ΣΤΟΧΟΣ : Ο μαθητής να μπορεί να ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥΣ ΣΤΟΧΟΣ : Ο μαθητής να μπορεί να (α) αντιλαμβάνεται την προσπάθεια του ανθρώπου να αναπτύξει συστήματα αυτομάτου ελέγχου από την αρχαιότητα μέχρι σήμερα. (β) αναγνωρίζει τα θετικά και τα αρνητικά στοιχεία της χρησιμοποίησης των αυτοματισμών στην παραγωγή και στην κοινωνία. (γ) περιγράφει ένα απλό διάγραμμα αυτοματισμού από την καθημερινή πραγματικότητα. (δ) σχεδιάζει το δομικό διάγραμμα ενός συστήματος αυτοματισμού και εξηγεί τα επιμέρους στοιχεία του.

Εισαγωγή στους Αυτοματισμούς Ο αυτοματισμός είναι το πεδίο της επιστήμης και της τεχνολογίας που ασχολείται με την επιβολή επιθυμητής συμπεριφοράς στα φαινόμενα και με την κατανόηση των μηχανισμών μέσω των οποίων καθορίζεται η λειτουργία ενός φαινομένου. Ο αυτοματισμός έχει πολυάριθμες εφαρμογές στην καθημερινή ζωή, στη βιομηχανία, την οικονομία και το φυσικό περιβάλλον. Δεκάδες εφαρμογές του αυτοματισμού ελέγχουν τη λειτουργία απλών συσκευών, τις οποίες χρησιμοποιούμε καθημερινά.

Μια διάταξη αυτοματισμού, για παράδειγμα, εξασφαλίζει ότι ο θερμοσίφωνας έχει την επιθυμητή συμπεριφορά, δηλαδή διατηρεί το νερό στην κατάλληλη για οικιακή χρήση θερμοκρασία.

Χάρη στον κατάλληλο αυτοματισμό η φρυγανιέρα διακόπτει τη θέρμανση και απομακρύνει το ψωμί, όταν αυτό ψηθεί, όταν δηλαδή αποκτήσει τις επιθυμητές ιδιότητες

Το ποιο κάτω σχέδιο συμβολίζει το καζανάκι της τουαλέτας. Το δοχείο νερού, ο πλωτήρας και η βάνα του νερού αποτελούν το σύστημα. Σ’ αυτό το παράδειγμα είσοδος του συστήματος είναι η προκαθορισμένη επιθυμητή ανώτατη στάθμη νερού εντός του δοχείου και έξοδος είναι η πραγματική (τελική) στάθμη του νερού.

Ο αυτοματισμός στην αρχαία Ελλάδα Πανάρχαιο τεχνικό όραμα του ανθρώπου πάντα ήταν να κατασκευάσει αυτόματες-αυτοκίνητες μηχανές, με τη χρήση αυτοματισμών. Αναφορές για τέτοιες μηχανές υπάρχουν ήδη στην αρχαία ελληνική μυθολογία, σε έργα του Ομήρου, του Ησίοδου, στην Αργοναυτική εκστρατεία, στους μύθους του Ηρακλή, ενώ πολλά τεχνολογικά στοιχεία παραδίδει ο ιστορικός Ηρόδοτος. Ο Όμηρος περιγράφει τον Ήφαιστο απασχολημένο στο εργαστήριό του να προσαρμόζει χρυσούς τροχούς σε είκοσι τρίποδες, για να γίνουν "αυτόματοι". Οι τρίποδες αυτοί κινούνταν από μόνοι τους, ώστε να υπηρετούν τους θεούς στα συμπόσια

Όμως ο μύθος τον θέλει κυρίως κατασκευαστή ενός αριθμού μηχανισμών που θυμίζουν αυτοματισμούς, όπως οι χρυσές θεραπαινίδες που έμοιαζαν με ζωντανά όντα διαθέτοντας κίνηση και ομιλία, για να τον βοηθούν στο εργαστήριό του. Ο Ήφαιστος κατασκεύασε επίσης με εντολή του Δία μια ανθρωπόμορφη μηχανή, τον Τάλω, ο οποίος υπηρετούσε το βασιλιά Μίνωα. Ο Τάλως ήταν κατασκευασμένος από ορείχαλκο, περιπολούσε τις ακτές της Κρήτης και την προστάτευε από τους εισβολείς - σήμερα θα λέγαμε ότι ήταν ένα αμυντικό ρομπότ. Ο Δαίδαλος, ο οποίος έμεινε στην ιστορία αθάνατος με τις περίφημες κατασκευές και έργα του. Το μηχανικό επίτευγμα με το οποίο πέρασε στο μύθο ήταν η κατασκευή δύο πτητικών μηχανών, που χρησιμοποίησαν ο ίδιος και ο γιος του Ίκαρος, για να αποδράσουν από την Κρήτη. Επρόκειτο για ατομικές μηχανικές κατασκευές που κινούνταν με την ανθρώπινη μυϊκή δύναμη.

Η συμμετοχή του Κτησίβιου στην επιστήμη της Αυτοματοποιητικής ήταν σημαντική. Ιδιαίτερη αναφορά μπορεί να γίνει στα υδραυλικά ρολόγια που κατασκεύασε, εκ των οποίων το λεγόμενο ¨παραστατικό ρολόι¨ έθεσε τις βάσεις όλων των μεταγενέστερων αυτόματων υδραυλικών ρολογιών.

Ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς, είναι ουσιαστικά ο πατέρας της Αυτοματοποιητικής, της επιστήμης δηλαδή των αυτόματων, τα οποία μελέτησε τόσο λαμπρά και τόσο εμπεριστατωμένα στα έργα του. Στο έργο του Πνευματικά Α΄+Β΄ περιγράφει συνολικά 80 μηχανισμούς, που λειτουργούν με υδραυλική αεροσυμπίεση, πολλοί των οποίων αποτελούν πρότυπα αυτοματισμού, όπως η περίφημη ¨αιολοπύλη¨ που είναι ουσιαστικά η εφεύρεση του ατμοστρόβιλου, η αυτόματη σπονδή αγαλμάτων, το αυτόματο άνοιγμα-κλείσιμο των πυλών ενός ναού, η αυτόματη κρήνη, κ.α. Ατμοστρόβιλος Αυτόματες πύλες

ΟΙ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΟΥ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ ΣΤΗΝ ΚΟΙΝΩΝΙΑ ΚΑΙ ΤΗΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ Η ανάπτυξη της οικονομίας συνοδεύεται από διεύρυνση της σημασίας και του ρόλου του Αυτοματισμού. Όσο ο βιομηχανικός και γενικότερα ο τεχνολογικός εξοπλισμός αναβαθμίζεται, τόσο οι ανάγκες για τον έλεγχό του εντείνονται. Η οικονομική σημασία του Αυτοματισμού είναι ισχυρή και μεγαλώνει συνεχώς. Γενικά, ο Αυτοματισμός αποτελούσε αναπόσπαστο μέρος της βιομηχανικής και τεχνολογικής κοινωνίας τον 19ο και 20ο αιώνα και προβλέπεται να αποτελέσει και τον 21ο αιώνα. Συνεπώς, ο Αυτοματισμός επιδρά στην κοινωνία με τον ίδιο τρόπο και σε ανάλογο βαθμό όπως οι άλλοι σύγχρονοι τεχνολογικοί και επιστημονικοί τομείς.

Οι "αυτόματες" διατάξεις «αναλαμβάνουν» ολοένα περισσότερα καθήκοντα, περιορίζοντας την ανάγκη για χειρωνακτική εργασία. Συχνά, η εκτεταμένη χρήση των μηχανών προσφέρει οικονομικότερα και, σε ορισμένες περιπτώσεις καλύτερα, προϊόντα. Ταυτόχρονα, η εξάπλωση και η εξέλιξη του Αυτοματισμού δημιουργούν μια ζήτηση εργασίας στον τομέα των υπηρεσιών. Χρειάζονται τεχνικοί για την ανάπτυξη και εγκατάσταση των διατάξεων αυτοματισμού, για τη συντήρηση, για την εκπαίδευση, για την επιστημονική και τεχνολογική έρευνα που θα παράγει νέες λύσεις κλπ. Ακόμη, χάρη στον αυτοματισμό, οι μηχανές εκτελούν τις πιο επαναληπτικές, επιβαρυντικές ή βαρετές εργασίες, αναβαθμίζοντας έτσι το περιεχόμενο και το περιβάλλον της εργασίας. Αυτή η επίπτωση ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις της σημερινής κοινωνίας για προσωπική ανάπτυξη, ικανοποίηση από την εργασία και διαρκή εμπλουτισμό της απασχόλησης. Πρέπει να τονιστεί ότι, όπως και οι άλλοι τεχνολογικοί τομείς, ο Αυτοματισμός συνδέεται - δεν ευθύνεται για τις αντίρροπες αυτές επιπτώσεις. Το τελικό αποτέλεσμα (π.χ. η παρατηρούμενη μείωση της απασχόλησης στην Ευρώπη αλλά και στον υπόλοιπο κόσμο) είναι ευθύνη της ίδιας της κοινωνίας και εκπορεύεται πρωτίστως από τις επιλογές και προτεραιότητες που η ίδια η κοινωνία θέτει.

ΒΑΣΙΚΗ ΔΟΜΗ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ Στην εποχή μας σχεδόν όλες οι παραγωγικές διαδικασίες αυτοματοποιούνται όλο και περισσότερο. Αυτό πετυχαίνεται με τη συνεχή βελτίωση των λειτουργιών των μηχανών. Ο συνδυασμός μηχανής, εξαρτημάτων και λογικής διαδικασίας που τα διέπει, ορίζει ένα σύστημα αυτοματισμού. Τα συστήματα αυτοματισμού διακρίνονται σε ανοικτά και κλειστά. Στα ανοικτά συστήματα η έξοδος είναι το αποτέλεσμα μιας προκαθορισμένης διαδικασίας. Για παράδειγμα στο κύκλωμα μιας θερμάστρας χωρίς θερμοστάτη από τη στιγμή που θα κλείσουμε το διακόπτη, η θερμάστρα θα εργάζεται συνεχώς ανεξάρτητα από την επιθυμητή θερμοκρασία και θα πάψει να θερμαίνει το χώρο όταν ανοίξουμε το διακόπτη. Δηλαδή κατά τη λειτουργία της δε γίνεται καμιά αυτόματη διόρθωση.

Στα κλειστά συστήματα εκτελείται η προκαθορισμένη διαδικασία, αλλά η έξοδός τους είναι αποτέλεσμα συνεχούς αυτόματης διόρθωσης. Στο κύκλωμα της θερμάστρας με θερμοστάτη ο έλεγχος γίνεται: (α) με συνεχή ανίχνευση της θερμοκρασίας με το κατάλληλο αισθητήριο (β) με μέτρηση της θερμοκρασίας και σύγκρισή της με την προκαθορισμένη τιμή (γ) με αυτόματες διορθώσεις για να επιτευχθεί η προκαθορισμένη τιμή

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ 1. Περιγράψτε εφαρμογές αυτοματισμού στην καθημερινή ζωή και αναγνωρίστε σε κάθε εφαρμογή τη διάταξη αυτοματισμού και το συγκεκριμένο σκοπό τον οποίο εξυπηρετεί. 2. Περιγράψτε αυτοματισμούς που συναντώνται στους ζωντανούς οργανισμούς. 3. Αναφέρατε και περιγράψτε μια διάταξη αυτοματισμού της αρχαιότητας. 4. Αναφέρατε τη χαρακτηριστική διαφορά μεταξύ ενός ανοικτού και ενός κλειστού συστήματος αυτοματισμού. 5. Αναφέρατε εφαρμογές ανοικτών και κλειστών συστημάτων αυτοματισμού.