Vývoj a základy automatizace

2. Vývoj a základy automatizace 01. Počátky a historický vývoj automatizace

3. Historické ohlédnutí • Slovo automat je řeckého původu (autómatos = sám o sobě jednající). • Už od starověku si lidé uvědomili, že schopnost člověka samostatně tvůrčím způsobem jednat a řídit mnohé děje reálného světa je v přírodě mimořádným jevem. Proto se obdivovali všemu, co se jim podařilo uměle vytvořit, a mělo podobné automatické vlastnosti.

4. Historické ohlédnutí • Ve starověku, ba i později ve středověku, byly takové výtvory považovány za kouzla a zázraky. Právě proto, že vše automatické bylo obestřeno rouškou tajemství a kouzel, lidé si neuvědomovali skutečnost, že kolem sebe vidí různé běžně používané mechanizmy, které přitom také vykazovaly automatické chování.

5. Starověké umělé zázraky • Ve slavném městě Alexandrii již 200 let př.n.l. žasli lidé nad tajemným úkazem: veliká, těžká, bronzová vrata chrámu se sama otevírala, kovoví ptáci zpívali a kovové sochy postřikovaly věřící posvátnou vodou. Přitom všechny tyto zázraky způsobovalo důmyslné využití • páry a teplého vzduchu v zařízení, které zkonstruoval alexandrijský učenec Hérón. Princip dovedně ukrytého automatického mechanizmu otevírání a zavírání chrámových dveří ukazuje

6. Starověké umělé zázraky • Silně hořící posvátný oheň na začátku obřadu za zpěvu kněží ohříval vzduch, který se rozpínal a vytlačoval vodu z báně do velikého okovu. Váha okovu posléze převážila váhu protizávaží, takže klesající okov přes systém řetězů a kladek samočinně otevřel chrámová vrata • Po obřadu, když oheň vyhasl a ochlazený vzduch podtlakem vysál vodu z vědra do báně, síla proti závaží chrámová vrata uzavřela. Hérón tak poprvé využil princip teplovzdušného motoru • Svá zařízení popsal Hérón v knize „Pneumatika", která se zachovala až do dnešní doby.

7. Automatické otevírání chrámových dveří v Alexandrii Starověké umělé zázraky

8. Regulace dávkování zrní mezi mlýnské kameny v závislosti na jejich otáčkách, které již od starodávna používali mlynáři na vodních a větrných mlýnech jednoduché zařízení. Starověké umělé zázraky

9. Bylo-li množství zrní, dodávané na mlýnské kameny, příliš veliké, otáčky klesaly. Hranol podávacího zařízení pak dodával na mlýnské kameny méně zrní, takže otáčky naopak stoupaly. Zařízení se vyskytovalo i v jiné modifikaci, kterému se ve mlýnech říkalo samotřas. • K hřídeli mlýnského kamene se připevnila objímka tak, že se při otáčení dotýkala svým okrajem dřevěného žlabu, po němž padalo zrno na mlýnské kameny. Čím rychleji se hřídel otáčel, tím častěji objímka narážela na žlab, otřásala jím a tím více zrna z něho padalo mezi mlýnské kameny a naopak Starověké umělé zázraky

10. Středověké hračky • Ve středověku se staly obdivovanými automaty hlavně mechanické hračky. Hodinový stroj by I ve středověku představitelem vrcholné řemeslnické zručnosti, mechanické dovednosti a složitosti, který obsahoval řadu důmyslných regulátorů, jestliže měl ukazovat přesný čas po dobu své životnosti. Složité orloje, jež mistři dokázali navrhnout a realizovat zařízení, která nejen že ukazovala přesný čas, ale ukazovala i kalendářní data, postavení planet na obloze a prováděla řadu dalších pozoruhodných úkonů.

11. Staroměstský orloj mistra Jana Hanuše z Růže okolo roku 1490. http://www.lhainz.cz/staromestsky-orloj/ Středověké hračky

12. Zvonkohra v Loretě na Hradčanech od mistra Neumanna z roku 1695 Středověké hračky

13. Pražský hodinář Petr Neumann sestavil zvonkohru a napojil na hodinový stroj věže - vytvořil zde mechanismus na principu kovového válce s kolíky pro nastavení různých melodií (tzv. „pantomúsos“). - zároveň lze zvonky ovládat pomocí klaviatury o rozsahu 2 a 1/2 oktávy, na niž se dodnes hrají o církevních svátcích různé skladby. • Pražská zvonkohra tak patří k technicky velmi vyspělým mechanismům, podobné hry se dochovaly např. v Amsterodamu, Delftu, Bruggách a Berlíně. www.loreta.cz Středověké hračky

14. Chlapec-písař pocházející z dílny otec a syn Drozové (Piere a Henri Jacquet-Droz) kolem roku 1700 http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=u8u93VQfHmw Středověké hračky

15. Novověk - nástup automatů do služeb člověka • Potřeby a požadavky kapitalismu obrátily pozornost vědců, vynálezců a konstruktérů k řešení automatů, které umožňovaly zvýšit produktivitu lidské práce.

16. Klasickým příkladem, jak automatizace pomohla zásadním způsobem zvýšit možnosti parního stroje, je vynález odstředivého regulátoru otáček, který na parním stroji uplatnil anglický mechanik James Watt kolem roku 1775a ukázal význam automatizace ovládání a automatické regulace. Novověk

17. Děrný štítek tkalcovského stavu Novověk

18. Jacquardův tkalcovský stav ukázal na význam programového řízení u výrobních strojů. Joseph Jacquard se rozhodl řídit tkaní a tvorbu vzoru látky v tkalcovském stroji kolem roku 1800 pásem, složeným z jednotlivých článků tuhého kartónu. • Tyto články byly opatřeny otvory a procházely čtecím zařízením, skládajícím se z řady hmatadel, jenž ovládaly páky, řídící rozdělení vláken různých barev tkalcovského stavu a další potřebné funkce. • Tento "program" bylo možno přitom poměrně jednoduše vyměnit za jiný, také relativně snadno zhotovitelný. Novověk

19. Za konstrukci tohoto programovatelného tkalcovského stavu mu bylo uděleno členství ve francouzské Akademii des Sciences. • Kartonové články pásu byly předzvěstí děrného štítku a později i děrné pásky. • Děrné štítky a děrná páska sloužily na počátku 20.století k mechanizaci kancelářských prací a později v sedmdesátých letech jako prostředek pro vstup programů a dat do počítačů druhé a třetí generace, ba i jako vstup programů do numericky řízených obráběcích stroj Novověk

20. Automatizace - jako sociální problém • První průmyslová revoluce představovala velký technologický a sociálně-ekonomický převrat, vyvolaný a charakterizovaný hromadným zaváděním strojů do výroby. • Rukodělná práce, která byla typická pro manufaktury, byla nahrazována prací stále se zdokonalujících strojů, které dokázaly vyrobit několikanásobně větší množství výrobků ve srovnání s řemeslnou rukodělnou výrobou.

21. Tento proces se však neobešel bez sociálních dopadů. Modernizace továren připravovala dělníky o pracovní příležitosti a tím i o mzdu, potřebnou k obživě. • Zatímco ve středověku se automatickým hračkám obdivovala nejen šlechta, ale i prostý lid, novodobé automaty byly rozbíjeny dělníky, kteří v nich mylně viděli příčinu své bídy. Automatizace - jako sociální problém

22. Mnozí přemýšliví lidé si povšimli, že automatizace, zaváděná jen s cílem dosažení maximálních zisků úzké vrstvě kapitalistů, přináší nejen sociální problémy, ale představuje i další nebezpečí, které vyplývá ze stálého zvyšování dokonalosti a umělé inteligence automatů. • Přitom na samém vrcholu dokonalosti stála výroba umělé automatické bytosti, mající schopnosti a intelekt člověka. Automatizace - jako sociální problém

23. Použitá literatura: • http://black-hole.cz/cental/informatika/ • Zdenek Diviš, Zdenka Chmelíková, Jaroslav Zdrálek: Logické obvody, VŠB – Technická univerzita Ostrava 2000 Automatizace - jako sociální problém