM 1981. április 24-én bocsátotta ki PC (PC =
Personal Computer = személyi számítógép) gépét. Az IBM PC
forradalmi jelentőségét több tényező adta. A legfontosabb
újítás az volt, hogy úgynevezett nyílt architektúrával
építették. Ez azt jelenti, hogy a nyomtatott áramköri lapon, az
úgynevezett alaplapon, csak a legfontosabb építőelemeket
helyezték el. A többi áramköri elem - a központi memória egy
része és a periféria-vezérlők - külön áramköri kártyákon
(bővítőkártyákon) helyezkedtek el. Így a tényleges
számítógépes konfigurációt mindenki "szabadon"
állíthatja össze, a megfelelő bővítőkártyák kiválasztásával,
és gépbe helyezésével. A gép továbbfejlesztése, bővítése is
egyszerűen megoldható újabb kártyák vásárlásával A világban
napjainkban a gazdaság és a társadalom minden területét érintő
mélyreható változások mennek végbe. A változások egyik fő
mozgatója az "információs forradalom"-nak nevezett
jelenség. Ennek lényege, hogy a csúcstechnológia két fontos
területén, a számítástechnikában és a távközlésben a
hatalmas ütemű együtt jár a két terület egymáshoz való
rohamos közeledésével.
Fontos
korszakok voltak ebben a fejlődésben:
•
A
'80-as évek végén megjelent az optikai hordozó a CD-ROM, majd
később az írható, sőt az újraírható CD-változatok.
Elterjedtek és bárki számára elérhetővé váltak az egyre
gyorsabb CD olvasó és író egységek. Mindez alapvető
változásokat hozott az adatmentés, tárolás és visszakeresés
területén.
•
Az
Internetre épülő számítógépes információs világhálózat a
WWW robbanásszerű elterjedése a '90-es évek második felében. Ez
az információ globalizációját nagymértékben felgyorsította,
elképzelhetetlen mennyiségű információ vált hihetetlenül
olcsón és gyorsan elérhetővé.
A
hazai számítástechnika fejlődésének fontosabb lépéseiről az
érintett intézményekkel foglalkozó fejezetekben írunk. Itt csak
egy jellemző eseményt említünk. Az első javaslat magyarországi
számítógép-fejlesztésre koncepciós perekben érintett
szakemberek: Edelényi László, Hatvany József, Kozma László és
Tarján Rezső munkája 1954-ben készült el. A javaslatot a Magyar
Tudományos Akadémia illetékes osztálya nem fogadta el. Kozma
László (1902-1983) műgyetemi tanársága idején, 1955-ben
építtette meg a börtönévek alatt tervezett, jelfogós, külső
programmal vezérelhető, MESZ-1 (Műegyetemi Számítógép-1) jelű
számítógépét. 1959-ben készült el az MTA Kibernetikai Kutató
Csoportja az M3 jelű, szovjet dokumentáció alapján épített
számítógép alapváltozatával, amelyről az akadémikusok
illetékes testülete azt nyilatkozta, hogy “Ez a gép most hosszú
időre elegendő lesz valamennyi felmerülő matematikai-gazdasági
probléma megoldására, ezért a számítástechnika további
fejlesztésére nincsen szükség”. Ennek ellenére, az 1960-as
évek első felében - még a Magyar Tudományos Akadémián is -
folytatódott a fejlesztés, az évtized közepétől egyre több és
korszerűbb digitális elektronikus számítógép kezdett működni
az ország különböző intézményeiben, a hazai számítógép
fejlesztések is szép eredményeket hoztak. A mérőeszközök
fejlődéséről is írnunk kell. A mérés a tudományos kutatás és
a mérnöki munka alapvető tevékenysége, de egyúttal mindennapi
életünk része is. Mérést végzünk reggel, ha rápillantunk az
ablakban lévő hőmérőre, vagy ha óránkra nézve megállapítjuk,
hogy ismét késni fogunk valahonnan. A hőmérő és az óra
mérőeszközök, más néven műszerek. A hosszúság, térfogat és
tömeg mérésének eszközei már a régi civilizációkban
kialakultak -nagyon sokféle mérőeszköz és mértékegység volt
használatban - egységesítésük a XIX. században kezdődött meg
és még napjainkban is folyik. Az időmérés eszközei hosszú
ideig kezdetlegesek voltak (napóra, homokóra, vízóra) és csak a
súllyal működtetett ingaóra feltalálása (1280 körül
Angliában) indította el a pontosabb időmérő szerkezetek
fejlődését. Az 1300-as évektől a tengeri hajózás
helyzet-meghatározó eszközeit kezdték fejleszteni, ezek már
„műszerek” éppen úgy, ahogy a régi korok csillagászainak
eszközei is azok. Az elektroncső és a katódsugárcső és
feltalálása után indult meg az elektronikus műszerek fejlődése,
ez már a XX. századra esik. A fejlődést a mikroelektronika és a
számítástechnika eredményeinek az utóbbi 30 évben történő
alkalmazása gyorsította fel. A ma kapható elektronikus műszerekben
mikroprocesszorok látnak el sokféle feladatot. Ennek
fordítottjaként elterjedtek az ún. virtuális műszerek, ezekben
számítógépeket különböző mérési feladatok megoldására
alkalmas áramköri kártyák és programok tesznek intelligens
műszerré. A mérőrendszerekben analóg és digitális jelek
feldolgozása és továbbítása történik. A mérendő jellemzők
értéke általában folytonosan változik. Amíg pl. a nyomás a
gáztartályban 1,5 bar-ról 2 bar-ra változik, közben felveszi az
1,65 és az 1,6829 bar stb. értékeket is. Az ilyen jellemzőt
analóg jellemzőnek, a változását leíró jelet mint
időfüggvényt, analóg jelnek nevezzük. Ezzel szemben a digitális
jel kvantált, tehát - ha pl. 0,1 bar a kvantum - csak diszkrét
értékei, esetünkben 1,6-1,7-1,8-1,9-2,0 bar értékei
különböztethetők meg. Ha a kvantum kicsi, a pontosság igen nagy
lehet. A mérés- és műszertechnikán belül külön terület az
üzemi méréstechnika, amely az automatizált gyártási
technológiák térhódításával párhuzamosan fejlődött. Az
üzemi távadó méréseknél a mérendő jellemzővel arányos
villamos jelet küldik egy távoli feldolgozó kijelző, regisztráló,
vagy folyamatot szabályozó egységbe. “Magyarország a XX.
századba grandiózusan lépett be” nyilatkozta egy amerikai
szakember Pollák Antal (1863 - 1943) és Virág József (1870 -
1901) gyorstávíró találmányáról, amelyet az 1900-as párizsi
világkiállításon mutattak be. De ez a megállapítás
általánosabb érvényű volt. Kiváló mérnökök munkássága
hozott elismerést, dicsőséget a magyar iparnak a századfordulón.
A századfordulón Magyarország legjelentősebb ipari üzemei a
Mechwart András (1834 - 1907) által vezetett Ganz és Társa Rt.
gyárai voltak. Mechwart András 1859-ben lépett be Ganz Ábrahám
budai gyárába mint mérnök, sok mindent gyártottak tervei és
szabadalmai szerint, és mint a Ganz „birodalom” vezérigazgatója
ment nyugdíjba a századfordulón. 1878-ban villamos osztályt
hozott létre. A Ganz és Társa gyárak neves, a századfordulón
tevékenykedő mérnökeit szinte mindegy, hogy a közlekedéstechnika,
az elektrotechnika, a műszaki- és alkalmazott-fizika, vagy a mérés-
és műszertechnika, automatika területén emeljük ki. A Ganz Gyár
Zipernowsky Károly (1853 - 1942) által vezetett villamos
osztályának lett 1882-ben munkatársa Déri Miksa (1854 - 1938),
1883-ban Bláthy Ottó Titusz (1860 - 1939), hármuk nevéhez és a
Ganz Gyárhoz fűződik a transzformátor feltalálása. Bánki Donát
(1859 - 1922) 1882 és 1899 között volt a Ganz és Társa Vasöntő-
és Gépgyár konstruktőre, majd főmérnöke. Kandó Kálmán (1869
- 1931) 1894-ben kezdett a Ganz Gyár villamos osztályán dolgozni.
1895 és 1897 között, mielőtt a gyár igazgatóhelyettese lett, ő
volt a villamos osztály vezetője. Nevét a magasfeszültségű
háromfázisú villamos vasúti vontatás (Valtellina vasút) és a
magasfeszültségű, egyfázisú 50 Hz-es hálózati árammal működő
fázisváltós “Kandó mozdony” (Budapest-Hegyeshalom vonal
villamosítása) tették világhírűvé. Süss Nándor vállalata a
Süss Präcíziós Mechanikai Rt. (később Magyar Optikai Művek)
gyártotta, többek között az Eötvös Lóránd által tervezett
torziós ingát. Az Eötvös-inga Eötvös Lóránd (1848-1919)
fizikus, egyetemi tanár által kifejlesztett nagy érzékenységű
torziós inga, amellyel a nehézségi erő igen kis térbeli
változását meg lehet mérni, pontosságának nagyságrendje 10-9
cgs, azaz 1 eötvös. Ezt a pontosságot csak az 1970-es években
tudták túlhaladni. Az ingával pontos geofizikai méréseket lehet
végezni, például olaj előfordulások meghatározására. Eötvös
tanítványa Pekár Dezső (1873-1953) kidolgozta a műszer nehéz
terepen is jól szállítható változatát: az Eötvös-Pekár féle
variométert. Eötvös munkatársa Rybár István (1886-1971)
egyetemi tanár újfajta torziós szállal és fotografikus
regisztrálással továbbfejlesztette az ingát, amelyet Süss Nándor
(Magyar Optikai Művek jogelődjének) üzemében gyártottak. Az E54
jelű típus 1958-ban, a brüsszeli világkiállításon nagydíjat
nyert. Láng László (1837 - 1914) 1868-tól bérelt műhelyben,
8-10 alkalmazottal javításokat vállalt és kisgépeket gyártott,
majd gőzgépfejlesztéssel kezdett foglalkozni. Egyik gőzgépe az
1873-as bécsi világkiállításon díjat nyert, ezért
gőzgépgyártásra gyárat alapított a Váci úton. A saját
fejlesztés mellett megvette a haladást jelentő találmányok
gyártási jogát, így mindig a nemzetközi élvonalhoz tartozó
gőzgép konstrukciókat gyártottak. Malomipari gépek, cementipari
berendezések és kazánok gyártásával is foglalkoztak. Fia Láng
László (1873 - 1960) Németországban mérnöki diplomát szerzett,
szorgalmazta a termékszerkezet bővítést, ellennyomásos
gőzturbinák és dízelmotorok gyártását. A Láng Gépgyár
1911-ben alakult részvénytársasággá, ez időtől az 1948-as
államosításig Láng Gusztáv volt a vezérigazgató. Nagy súlyt
helyezett a fejlesztésre, a termékek korszerűségére és
minőségére. A világháború a hadipari termékek (távcsövek,
tájolók, automobilok, repülőgépek, fegyverek) gyártásában
fellendülést hozott, de általában nem kedvezett a műszaki
haladásnak. Alkotóképességük teljében levő mérnökök
katonaként adminisztratív feladatokat láttak el. Kandó Kálmán
például a Monarchia vasútjainak szénellátását “ügyintézte”,
míg fel nem mentették a katonai szolgálat alól, Kármán Tódor a
csepeli ruharaktárban dolgozott, míg át nem helyezték a Bécs
közeli repülőarzenálba. A Tanácsköztársaság időszaka alatt
nem a műszaki problémák tudományos megoldása volt előtérben. A
trianoni békeszerződés előírta a hadipari célra alkalmas
gyártóbázisok felszámolását, korlátozta a hadsereg létszámát
és fegyverzetét, természetbeni és pénzben fizetendő jóvátételt
írt elő. Magyarország elvesztette három felsőoktatási centrumát
(Selmecbányát, Pozsonyt és Kolozsvárt), Astrophysikai és
Meteorológiai Observatóriumának telephelyét (Ógyallát) és még
számos nevezetes helységet, ahol érdemi fejlesztő munka folyt.
Klebersberg Kunó gróf (1875 - 1932), aki 1922-1931 között
kultuszminiszter volt elévülhetetlen érdemeket szerzett ezen
intézmények áttelepítése, az egyetemek oktató és tudományos
munkáinak összekapcsolása, ipari megrendelések biztosítása
terén. A “mentés” és áttelepítés időszakát egy rövid
stabil időszak követte, majd a világgazdasági válság évei
következtek. A stabilizáció éveiben a tudományos igényű
kutatás-fejlesztés ipari bázisa bővült, annak ellenére, hogy
hadiipari vonatkozásban szigorú korlátozások voltak érvényben
(az aszódi repülőgépgyárat le kellett rombolni, a Fegyver- és
Gépgyárban csak vadászfegyvereket gyárthattak és a hadicélú
fegyverek helyett más termékek, pl. lámpák gyártására, kellett
átállni). Néhány régebben alapított cég viszont fellendült.
Az Egger Béla és Tsa, későbbi nevén Egyesült Izzólámpa és
Villamossági Gyár Aschner Lipót vezetésével modern
nagyvállalattá fejlődött, Aschner 1918-ban lett a vállalat
vezérigazgatója. Elsősorban kitűnő gazdasági szakember volt, de
érdeme az is, hogy 1922-ben kutató laboratóriumot hozott létre a
vállalat keretei között, valamint, hogy bevezette a kriptontöltésű
izzólámpák és rádiócsövek gyártását. Aschner kérte fel
Pfeifer Ignácot - aki 1912-től 1921-ig a Műegyetem Kémiai
Technológia Tanszékét vezette - a kutatólaboratórium vezetésére.
Pfeifer Ignác utóda Bay Zoltán lett, akit az államosítás
kapcsán leváltottak. A Tungsram kutatólaboratóriumban dolgozó
tudósok világhírnevet szereztek az üzemnek. A világ legnagyobb
technikatörténeti múzeumában, a washingtoni Technológiai
Múzeumban ma két magyar vonatkozású tárgyi emlék látható.
Eötvös Loránd torziós ingája és Bay Zoltán elektronszámláló
csövei. Az új rendszerű elektronsokszorozó számlálók
kidolgozását Bay 1938-ban az Tungsram laboratóriumban kezdte, majd
tíz év múltával Amerikában fejezte be. Bay úttöro jellegu
kísérletében eloször alkalmazta a másodlagos elektronsokszorozás
elvét az atomszámlálásban: az elokészített számláló-berendezést
a folyékony nitrogén homérsékletére lehűtve, a zaj szinte
teljesen megszűnt. A másodlagos elektronsokszorozás révén a
részecskeszámlálás sebességét három nagyságrenddel meg
lehetett növelni. Ma is ez képezi alapját minden, a gyors
atomszámlálásban alkalmazott eljárásnak. Csepelen a Weiss
Manfréd Gyár fejlődött fel gyáróriássá az I. Világháború
végére. Itt dolgozott 1919-től 1946-ig Korbuly János (1893 -
1976) először mérnökként, majd a szerkesztési iroda
főmérnökeként, 1939-től pedig műszaki igazgatóként. Nevéhez
elsősorban a traktor- és terepjáró autógyártásban elért
eredmények, a háborús években a páncél- és harckocsik
tervezésében elért eredmények fűződnek. Ebben az időszakban
felértékelődött a Diósgyőri Gépgyár és a Rimamurányi Vasmű
üzemeinek szerepe, ahol korszerű szintet ért el a gépipari és az
anyag-összetételi mérések technikája. Ezzel kapcsolatban meg
kell említenünk egy magyar mérnök nevét. Az 1928-ban Győző
Andor kiadásában megjelent Technikai Lexikon tanúsága szerint
abban az időben terjedt el egy új módszer, a Bermann-féle
szikrapróba. Bermann Miksa (1861-1925) az acél anyagvizsgálat
szikrapróbás módszerének feltalálója a Műegyetemen szerzett
gépészmérnöki diplomát. A már akkor is alkalmazott
metallográfiai vizsgálatokkal szemben gyorsan elvégezhető,
roncsolásmentes, olcsó, különösebb előképzettséget nem
igénylő vizsgálati módszert akart kidolgozni a gyártóművek
raktáraiban felhalmozódó sokféle vasanyag gyors azonosítása
céljából. “Szerszámacél vizsgálataim és a csiszolókorongok
összehasonlító kipróbálása céljából végzett kísérleteim
közben bukkantam a szikrapróbára” - írja a témára vonatkozó
első cikkében 1908-ban. Persze előtte is nagyon sokan látták a
köszörűkövön szikrázó acél csóváját, mégsem jutott eszébe
senkinek, hogy az apró tűzijátékból az acél minőségére
lehetne következtetni. 1915-ben már továbbfejlesztett
megfigyeléseit ismerteti az Anyagvizsgálók Közlönyében. Ekkor
már tételként jelenti ki, hogy “a szikrakép éppen olyan
tulajdonsága az anyagnak, mint a fizikai vagy vegyi tulajdonságok”.
A szikrakép különböző alapformák szerint változhat. A
továbbiakban csak néhány gyakorlati megfigyelést, “alapesetet”
sorolunk fel a Bermann által bőségesen felhozott példák közül.
Minél nagyobb az acél karbontartalma, annál jobban csökken az
olvadáspont, ezért a szikrakép is nagyobb intenzitású lesz, az
acélszemcsék hőfoka az olvadáspont fölé emelkedik és az íven
bojtos szikrák keletkeznek. A szilícium gyorsabban oxidálódik,
mint a karbon, a vasszemcse olvadási hőfoka a karbon elégése
előtt megemelkedik, a szikranyaláb rövidebb lesz, izzása
világosabb, a primer szétesés után ég el a karbon és szekunder
íven esik szét a szemcse. A mangán hátráltatja a karbon
oxidációját, ezért a primer szikraív szétesése után szekunder
ív keletkezik, amely végén cseppekre zsugorodva esik szét.
Gyakran egészen csekély százalékban jelen levő ötvözőelemet
is fel lehet ismerni a szikrakép alapján. Bermann Miksa szegényen,
elhagyatottan halt meg. Pályafutása sok magyar feltaláló sorsát
példázza: ötletekben, kitartásban, megalapozottságban nem volt
hiány a találmányánál, csak a megfelelő anyagi feltételek
hiányoztak. Nem lenne teljes a korszakról készített kép, ha nem
szólnánk sikeres magyar feltalálók sorsáról. A Juhász
testvérek István és Zoltán a brünni egyetemen szereztek
gépészmérnöki végzettséget. Kassai házuk árából megvettek
egy mechanikai műhelyt, ahol mindenféle javítási és szerelési
munkát végeztek. Olyan jól ment a műhely, hogy 1923-ban
hozzákezdhettek a Fehérvári úton egy új telephely építéséhez.
Ekkor kapta cégük a “Gamma Finommechanikai Gépek és Készülékek
Gyára Rt.” nevet. Fogaskerekeket, mérnöki vonalzókat,
rajzasztalokat, logarlécet és optikai eszközöket, távcsöveket,
optikai távmérőket gyártottak. Híres termékük a Gamma-Juhász
féle lőelemképző, ez valójában egy mechanikus elemekből
felépített analóg célszámítógép, amelyből Ausztriának,
Finnországnak, Norvégiának, Hollandiának, Argentínának,
Kínának, Perzsiának adtak el. A svédországi igények
kielégítésére Stockholmban is gyárat létesítettek. Szomorú
momentum a Gamma fényes történelmében Juhász Istvánt az
államosítás során leváltották a gyár éléről. Ö is
szegényen, elhagyatottan halt meg. A II. Világháborút megelőző
időszakban az emigrációs hullám révén pótolhatatlan
veszteségeket okozva tudományos életünkben. A II. Világháború
végére romokban hevert az ország. A jaltai egyezmény az országot
a Szovjetunió kelet-európai befolyási övezetébe sorolta.
Megkezdődött a radikális gazdasági-politikai átrendezés a
szovjet mintájú szocializmus igényei szerint, és ez alapvetően
érintette a műszeripart. A háború utolsó évében a megszálló
németek, majd a háború vége után a szovjet csapatok szállították
el a korszerűnek számító technikai felszereléseket az országból.
Lelkiismeretes tudósok, mérnökök és munkások azonban sok
mindent el tudtak rejteni és meg tudtak menteni, így 1945-ben a
háborús romok eltakarítása mellett a műszaki-tudományos élet
felélesztése is megkezdődhetett. 1947-ben az országgyűlési
választások után megindultak az államosítási-, tisztogatási
akciók és koncepciós perek, sajnos ezeknek sokan estek áldozatul.
Az államosított intézmények vezetését - igen kevés kivételtől
eltekintve - nem az adott szakterületen gyakorlati tapasztalatokkal
is rendelkező személyekre bízták. A gyárak, üzemek
államosítását a felsőoktatás és a Magyar Tudományos Akadémia
átszervezése követte. A KFKI-ban tervezett és épített első
számítógép a TPA-1001 12 bit szóhosszúságú, 4k szó operatív
tárolóval rendelkező tranzisztoros, második generációs
kisszámítógép volt. A szakmai nyilvánosság előtt 1968. őszén
a Neumann János Számítógéptudományi Társaság konferenciájához
kapcsolódó kiállításon mutatták be. A számítógép azért
kapta a Tárolt Programú Analizátor nevet, mert a hivatalos szervek
nem a KFKI-nak szánták a számítógép építést. A kisszámítógép
sikert aratott, megindult a sorozatgyártása a KFKI-ban. Ezzel
párhuzamosan hozzákezdtek a következő generációs gépcsalád
fejlesztéséhez. A hetvenes évek elején az Egyesült Államokban
megjelent a piacon a Data General és a Hewlett-Packard 16 bit
szóhosszúságú gépe. A KFKI-ban 1974-re készült el az első 16
bites gép, a TPA-70, ez a gép saját hardver és szoftver
konstrukció volt (Bogdány János, Iványi Gyula, Kántor Judit, Reé
Örs, Szabó Zsolt). Az integrált áramkörökkel épített gép a
tervezők 12 szabadalmazott hardver megoldását tartalmazta. A
korszerű, rugalmas architektúrájú gépet bevizsgálta az amerikai
nagy számítógépgyártó cég, a Control Data Corporation és igen
jó bizonyítványt állított ki róla. A DEC 16 bites nagyon
sikeres PDP-11/40 számítógép a hetvenes évek elején került
piacra. A TPA-11 család első tagja, a TPA-11/40 a PDP gép pontos
másolása volt, a további típusok már részben saját
fejlesztésűek voltak. 1968-ban épült az első TPA számítógép,
1988-ban már az 1000. gépet adták át, 1990. végéig 1490 gépet
építettek. Az MTA Automatizálási Kutató Intézet (AKI) 1964-ben,
az előző évtized közepén szervezett automatizálási
kutatócsoport, majd laboratórium tevékenysége alapján, annak
kibővítésére hozták létre. Első igazgatója Benedikt Ottó
volt, utóda 1971-től Vámos Tibor lett, aki ekkor már az MTA
Számítástechnikai Központjának volt az igazgatója. Az AKI
néhány nevesebb munkatársa, akinek az eddigiekben még nem
említettük a nevét: Bajáki László (folyamatirányítás), Helm
László (pneumatikus analóg és digitális automatika elemek),
Hatvany József (gépipari automatizálás), Szűcs Attila
(pneumatika), Szentgyörgyi Zsuzsa (erősítő- és szabályozógépek).
Hatvany Állami Díjat is kapott. Az általa vezetett laboratórium a
bonyolult felületek önműködő kialakítására alkalmas,
egyszerre több dimenzióban mozgó szerszámvezérlés
megvalósításában és a rugalmas gyártó rendszerek kutatásában
világszinvonalú munkát végzett. A Számítástechnikai
Koordinációs Intézet-et (SZKI) 1968-ban alapították azzal a
céllal, hogy a KGST Egységes Számítógép Rendszer (ESZR)
programjának magyar közvetítő intézménye legyen. Az intézet
vezetője Náray Zsolt, az MTA KFKI korábbi tudományos
igazgatóhelyettese lett, aki a hazai fejlesztésű (TPA és EMG)
számítógépeket nem tartotta beilleszthetőnek az ESZR sorozatba,
ezek helyett egy francia licensz (CDC 1010) megvásárlását
erőltette. A KGST-ben később beindult Mini Számítógép Rendszer
(MSZR) program már befogadta a KFKI által képviselt DEC
kompatibilis vonalat is, az R10 gyártásán felnevelődött VIDEOTON
gárda, ugyancsak francia licensz alapján, R11 néven valódi,
alapszoftverrel (operációs rendszerrel és fordítóprogramokkal)
rendelkező számítógépek gyártására állhatott rá. 1985-ben
az intézet neve is megváltozott: Számítástechnikai Kutató
Intézet és Innovációs Központ lett. Az új programok alapján
beindult tevékenységek nemzetközi elismertséget hoztak az
SZKI-nak. Az MTA Számítástechnikai és Automatizálási Kutató
Intézet-et (MTA SZTAKI) 1973-ban hozták létre a Vámos Tibor által
igazgatott MTA Automatizálási Kutató Intézet és MTA
Számítástechnikai Központ összevonásával. Ezzel a
méréstechnika, automatizálás, és számítástechnika területén
hatékony szellemi energia koncentráció jött létre. Az intézet
érdeme, hogy vezetői Vámos Tibor, Keviczky László és Inzelt
Péter a felsőoktatás támogatását fontos feladatnak tartották.
A már hagyományokkal rendelkező gyárak mint a GAMMA, a GANZ, a
Standard később BHG, a Magyar Optikai Művek újraindítása
mellett ebben az időszakban kezdett működni az Elektromos
Készülékek és Mérőműszerek Gyára, a Mechanikus Mérőkészülékek
Gyára, az Elektronikus Mérőkészülékek Gyára, a Metripond
Mérleggyár, és a Laboratóriumi Mérőkészülékek Gyára. Az
iparért felelős kormányszervek szakmai kutató-fejlesztő
intézményeket hoztak létre, az üzemekben fejlesztő csoportok,
részlegek, vagy az üzemekhez valamilyen formában kötődve,
fejlesztő intézetek jöttek létre. Előbbire példák -
témaköreinknek megfelelően -- a Távközlési Kutató Intézet
(TÁKI), a Műszeripari Kutató Intézet (MIKI), a Nehéz Vegyipari
Kutató Intézet (NEVIKI) és később a Méréstechnikai Központi
Kutató Labor (MKKL), utóbbira példa a Szerszámgépipari Művek
(SZIM) Fejlesztő Intézete (SZIMFI). A magyar műszerfejlesztés és
-gyártás megszervezésében fontos szerepe volt Kolos Richárd-nak
(1904–1969) aki a Műegyetemen 1927-ben gépészmérnökként
végzett. A Siemens különbözo részlegeinél szerzett
finommechanikai, műszeres, szervezési és vezetési gyakorlatot.
1949-ben megbízták az Elektromos Készülékek és Mérőműszerek
Gyára (EKM) megszervezésével és főmérnökként műszaki
vezetésével. Javaslatára hozták létre az Állami Műszaki
Foiskolán 1949-ben a Műszertagozatot, majd 1950-ben kinevezték az
ekkor megalakított „Műszeripari Központ” igazgatóhelyettesévé.
1954 és 1962 között a Kohó- és Gépipari Minisztériumban a
műszerügyekért felelős miniszterhelyettes volt, nevéhez
kapcsolódik az EKM, MMG, EMG, MIKI, Labor-MIM, METRIPOND,
Kalibergyár, MEDICOR, MKKL létrejötte. Ő hozta létre a Budapesti
Műszaki Egyetem Villamosmérnöki karán a Műszerszak-ot, valamint
a Műszer és Finommechanika Tanszéket, ez utóbbinak 1954 és 1967
között vezetője volt. A Méréstechnikai Központi Kutató
Laboratórium-ot (MKKL) 1958-ban alapították, 1973-as megszűnéséig
Striker György volt az igazgató. Az intézmény feladata a tudomány
és technika legújabb eredményeinek hasznosítása az ipari
méréstechnika területén, különösen az erő, súly, nyomás,
térfogat, sűrűség, tömegáram, hőmérséklet, hőmennyiség,
optikai módszerrel meghatározható anyagjellemzők, és
fiziko-kémiai elven meghatározható anyagösszetétel mérésére,
illetve vizsgálatára. Saját kísérleti üzemben kisebb
sorozatokat gyártottak. Az 1970-es évek során az intézményt,
mint saját Kutató- Fejlesztő Intézetét az MMG Automatika Művek
vette át. Néhány név a fejlesztők közül: Kemény Tamás
elektronikus mérlegekkel; Lukács Gyula optikai méréstechnikával
és színméréssel; Marossy György elektronikus anyagvizsgáló
gépekkel; Melich István robbanásbiztos műszerekkel és
mérőrendszerekkel, Boromissza Tamás mérőérzékelőkkel
kapcsolatban végzett és vezetett fejlesztő munkát. A Villamos
Automatika Tervező Intézet-et (VILATI) 1960-ban alapították, neve
többször változott, Villamos Automatika Intézetre, VILATI
Automatika Vállalatra, majd Vilati Automatika Rt.-re. Eredetileg
irányítástechnikai rendszerek egyedi és sorozatgyártmányainak
tervezésére hozták létre, de a feladatkör kibővült gyártásra,
szerelésre, üzembe helyezésre és szervizelésre is. Az Erősáramú
Rendszerfejlesztő Intézet-et (ERFI) 1950-ben alapították a
villamos energia igényes ipari létesítmények hajtásszabályozási
és meddőteljesítmény kompenzálási problémáinak,
irányítástechnikai feladatainak megoldására, villamos készülékek
fejlesztésére. Automatika gyártók: A Mechanikai Mérőműszerek
Gyárának (MMG), Magyarország egykoron legnagyobb automatikaelem és
automatikarendszer gyártójának, a jogelődjét, Marx Ferenc 6 fős
fémárú és feszmérő üzemét 1900. augusztus 25.-én jegyezték
be. A kis üzem gyorsan fejlődött a II. világháború előtt,
előbb Marx és Mérei Tudományos Műszerek Gyára, majd Marx Első
Magyar Repülőműszer Gyár néven szerepelt. A mintegy 100 főre
növekedett létszámmal a 30-as években már egyes anyagvizsgáló
berendezések gyártása is megindult. 1948. Áprilisában a cég
állami tulajdonba került, a Marx gyárból és további öt kisebb
műszerüzemből megalakult a Mechanikai Műszerek Gyára. A cég fő
profilját ekkor csőrugós manométerek, autóműszerek, ipari
hőmérők és mennyiségmérők jelentették. 1954-ben a gyár új
központi telepre, a III. ker. Szépvölgyi út 41-43. alá
költözött. Ebben az időben profilja a pneumatikus automatika
elemek és berendezések gyártásával bővült, és rövidesen
megkezdődött a villamos analóg automatika elemek gyártása is.
Több kisebb gyár és a Méréstechnikai Központi Kutató
Laboratórium beolvadásával, majd vidéki telephelyek és részlegek
létesítésével a 70-es évekre 5000 fős nagyvállalattá
fejlődött. Saját kutató-fejlesztő bázisuknak köszönhetően
állandóan bővítették termékeik sorát. Műszerek, távadók
nagy választékát gyártották, de a 80-as években már
mikroszámítógép vezérlésű irányítástechnikai berendezéseket
készítettek. Részt vettek többek között a MÁV
forgalomirányítási rendszerének fejlesztésében és a Paksi
Atomerőmű III-IV. blokkjainak műszerezésében. A Nivelco-t a
80-as évek elején alapították, hírnevét saját fejlesztésű
készülékeivel - főleg ultrahangos szintmérőivel - alapozta meg.
A cégnek komoly szerepe volt az utrahangos méréstechnika hazai
elterjesztésében, de fejlesztéseik világviszonylatban is
elismertek. Az utóbbi években számítástechnikában a magyar
szellemi erőt néhány kivételtől eltekintve külföldi cégek
hasznosították. A kevés kivétel közé tartozik a Grafisoft Rt.,
a Recognita Rt. és a Kürt Rt. A Graphisoft 1982-ben, az első
magyarországi magánvállalkozások egyikeként indult néhány
fővel, és mintegy 5 ezer dollár tőkével. Specializálódtak egy
jól meghatározható piacra, Apple gépekre fejlesztettek építészeti
tervezőrendszereket, mert ez a piac többségében kis cégekből
áll, akik számára magától értetődő, hogy hozzájuk hasonló
kis cégektôl is vásárolnak. 1987 óta a Graphisoft legnagyobb
magyar szoftver exportôr, terméküket az "ArchiCAD"-ot 5
világrész 80 országában 22 nyelven árulják. Az 1994-es 12
millió dolláros, az 1995-ös 15 millió dolláros, az 1996-os 19
millió dolláros és az 1997-es 22 millió dollásos bevétellel, az
Apple Macintosh-on futó háromdimenziós tervező (CAD, Computer
Aided Design) programok világpiacán többet adtak el, mint a
legnagyobb amerikai, vagy nyugat-európai versenytársak. Ma a világ
első három PC-re fejlesztő szoftvergyártó cége között tartják
számon az építészet-gépészet-építés (AEC) szektorban.
Videókat
dokumentáltak az
automatizálásról:
http://www.youtube.com/watch?v=OtRk8eXixng
http://www.youtube.com/watch?v=R6Jnsne4K3w&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=OtRk8eXixng
http://www.youtube.com/watch?v=R6Jnsne4K3w&feature=related
Budapesti központjában és kutatási, fejlesztési bázisán valamint leányvállalatainál (München, San Francisco, Tokio, Hong Kong, London, Madrid, Sao Paulo) 215 munkatársat foglalkoztat. A Graphisoft vezető terméke az ArchiCADŽ, integrált, objektumorientált tervezőszoftver az építészet és az építőipar számára. A programot 25 lokalizált nyelvi verzióban, több mint 80 országban forgalmazzák a Graphisoft leányvállalatai és független viszonteladó partnerei Windows 95/NT és Macintosh operációs rendszereken. Világszerte több mint 65000 építésztervező használja az ArchiCADŽ-et, amely l997-ben az Európai Unió Információs Technológiai Díját, 1998-ban az Amerikai Szoftverkiadók Társasága (SPA) Best Groupware (a "Csoportmunkát legjobban támogató termék") kategóriában odaítélt Codie-díját nyerte. A "Virtuális Épület" forradalmian új koncepciójával a Graphisoft az építészeti modellezés, az innovatív látványtervezési és vizuális kommunikációs technológiák úttörője és vezető fejlesztője lett. A Recognita Részvénytársaság 1989-ben történt alapítása óta, az optikai karakterfelismerő (OCR) programok európai piacának élvonalában van. A részvénytársaság vegyesvállalatként alakult meg. Az értékesítés kizárólag az egyes régiókban működő történik. Munkájukat a Recognita Rt. széleskörű műszaki és marketing támogatással segíti. A Recognita OCR termékei több mint 25 országban kaphatóak: Európában, Amerikában, Ausztráliában, Afrikában és a Távol-Keleten disztributorokon és szkennergyártó cégeken keresztül A termékeket, kiváló teljesítményüknek és egyedülálló nyelvi sokszínűségüknek köszönhetően, világszerte számos szkennergyártó kínálja szkenner megoldásának részeként. Jelenleg az összforgalom mintegy 90%-át kitevő külföldi eladások alapvető fontosságúak a vállalat eredményessége szempontjából. A cég három műszaki tanácsadó központot működtet Európában és az Egyesült Államokban. A Recognita Rt. karakter felismerési rendszerei különösen megfelelnek a kelet- és közép-európai igényeknek, hiszen azon kevés termékek közé tartoznak, amelyek ezen régió sok ékezetet tartalmazó karaktereit is kezelik. A több mint 360 különböző karaktert felismerő Recognita termékek egyedülálló megoldást kínálnak soknyelvű világunkban. A vállalat közepes nagyságú, létszáma 56 fő. A dolgozók közel fele szoftverfejlesztéssel foglalkozik, a többiek az értékesítés, a marketing, a gyártás és a vevőszolgálat területén tevékenykednek. A Kürt számítógépek mágneses adattárolóinak javítására, olvashatatlanná vált adatok mentésére szakosodott magyarországi vállalkozás. 1991-ben a kidolgozták a winchester típusú adattárolók javítási technológiáját. 1993-ban a világon az elsők között kifejlesztették az adatmentés (data recovery) technológiáját. 1998 decemberében alakultak részvénytársasággá (KÜRT Rendszerház Rt.). 1999-ben, a világon másodikként, kifejlesztették és bevezették a táv-adatmentési (remote data recovery) technológiát. A cég az adatmentési technológiák mellett Internet adatátviteli és adatvédelmi technológiák fejlesztésével, valamint rendszer-integrációs tevékenységgel foglalkozik. Több díj és kitüntetés jelzi szakmai munkásságuk értékét: Magyar Innovációs Nagydíj a legjelentősebb hazai műszaki fejlesztésért (1994); Neumann János Számítógép-tudományi Társaság Kalmár László díja Kürti Jánosnak és dr. Kürti Sándornak, a számítógép-tudományban elért eredményeikért (1995); Az év informatikai menedzsere díj Kürti Jánosnak és dr. Kürti Sándornak (1997); dr. Kürti Sándornak (1998); Gábor Dénes díj dr. Kürti Sándornak a hazai műszaki-szellemi életben végzett alkotó munkásságáért. A Méréstechnikai és Automatizálási Tudományos Egyesület (MATE) megalakítására 1949-ben hozták létre a MTESZ Automatizálási Központi Bizottságát, melynek tagjai Lőrinc Imre, Beczkoy József, Korányi György, Horváth Gyula, Ritter Endre, majd később Bőhm István és Kolos Richárd voltak. Ez a bizottság 1951 őszén további szakemberekkel jelentősen bővülve MTESZ Méréstechnikai és Automatizálási szakosztállyá alakult és megindult a szakmai munka is. 1952. március 22-én volt az egyesület alapító közgyűlése, az elnök Kolos Richárd, a főtitkár Stiker György, a Tudományos tanács elnöke Tárczy-Hornoch Antal lett. Három szakosztályban indult meg a munka: a méréstechnikai, a műszertechnikai és az automatizálási szakosztályokban. Az egyesület élete igazodott a magyar műszaki - tudományos élet jellegéhez, szakosztályok és helyi szervezetek jöttek létre, alakultak át és szűntek meg. Az egyesület jelenlegi neve: Méréstechnikai, Automatizálási és Informatikai Tudományos Egyesület. Tíz szakosztállyal, nyolc vidéki, helyi szervezettel működik. Az egyesület a mérés- és műszertechnikai, valamint az automatizálási szakma kiemelkedő munkát végző személyiségeit Kruspér István Emlékérem-mel (alapítva 1956-ban), Kolos Richárd Díj-al (alapítva 1971-ben), Csáky Frigyes Emlékérem-mel (alapítva 1986-ban), ill. Striker György Dij-al (alapítva 1993-ban) tünteti ki. A Neumann János Számítógéptudományi Társaság elődjei a MTESZ keretében alakultak meg.1968-ban alakult meg hivatalosan a Társaság. 1986-ban már minden megyében és több városban volt területi szervezete a társaságnak, és 14 működő szakosztállyal rendelkezett. A számítástechnika alkalmazásainak utóbbi évtizedben tapasztalt rohamos fejlődésével a szakosztályok száma is rohamosan emelkedett, nem régen alakult meg például a Digitális és Közgyűjteményi Szakosztály (1998) valamint a Számítógépes Grafika és Geometria szakosztály (1999). A számítástechnika, számítástudomány és informatika terén kiemelkedő tevékenységet a Társaság Neumann János Emlékéremmel, Kalmár László Emlékéremmel és Tarján Rezső Díjjal ismeri el. A méréstechnika, az automatizálás, és a számítástechnika alkalmazásának szűkebb szakterületi kérdéseivel ma már több műszaki-tudományos egyesületben foglalkoznak, például a Híradástechnikai-, a Közlekedéstudományi- és a Gépipari Tudományos Egyesületekben. A Méréstechnikai és Automatizálási Tudományos Egyesület folyóirata 1952-1992 között jelent meg. Kezdetben tudományos népszerűsítésre törekedtek. 1968-tól kezdve Helm László-Bohus Miklós-Telkes Béla, majd ismét Helm László voltak a főszerkesztők, a vezetésükkel működő 6-8 tagú Operatív Szerkesztőbizottsággal. Válogatott és gondosan lektorált tudományos közleményeket jelentettek meg a méréstechnika, az automatika és a műszertechnika kérdéseiről. A lapszámok vagy egy-egy szakterület kérdéseivel foglalkoztak, vagy ún. általános számok voltak. Például a színmérésről, amely akkor hazánkban új és erősen fejlődő terület volt, 1971 és 1992 között kilenc célszám volt. Sok intézmény saját célszámmal mutatkozott be, így például BME Villamosmérnöki Kar, EMG, KFKI, MIKI, MKKL, MOM, MTA SZTAKI, OMH stb. Az automatizálás korunknak a leginkább átfogó tudománya, rövid idő alatt szétfeszítve saját kereteit bevonult az ipari és a mezőgazdasági termelés legkülönbözőbb szektoraiba, a közlekedésbe, a szállításba, sőt egyéb tudományok vizsgálati módszerei vagy épp szemléletmódja körébe is utat tört magának. Súlyos, de védhetetlenül igaz, hogy a mai korszerű, modern automatika alapjait a sok millió ember életét követelő második világháború haditechnikája vetette meg. Mindannyiunk számára nagyon fontos, hogy új tartalommal töltsük meg ezt a rendkívül fontos tudományterületet, hiszen egyaránt nélkülözhetetlen egy gyereknek, tanulónak, nyugdíjasnak, betegnek, dolgozónak és még háziasszonynak is, csak úgy, mint egy programozó matematikus vagy tervezőmérnök számára.
Készítette:
Remenyiczki Éva
Osztály:
2/14 SZ
Felhasznált
források internetről:
www.wikipedia.hu
www.mtesz.hu
www.bme.hu
www.muszeroldal.hu
Felhasznált
források könyvtárból:
Dr.
Telkes Zoltán: Automatizálási lexikon
Magyar
Világ Kiadó: Britannica Hungarica Világenciklopédia II. kötet
Akadémiai
Kiadó: Új Magyar Lexikon
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése