| Предыдущая глава |
↓ Содержание ↓
↑ Свернуть ↑
| Следующая глава |
Но изменение температуры по заданному закону стало лишь первым шагом автоматизации научных исследований и производства чистых материалов. Автоматизированные термошкафы стали тем зародышем, вокруг которого постепенно кристаллизовалась целая система оборудования и средств управления. Сначала кому-то потребовалось делать перекристаллизацию при пониженном давлении, и они врезали в стенку термошкафа переходник на вакуумный насос — просто варварски просверлили отверстие, ввернули штуцер, протянули трубу до насоса и получили то, что хотели. Правда, пришлось учесть изменившийся теплообмен стенок через незапланированную дырку (назвать ее отверстием язык не поворачивался) — сначала они попытались задать ее исключительно уравнениями на операционниках, но потом плюнули, поставили два датчика температуры — внутри и снаружи около отверстия (так и быть) — и завели их показания как новые входные параметры для электронной схемы управления.
В принципе, этим их шагом можно было гордиться. Мы ведь натаскивали народ на то, чтобы учесть максимально возможное количество параметров и условий процессов — еще на этапе обучения студенты должны были рассказывать преподавателям и кураторам весь ход экспериментов, до мельчайших подробностей — как пойдут реакции, как будет проходить перенос масс, теплоперенос — это позволяло студентам не только глубже изучить предмет, научиться мыслить системно, но и давало возможность преподавателям комплексно проверить уровень учащегося, его готовность к профессиональной деятельности. Поэтому, начав работу в лабораториях и на производстве, бывшие студенты уже просто привыкли так действовать, порой даже перебарщивая. Но тут уж лучше перебдеть, чем недобдеть — слишком много проектов погорело именно из-за неучета каких-то мелочей, оказавшихся фатальными. Да и "бывшими" студенты были условно — их курс обучения продолжался, менялось лишь соотношение времени, затрачиваемого на учебу и на работу — после прохождения очередного курса они работали по полученным знаниям, а потом снова садились за парты.
В общем, эти рационализаторы стали первым звоночком, так как вскоре другой группе исследователей захотелось делать перегонку растворов, причем при повышенном давлении. Ну а что ? Термошкаф поддерживает нужную температуру — почему бы и не использовать это его свойство ? Эти ввернули уже два штуцера — для нагнетательной системы и для холодильного оборудования — змеевика с системой охлаждения. Поколдовали с датчиками давления и температуры, пошаманили с добавлением операционников — и получили желаемый результат. Причем они надыбали операционники разных версий, так недолго думая, сделали сопряжение электрических уровней.
И зажили бы они долго и счастливо, если бы все это безобразие не увидело начальство в моем лице. Я как раз делал очередной набег на лаборатории, чтобы прочувствовать обстановку, подпитаться атмосферой творчества, да и просто узнать — чего новенького, чем живут наши исследователи, какие есть проблемы — живое общение с непосредственными исполнителями порой давало столько новой информации, что не получишь и за десяток планерок, где информация выдается уже в виде сводных параметров, без тех особенностей, что присущи любому живому делу — нет в сводных таблицах тех страстей, что кипят "на земле", а по ним зачастую можно понять — взлетит дело или нет. И вот, увидев этого франкенштейна из с миру по нитке собранных деталей и узлов, я задумчиво сказал "Та-а-а-ак ... !", и потом пять минут отбивался от научников, что грудью встали на защиту своего детища, доказывая, что с ним работа пошла в три раза быстрее, "а если еще добавить ввод перекиси водорода по таймеру, то тогда мы сможем ..." — и еше три минуты они рассказывали, как все у них будет замечательно с этим блоком. Да я, в общем-то, и не спорил, вот только пора было брать процесс в свои руки, так как это была уже не первая самоделка, что я встречал в лабораториях — на ней у меня лишь сложилась общая картинка, что надо ставить всю эту вольницу на научно-промышленную основу, анархии у нас и без них хватало.
Так у нас и стала появляться Единая Система Научно-Исследовательского Оборудования — ЕС НИО. Причем появлялась она постепенно. Первым шагом стали новые термошкафы, в которых отверстия для подключения дополнительного оборудования были уже стандартным элементом. Причем сначала было предложение сделать только четыре отверстия, но я напомнил, что сколько ни сделай — все-равно окажется мало, так что сделали сразу десять — шесть снизу и четыре — сверху. Неиспользуемые отверстия закрывались заглушками с теплоизоляцией, да и штуцера имели такую же защиту, чтобы температурные поля внутри камеры были бы максимально однородными. Хотя некоторым исследователям требовались, наоборот, неоднородные поля, но их они получали введением местных электрических нагревателей или охладителей — змеевиков, а то и просто трубок с подачей холодного воздуха — соединить холодильный агрегат с нагнетательным насосом — вот и холодный воздух. А потребуется чистый воздух — поставить еще блок фильтров — один, два, три или четыре, хотя больше у нас пока не было — только фильтровый, где воздух продувался через фильтры, циклонный, где он закручивался внутри аппарата и отбирался по центру, жидкостный, где воздух пропускался через жидкость, да электростатический, где он проходил между пластинами и проволоками, на которые подавалось высокое напряжение, притягивавшее частицы пыли и дыма. Естественно, вместо воздуха мог подаваться любой газ, да и жидкости и фильтры были разных марок.
И все это хозяйство соединялось штуцерами и патрубками. Штуцера были либо обычные — одиночные, двойные, тройные переходники, либо имели стандартизированные разъемы для подключения датчиков внутри реакторной камеры — через корпус штуцера выходили электрические провода, а с внутренней стороны камеры штуцер имел крепления для установки датчиков — давления, температуры, светового потока — кому что потребуется. Ну а снаружи к этим штуцерам подключалось дополнительное оборудование — холодильные агрегаты для перегонки, возгонки или местного охлаждения, вакуумные насосы, позволявшие снизить давление в камере, нагнетатели, очистители воздуха. Потом потребовалось добавить различные исполнительные устройства — мешалки, дозаторы, заборщики проб, нагреватели — термошкаф с помощью этого набора оборудования и датчиков превращался в практически универсальный химический реактор.
Да и физики использовали оборудование ЕС НИО очень активно, для них потребовалось создать отдельные системы для работы с вакуумом — вакуумноплотные штуцера, уплотнители, механизмы, которые выделяли меньше газов и жидкостей. А из оборудования им потребовались ионизаторы, электростатические и магнитные линзы и системы развертки, подвижные механизмы для манипуляции твердыми образцами.
Ну а для самых жадных пришлось выпускать термошкафы в виде наборных конструкторов, в которых стенки реактора составлялись из колец — сплошных либо с набором отверстий для подключения аппаратуры — тут уж можно было вводить до сорока трубок и исполнительных устройств. Так что все эти отверстия, резьбовые и уплотнительные соединения, переходники были как бы интерфейсами расширения термошкафов, через которые исследователи могли собирать стенды под конкретное применение — насколько только хватит фантазии и возможностей аппаратуры.
Но реакции и исследования — это только одна часть дела. Не забывали мы и про подготовку веществ. Для той же перекристаллизации требовалось растворить исходное вещество в растворителе — воде или другой жидкости, причем надо это делать при определенной температуре, тщательно перемешать, и уже затем можно проводить эксперименты. Или, представьте — требуется, например, исследовать фотопроводимость фоточувствительного элемента в зависимости от температуры и времени спекания, с сеткой десять значений температуры и для каждой — пять значений длительности спекания. То есть надо подготовить пятьдесят образцов, для которых необходимо тщательно отмерить исходные компоненты, размешать их, спрессовать в таблетки — и только потом помещать в печи. До начала автоматизации все эти действия выполняли люди — насыпали на положенные на весах бумажки исходные вещества, причем каждое вещество — отдельно, чтобы отсыпать излишек, затем смешивали компоненты каждой порции, затем последовательно помещали под небольшой пресс, и полученные таблетки помещали в тигли, которые ставили в печки и засекали время. Тонкая и кропотливая работа, и основная трудоемкость приходилась именно на подготовку смесей.
С аппаратами подготовки все пошло гораздо быстрее. Восемь бункеров для сыпучих и четыре для жидких веществ позволяли создавать довольно сложные комбинации. Вещество из нужных бункеров по виброжелобу высыпалось на чашку весов, откуда после отвешивания нужной массы ссыпалось в смесительную пробирку, потом следующее вещество, потом следующее — сколько будет задано настройками. Причем можно было задавать постепенное увеличение или уменьшение навески каждого из исходных веществ — трудоемкость опытов, связанных с исследованиями влияния концентраций разных веществ, резко снизилась. И вот, набрав шихту, наборный аппарат передавал емкость на смесительный аппарат, а сам вдвигал под себя следующую — лабораторные установки позволяли составить до сорока составов из одной кассеты с пробирками, а потом просто подавали звуковой и световой сигнал, что надо установить новые пробирки.
Вместимость смесительного аппарата составляла всего десять пробирок, зато он позволял как смешивать сыпучие вещества, так готовить и жидкие образцы, причем с поддержанием температуры. Оператор, услышав очередной "дзыньк" или увидев, что на каком-либо аппарате потухла красная и загорелась зеленая лампочка, доставал емкость и помещал ее в термошкаф для кристаллизации, или передавал пробирки для прессования таблеток, или менял кассеты с пробирками — в зависимости от аппарата и выданной им сигнализации — загрузка и выгрузка была пока автоматизирована только на некоторых участках, больше относящихся к производству чистых материалов для промышленности, чем к исследовательским лабораториям. Но даже при такой неполной автоматизации первые три аппарата по набору смесей, что мы изготовили в конце сорок второго, экономили нам более сотни человеко-часов каждый день.
ГЛАВА 9.
К середине сорок третьего общая экономия составляла уже двадцать семь тысяч человеко-часов. Ежедневно. Теперь для тысяч операций по подготовке веществ для опытов или производства мы задействовали уже не двенадцать тысяч людей, как было раньше, а всего четыре тысячи, да и те работали по четыре часа, все остальное время уделяя обучению — мы натаскивали народ на решение научных и производственных задач, чтобы они не только выполняли составленную кем-то программу исследований, но и сами уже могли бы составлять такие программы. Да, еще несколько тысяч человек по-прежнему продолжали выполнять все эти рутинные и элементарные действия по старинке, вручную управляя термостатами и следя за показаниями приборов — уж слишком много требовалось и исследований, и чистых материалов для производства, но с каждым днем мы все больше и больше насыщали наши лаборатории и опытные производства автоматическими системами. Но, несмотря на всю эту автоматизацию, народа все-равно требовалось все больше и больше — просто если раньше мы делали только наиболее важные эксперименты, то сейчас у нас появилась возможность резко расширить исследования. Аппетит приходил во время еды. И без людей тут было никак — уж составить план экспериментов, подобрать аппаратуру, настроить ее — этого наши электронные машины пока не умели, и научатся еще не скоро — про экспертные системы подготовки экспериментов я пока даже и не заикался. Собственно, на это направление и уходили высвобождавшиеся от рутинных действий сотрудники — пощупав руками работу экспериментатора, они приобрели навык, нюх, который позволял им составлять схемы прохождения эксперимента с учетом имевшейся аппаратуры, и не только исполнительных приборов, но и, прежде всего, программной обвязки — она ведь тоже быстро эволюционировала, и у людей все больше складывалось мнение, что именно программа является главной частью всей системы исследований.
Поэтому программное обеспечение — что в виде электрической схемы, составленной из операционных усилителей, что в виде нулей и единиц в памяти цифрового компьютера — постоянно эволюционировало. Так, для аналоговых программ в начале работ по автоматизации еще не было устоявшейся системы разделения алгоритмов по блокам. Некоторые конструктора пытались создать для каждой установки, что они собирали из "кубиков", одну большую управляющую схему, куда заводили все сигналы от датчиков и затем набором операционников пытались выудить из нее нужные управляющие сигналы для приводов исполнительных устройств — двигателей и электромагнитов. Вот это мне как-то не понравилось -большинство попыток создать монолит заканчивалось тем, что его просто переписывали под модульную структуру, которую хоть как-то можно было сопровождать — отлаживать отдельные ошибки или расширять алгоритмы обработки. Для небольших схем это еще как-то могло сработать, но, раз мы создавали Систему, то ее надо было создавать не только в части железа, но и в части схем управления. Поэтому я хотел разбивать все на блоки с самого начала. Но тут меня раз за разом малость обламывали, создавая вполне рабочие агрегаты с единым управляющим блоком — просто на тот момент, в начале сорок третьего, мы еще не дошли до комплексных систем, требовавших сложного управления — все наши помыслы были направлены на то, как бы побыстрее все размолоть, навесить и смешать, а потом спечь или выпарить — просто не где было появиться заковыристым алгоритмам. Так что мне оставалось только терпеливо ждать, когда наши задачи дорастут до достаточно высокого уровня, требующего набора подсистем.
Например, то же устройство для подготовки смесей. Весы являются аналоговым прибором — тут спора нет. А вот задание набора смешиваемых веществ, точнее, контейнеров, из которых будут смешиваться вещества — это уже дискретный набор данных, он прерывист и скажем, десять миллиграмм из контейнера номер один никак не зависят от пятнадцати миллиграмм из контейнера номер два.
— ... То есть подходы разные ! И как вы это запихнете в одну схему ? Явно надо делать отдельные блоки. — продолжал я свою мысль.
— Н-н-н-уууу .... Их ведь все-равно надо подавать последовательно, соответственно переключим вход на другой резистор, задающий вес из второго контейнера.
— Вот ! А как переключите ?
— Поставим компаратор, и как только сигнал от весов сравняется с сигналом от резистора первого контейнера — сработает реле или сразу электромагнит и, допустим, механический переключатель переключит вход на второй резистор.
Мда ... вывернулись ... Компараторы сигналов у нас были — в обратную связь операционного усилителя включалась мостовая схема ограничения тока на диодах, на один вход такого операционника подавалось опорное напряжение от регулировочного резистора, задававшего развесовку, на другой — напряжение от весов, обратное ему по знаку — и как только суммарное напряжение достигало нуля, операционник менял положительное напряжение выхода на отрицательное. Ну а уж электромагнит его не пропустит, только надо включить нормально, чтобы он толкнул переключатель на очередной шаг, ну, может еще добавить усилитель, чтобы хватило мощности. А после переключения на компараторе снова положительное напряжение — новый резистор следующего контейнера, на который переключилась схема, задает какое-то напряжение, которое явно меньше напряжения, идущего от весов, соответственно электромагнит возвращается и никого не толкает.
| Предыдущая глава |
↓ Содержание ↓
↑ Свернуть ↑
| Следующая глава |
