Приборостроение

Приборостроение (далее П), отрасль машиностроения, выпускающая средства измерения, анализа, обработки и представления информации, устройства регулирования, автоматические и автоматизированные системы управления; область науки и техники, разрабатывающая средства автоматизации и системы управления (см. Автоматизация производства).

В дореволюционной России было всего несколько небольших предприятий, выпускавших термометры, манометры, водомеры, весы и др. простейшие приборы. В СССР промышленное развитие П началось в годы 1-й пятилетки (1929-32) с образованием Всесоюзного электротехнического объединения, где было организовано серийное производство электроизмерительных приборов и средств автоматизации, Всесоюзного объединения точной индустрии, сосредоточившего изготовление теплоизмерительных приборов, Всесоюзного объединения оптико-механической промышленности, Всесоюзного объединения весоизмерительной промышленности, предприятий авиационного, морского и др. специализированных направлений П В 1965 образовано общесоюзное министерство приборостроения, средств автоматизации и систем управления. В его состав включен комплекс предприятий, научно-исследовательских институтов, конструкторских бюро, проектных и монтажных организаций, осуществляющих разработку, производство, монтаж и ввод в эксплуатацию как отдельных устройств, так и систем автоматизации.

Основные направления развития П Ведущее место в П по количеству я разнообразию выпускаемых приборов занимают средства измерительной техники. Созданы методы и приборы измерения механических, электрических, тепловых, оптических, радиационных и др. величин.

Измерительные приборы в сочетании с регулирующими, вычислительными и исполнительными устройствами составляют техническую базу автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП).

Разработкой приборов для измерения электрических и величин (напряжение, ток, мощность, частота, фазы, сопротивление, емкость, величины) заняты Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов в Ленинграде, Кишиневский научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов и ряд самостоятельных и заводских конструкторских бюро. Массовое и крупносерийное производство этих приборов ведут Краснодарский завод измерительных приборов и житомирский завод "Электроизмеритель" им. 50-летия СССР, завод "Вибратор" в Ленинграде и др. предприятия. Наряду со стрелочными приборами в выпуске все большее место занимают цифровые и электроннолучевые индикаторы.

Приборы для измерения теплоэнергетических величин (температура, давление, расход, уровень) разрабатываются Всесоюзным научно-исследовательским институтом теплоэнергетического П в Москве, выпускаются крупными сериями казанским заводом теплоизмерительных приборов и средств автоматизации "Теплоконтроль", рязанским заводом "Теплоприбор" и др. Московский завод тепловой автоматики производит электрические регуляторы, московский завод точных измерительных приборов "Тизприбор" выпускает комплекс унифицированных пневматических средств контроля и регулирования теплоэнергетических величин для автоматизации технологических процессов в нефтяной, нефтехимической, газовой и др. отраслях промышленности с огнеопасными и взрывоопасными средами.

Разработку приборов для измерения механических величин (вес, сила, вибрация, твердость, деформация, прочность) на основе их электрификации и устройств испытательной техники осуществляют Научно-исследовательский и конструкторский институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс в Москве, конструкторское бюро средств измерения масс в Одессе, конструкторское бюро "Виброприбор" в Таганроге. Ряд крупных предприятий П выпускает технические весы, ленинградский завод "Госметр" производит высокоточные аналитические весы, Одесский завод тяжелого весостроения им. П Старостина - весы и дозаторы для металлургии, строительной индустрии, транспорта, Киевский опытный завод порционных автоматов им. Ф. Э. Дзержинского изготовляет дозаторы сыпучих материалов и продуктов для различных отраслей промышленности и сельского хозяйства. Развивается производство электронных весов для торговли.

Значительное место в П занимает разработка и производство средств испытательной техники. Приборы и машины испытания материалов и конструкций на прочность для металлургии, машиностроения, индустрии строительных материалов, резинотехнической, легкой и других отраслей промышленности выпускаются Ивановским заводом испытательных приборов, Армавирским заводом испытательных машин и др. предприятиями. На их основе создаются автоматизированные, универсальные испытательные установки, станции, полигоны.

Крупным, быстро развивающимся направлением является аналитическое П, создающее устройства для определения состава и концентрации веществ в различных средах, материалах и продуктах. К ним относятся электрохимические, ультразвуковые, оптические, ядерные и иные анализаторы, сложные многопараметровые аналитические системы. Современные средства физико- анализа используют разнообразные явления, вызываемые воздействием электрического тока, электромагнитных волн или проникающей радиации на исследуемую среду. Отбор и подготовка проб, преобразование, разделение, дозирование веществ, возбуждение их активности, селектирование сигналов и представление информации автоматизируются.

Развитие металлургии, химии, биологии и др. связано с необходимостью точного анализа руд, металлов и сплавов, нефтепродуктов, примесей в полупроводниках, присутствия различных элементов в пищевых продуктах и живых средах в широком диапазоне состава и концентрации, требует применения многокомпонентных анализаторов. Такими приборами являются рентгеновские квантометры, полярографы, масс-спектрометры, точно фиксирующие элементарную картину многих минеральных и органических соединений. П не только создает и выпускает такие приборы, но и обеспечивает возможность комплексного применения средств аналитической техники в системах автоматического контроля и регулирования технологических процессов. Созданием аналитических приборов и систем заняты Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитических приборов в Киеве, самостоятельное конструкторское бюро аналитических приборов в Тбилиси и др., выпускаются аналитические приборы Гомельским заводом измерительных приборов, Смоленским заводом средств автоматики, Сумским заводом электронных микроскопов и др.

Достижения вычислительной техники (ВТ) позволяют П существенно расширить арсенал методов и средств автоматизированного управления технологическим оборудованием, энергетическими установками, промышленными предприятиями, транспортными средствами, научными исследованиями. Вычислительные устройства также входят в состав измерительных, аналитических, испытательных, разведочных установок и систем в качестве средств хранения и математической обработки информации для получения синтезированных результатов. Они применяются и как средства программного управления различными машинами, станками, манипуляторами и поточными линиями. Предприятиями П создаются разнообразные средства обработки данных, ручного и автоматического формирования текстовой (алфавитной и цифровой) информации для непосредственного использования в учреждениях и передачи в ЭВМ. Так, электронные клавишные машины разрабатываются ленинградским конструкторско-технологическим бюро по проектированию счетных машин и выпускаются большими сериями курским заводом "Счетмаш", Орловским заводом управляющих вычислительных машин и др. Управляющие вычислительные комплексы для больших автоматизированных систем управления (АСУ) разрабатываются институтом электронных управляющих машин в Москве и выпускаются Производственно-техническим объединением электронных вычислительных и управляющих машин (ПТО ВУМ) в Киеве, унифицированные комплексы для управления технологическими процессами разрабатываются и производятся научно-производственным объединением вычислительной техники (НПОВТ) "Импульс" в Северодонецке, ориентированные комплексы для управления энергетическими и промышленными установками проектируются и изготовляются НПО электронной вычислительной аппаратуры "Элва" в Тбилиси. Устройства программного управления станками и др. оборудованием разрабатываются Центральным конструкторским бюро числового программного управления и выпускаются Ленинградским электромеханическим заводом.

Значительное место в П занимают средства передачи информационных сигналов и управляющих импульсов на большие расстояния (см. Телемеханика). Их производством занят Нальчикский завод телемеханической аппаратуры им. 50-летия СССР и др. предприятия. Рациональному представлению, распространению и использованию информации в учреждениях и на предприятиях, в диспетчерских службах и АСУ способствуют средства оргтехники, создаваемые Всесоюзным научно-исследовательским институтом оргтехники в Москве, специальным конструкторским бюро оргтехники в Вильнюсе и выпускаемые грозненским заводом "Электроприбор", Каунасским заводом средств автоматизации и др.

Автоматизация технологических процессов невозможна без исполнительных механизмов, преобразующих управляющие импульсы в перемещение регулирующих органов производственного оборудования. Они разрабатываются Научно-исследовательским и конструкторско-технологическим институтом теплоэнергетического П в Смоленске, опытно-конструкторским бюро "Теплоавтомат" в Харькове и выпускаются севанским и чебоксарским заводами электрических исполнительных механизмов, а также др. предприятиями, изготовляющими пневматические и гидравлические устройства автоматики.

Кроме основных средств извлечения, формирования, хранения, передачи, представления и использования информации широкого научного и промышленного назначения, П создает и выпускает много различных специальных приборов для геофизики, гидрометеорологии, медицины, сельского хозяйства, транспорта, лабораторное оборудование, специализированные комплектные лаборатории, часы и ювелирные изделия (см. Часовая промышленность, Ювелирная промышленность).

Развитие микроэлектроники, оптоэлектроники, нелинейной оптики, микромеханики обогащает П, способствует созданию компактных надежных экономичных измерительных, аналитических, разведочных и др. приборов, средств управляющей ВТ, телемеханики и автоматики. Монокристаллы с особыми физическими свойствами, полупроводниковые, эпитаксиальные и др. пленки, жидкие твердотельные интегральные схемы, элементы в качестве чувствительных воспринимающих, преобразующих и индикаторных сред качественно меняют характер изделий и технологию П

Ведущей тенденцией в современном П является унификация элементно-конструктивной базы приборов и их системное применение. В СССР это отражается в Государственной системе промышленных приборов и средств автоматизации (см. ГСП). Заложенная в ней унификация обеспечивается нормализацией информационных сигналов, параметров источников питания, метрологических показателей, конструктивных форм и размеров, технических требований и технологий, а также условий эксплуатации. Изделия ГСП рассчитаны на сопряжение как непосредственно в системах, так и в агрегатных комплексах средств автоматизации. Агрегатирование обеспечивает заводскую компоновку средств определенного назначения и поставку комплексов в виде законченных промышленных изделий. Этим существенно упрощается и удешевляется проектирование систем и повышается надежность их функционирования. Развитие ГСП и агрегатирования обеспечивает создание приборов и средств автоматизации из целесообразно ограниченной номенклатуры типовых модулей и блоков методами прогрессивной технологии в условиях специализации и кооперирования, индустриальную реализацию систем.

Технология П Наибольшее развитие в П получило производство механических и электрических измерительных приборов с деталями высокого класса точности. Наряду с классическими видами машиностроительной технологии при изготовлении деталей приборов применяют ультразвуковую, электроннолучевую, лазерную, электрохимическую, электроэррозионную и др. прогрессивные виды обработки. Все большее место в П занимает производство электронной техники с поточными автоматизированными гальваническими, электрофизическими, электрохимическими, фотохимическими, диффузионными и др. процессами обработки полупроводниковых и изоляционных материалов, процессами печатного монтажа элементов и схем на модульных платах, специализированным оборудованием для получения электронных функциональных блоков. Оригинальны прецизионные процессы крупного промышленного производства микропровода для элементов сопротивления и обмоток. Обмоточные операции выполняют на скоростных намоточных станках и автоматических линиях. Электроизоляционные процессы идут в вакуумных пропиточных и сушильных установках. Изготовление постоянных для электроизмерительных приборов, носителей информации (карт, лент, дисков, барабанов) представляет собой массовое производство на крупных заводах.

Разнообразны сборочные процессы в П Высокий уровень механизации и автоматизации изготовления деталей, узлов и модулей приборов обеспечивает возможность осуществлять поточную сборку изделий на высокопроизводительных специализированных и универсальных установках, стендах и конвейерных линиях с широким использованием сборочных, регулировочных, контрольных, градуировочных диагностических и др. автоматов, с применением электронно-вычислительной техники.

Приборы и средства автоматизации, выпускаемые П, применяются в самых различных климатических, производственных и эксплуатационных условиях, где они нередко подвергаются неблагоприятным воздействиям окружающей среды, которые влияют на их точность, надежность и долговечность. Эти факторы учитываются при конструировании и изготовлении и воспроизводятся при контрольных испытаниях деталей, модулей, узлов и готовых изделий на заводах П

Экономика П П как отрасль, определяющая развитие научно-технического прогресса в народном хозяйстве, развивается в СССР высокими темпами. Объем производства продукции П увеличился в 1966-73 в 3,7 раза. Значительно обновлена и расширена номенклатура выпускаемых изделий. В 1975 по сравнению с 1970 выпуск продукции П удваивается. При этом осваивается более 3500 новых приборов и средств автоматизации. Важнейшим условием высоких темпов роста технико-экономических показателей отрасли является ее работа на полном хозрасчете. Всесоюзные государственные промышленные хозрасчетные объединения Министерства приборостроения, средств автоматизации и систем управления обладают всеми необходимыми правами и возможностями создавать и выпускать современные приборы и средства автоматизации с использованием всех ресурсов отрасли. Перевод объединений на нормативный метод распределения прибыли и хозрасчетное финансирование плановых затрат (самоокупаемость), при большой экономической эффективности автоматизации в народном хозяйстве, обеспечивает высокую рентабельность П

Создание и распространение АСУ. Главная задача П СССР - развитие автоматизированных систем управления в народном хозяйстве страны на основе современных технических средств. Это достигается типизацией проектных решений, автоматизацией систем проектирования, унификацией, агрегатированием и комплектной поставкой технических средств, специализацией монтажно-наладочных работ, организацией шефнадзора за эксплуатацией систем.

В П разработкой принципов и методов автоматизации управления занимаются институт проблем управления и Центральный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации в Москве, институт автоматики в Киеве, Центральный научно-исследовательский институт техники управления в Минске и ряд специализированных исследовательских организаций по разработке АСУ. Проектируют системы институты П и др. отраслей народного хозяйства. Монтаж ведут центральные и территориальные тресты и объединения отрасли П

Различают АСУ технологическими процессами (АСУТП), предприятиями (АСУП) и отраслями (ОАСУ). В АСУТП основное место занимают автоматические средства формирования, преобразования и использования информации, обычно при сравнительно небольшом применении вычислительной техники, в АСУП в основном используются клавишные средства формирования информации, но превалирует вычислительная техника, в ОАСУ главное место занимают мощные вычислительные комплексы.

Дальнейшее развитие автоматизации управления связано с совершенствованием сбора, передачи, обработки и представления информации посредством совмещения анализа технологических и экономических параметров для своевременного получения синтезированных показателей производства и деятельности предприятия в целом. Это путь развития интегрированных систем. Создание и распространение интегрированных АСУ связаны с выпуском необходимых унифицированных экономически целесообразных комплексов технических средств, алгоритмов, программ и типовых проектных решений автоматизации управления, применимых в различных отраслях народного хозяйства.

Наука П Современное П призвано обеспечивать народное хозяйство эффективными средствами и системами управления на основе широкого использования достижений науки. Изучаются процессы управления различными производствами, снабжением ресурсами, обслуживанием, административно-хозяйственной деятельностью, выявляются оптимальные требования к системам и средствам, определяются экономически и технически целесообразные пути их реализации, разрабатываются типовые решения конкретных задач управления при минимизации номенклатуры изделий П

Важное значение имеет повышение информативности систем при одновременном сокращении количества частных сведений, представляемых человеку, что достигается за счет расширения аналитической функции измерительных и вычислительных устройств. Существенно повышение автоматичности управления. Исследование процессов документообразования в условиях действия АСУ позволяет упростить и унифицировать документооборот, высвободить персонал от непроизводительной работы, передавая формирование информации соответствующим устройствам. Исследование технологических процессов, различных режимов работы оборудования и машин дает возможность шире использовать методы адаптации систем управления для получения наилучших технико-экономических показателей.

Научные достижения в изучении различных состояний твердого тела, динамики движения жидкостей и газов, плазменной формы материи, физико- свойств веществ, энергетических преобразований, нестационарных полей, колебаний и излучений позволяют не только находить новые принципы действия приборов, но и повышать точность, надежность и экономичность важнейших изделий П, систематически обновлять их номенклатуру.

Наука П представлена тематикой отраслевых и академических организаций, дисциплинами высших и средних специальных учебных заведений, многочисленным персоналом ученых, книжными и периодическими изданиями, научно-техническими советами и обществами.

Международная кооперация в П Большое значение приобретает совместная деятельность стран - членов СЭВ на основе социалистической экономической интеграции. Специализация и кооперирование позволяют странам СЭВ обеспечить создание и производство приборов и средств автоматики с учетом традиционных возможностей и рационального использования научно-производственного потенциала этих стран. Совместными усилиями Болгарии, Венгрии, ГДР, Польши, Румынии, СССР и Чехословакии разработана универсальная международная система автоматического контроля, регулирования и управления (УРС). В ее составе на основе разделения труда между странами СЭВ освоено производство параметрических рядов унифицированных приборов контроля и регулирования температуры, давления, уровня, расхода, количества жидкостей и газов и др. теплоэнергетических величин. Кооперирование дает возможность разрабатывать и выпускать системы управления технологическими процессами на базе изготовляемых странами - членами СЭВ средств извлечения, формирования, обработки, представления и использования информации.

П занимает видное место в промышленности развитых капиталистических стран. Разнообразные измерительные, аналитические, геофизические и др. приборы, вычислительные и испытательные машины, устройства передачи данных, средства телемеханики и оргтехники, комплексные системы контроля и регулирования выпускают многие фирмы Великобритании, Италии, Японии, США, ФРГ,

Лит.: П и средства автоматики, т. 5, М., 1965; Реферативные сборники ЦНИИТЭИ приборостроения, М., 1968; Направления развития технологии приборостроения, под ред. А. Н. Гаврилова, М., 1968: Обзорная информация ЦНИИТЭИ приборостроения, М., 1971-74; Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации. Каталог, М., 1974.

К. Н. Руднев.

	Copyright © 1999-2023 Oval.ru, All Rights Reserved.