إن التطور التكنولوجي السريع الذي يصاحب التغيرات في كافة جوانب الحياة، وخاصة في المجالات السياسية والاجتماعية والأمنية والاقتصادية، هو أحد أسباب انتشار أجهزة المراقبة ونقاط الوصول للسماح بالوصول إلى أماكن معينة والإرهابيين أو الإرهابيين هناك. هي أنواع مختلفة من أعمال التخريب. تعرف على المزيد حول البحث في أنظمة المراقبة والتحكم في المقالة التالية.
أبحاث حول أنظمة المراقبة والتحكم
أبحاث حول أنظمة المراقبة والتحكم
تعرف أنظمة التحكم بأنها مجموعة من الأنظمة الكهربائية والميكانيكية التي تنظم عمل الأجهزة الأخرى وتحقق القيمة المطلوبة للمخرجات الفعلية للنظام من خلال التحكم في هذه المخرجات ومقارنتها بالمدخلات أو المخرجات المتوقعة. تتكون أنظمة التحكم بشكل أساسي من خمسة مكونات أساسية: المدخلات والمخرجات وأجهزة الاستشعار.
آلية عمل أنظمة التحكم يقوم نظام التحكم بتنظيم عمل الأجهزة عن طريق إصدار الأوامر أو التحكم في سلوكها عن طريق إرسال إشارات كهربائية إلى المحركات الموجودة في النظام مثل: ب. المحركات والصمامات وغيرها، ويقوم بتوصيل النظام إلى الموقع المطلوب ويتم مراقبة القيم المحددة مسبقًا بواسطة أجهزة الاستشعار الموجودة في النظام.
قد يعمل نظام التحكم بالكهرباء، أو بالوسائل الميكانيكية، أو بضغط السوائل (السائل أو الغاز)، أو بمزيج من هذه الوسائل. يستخدم نظام التحكم هذا التحكم في الحلقة المغلقة، وهي عملية مصممة للحفاظ على متغير العملية عند نقطة التحديد المطلوبة. وبعبارة أخرى، يمكن تبسيط تعريف نظام التحكم كنظام يتحكم في الأنظمة الأخرى.
ومن أمثلة أنظمة التحكم في أنظمة تكييف الهواء أن جهاز استشعار درجة الحرارة يقيس درجة الحرارة بشكل مستمر. إذا كانت درجة الحرارة المقاسة لا تتطابق مع درجة الحرارة التي حددها المستخدم، يستمر المستشعر في إرسال إشارات كهربائية إلى وحدة التحكم، والتي بدورها ترسل إشارة كهربائية إلى المحرك (في هذه الحالة، تستمر مضخة الهواء في زيادة أو خفض درجة الحرارة، وتستمر قياسات المستشعر في ضبط درجة الحرارة حتى يصل الهواء إلى درجة الحرارة المطلوبة، وبمجرد الوصول إليها تتوقف العملية ثم تتكرر الكرة عندما تتغير مرة أخرى.
لقد لعب تطور أنظمة التحكم دوراً مهماً في تطور وتقدم التكنولوجيا والحضارة الحديثة، على سبيل المثال، أنظمة تكييف الهواء في المنازل وأماكن العمل، وأنظمة التحكم في الحياة اليومية مثل الثلاجة وصهريج المرحاض والمكواة الأوتوماتيكية، وغيرها الكثير. العمليات داخل السيارات.
تحدث أنظمة التحكم في البيئات الصناعية أيضًا في مراقبة جودة المنتج، وأنظمة الأسلحة، وأنظمة النقل، وأنظمة الطاقة، والفضاء، وتنطبق مبادئ نظرية التحكم على المجالات التقنية وغير الفنية.
تم تطوير نظام التحكم إلى نظام التشغيل الآلي. هناك نوعان أساسيان من أنظمة التحكم: نظام التغذية الأمامية ونظام التغذية الراجعة، ولكل منهما أصول تاريخية خاصة به. تعتبر درجة الحرارة والضغط والجهد والتيار وما إلى ذلك أمثلة على أنظمة التحكم.
تعريف التحكم الآلي
تعريف التحكم الآلي:
- مصطلح “التحكم الآلي” معروف منذ أواخر القرن التاسع عشر. كان هدفه إيجاد حلول لمشاكل سيطرة الإنسان على الآلات والآلات. وقد وضع الأساس لذلك عدد من المهتمين بهذا المجال، ومن بينهم جورج ماكسويل (1868). لم يحقق التحكم الآلي مكانته كفرع مستقل من التكنولوجيا إلا في بداية ثلاثينيات القرن العشرين.
- التحكم الآلي هو مجموعة من الأجهزة والأنظمة التي تتحكم وتنظم العمليات والأنظمة الفنية دون تدخل بشري مباشر. وقد يكون ذلك للحفاظ على القيم المطلوبة لبعض المؤشرات الفنية (مثل الضغط والسرعة ودرجة الحرارة وغيرها) أو التأكد من أن جميع أجزاء النظام تعمل معًا بشكل متناغم وفقًا للجدول الزمني المطلوب.
- تشمل بعض الأمثلة على التحكم الآلي أنظمة التحكم في الطيران، والروبوتات الصناعية، وأنظمة التحكم في المركبات، وأنظمة التحكم في الإنتاج.
مكونات نظام التحكم الآلي
تختلف مكونات أنظمة التحكم الآلي حسب أهداف النظام ومتطلباته، ولكنها بشكل عام تشمل المكونات الأساسية التالية:
- المحركات: هي الأجهزة المستخدمة لتحويل الطاقة الكهربائية إلى حركة. يمكن استخدام المحركات الكهربائية أو الهيدروليكية أو الهوائية أو الحرارية.
- أجهزة الاستشعار: هي الأجهزة التي تقيس درجة الحرارة والضغط والتدفق والإشارات الضوئية وغيرها من المتغيرات الأساسية المستخدمة لمراقبة حالة المعدات التي يتم التحكم فيها.
- وحدات التحكم الموصلة: تستخدم هذه الوحدات لقراءة البيانات الرقمية من وحدة المعالجة المركزية وتحويلها إلى إشارات أوتوماتيكية يتم إرسالها إلى المحركات.
- وحدات التحكم البرمجية: وهي مهمة لإعداد البرامج المستخدمة في وحدة المعالجة المركزية. تتعامل هذه الوحدات مع إنشاء برامج لأنظمة محددة بالإضافة إلى إدارة وحدات تخزين البيانات.
- وحدة التحكم المركزية: هذا جهاز كمبيوتر صغير يقوم بتحليل الإشارات المراد التحكم فيها. مهمة الوحدة المركزية هي تحليل البيانات من أجهزة الاستشعار واتخاذ القرارات اللازمة وإرسال إشارات التحكم إلى المحركات.
أنواع أنظمة التحكم
اعتمادًا على التطبيق العملي المطلوب تنفيذه لتلبية المتطلبات، هناك نوعان أساسيان من أنظمة التحكم الآلي:
نظام مغلق
- يعتمد التشغيل الإضافي أو إنهاء النظام المغلق على أداء مرحلة التشغيل. المثال الأكثر شيوعاً على ذلك هو سخانات المياه، حيث يتوقف السخان عن العمل عندما تصل درجة حرارة الماء إلى قيمة معينة تم برمجة النظام عليها مسبقاً.
- تحتوي الغلاية على منظم حرارة يراقب درجة حرارة الماء. بمجرد غليان الماء، يتم إيقاف تشغيل الغلاية تلقائيًا، حتى لو لم يصل المؤقت إلى القيمة المحددة النهائية.
- مدخلات المتحكم (المرجل) هي الفرق بين قيمة درجة الحرارة المطلوبة أو ما يسمى بالقيمة المرجعية لنقطة الضبط وقيمة درجة الحرارة الحالية وهي التغذية المرتدة ويطلق عليها عادة الخطأ. ومخرجها هو تشغيل الغلاية، أي التسخين أو عدم التسخين، ودرجة الحرارة هي المتغير في هذا السياق.
فتح نظام التحكم الآلي
- إن استمرار أو إنهاء النظام المفتوح يعتمد على عنصر الوقت أو ما يسمى بالمؤقت، حيث أن مرحلة التشغيل تعتمد على المدة الزمنية التي يتم برمجة النظام لها باستخدام أدوات التحكم الإلكترونية أو الآلية. ومن ثم تبدأ المرحلة التالية بالعمل دون الاعتماد على قوة المرحلة الأولى سواء كانت تعمل أو تتوقف.
- وأبرز الأمثلة على ذلك الغسالات الأوتوماتيكية، التي تعتمد فيها عملية العصر أو الشطف على مؤقت مبرمج مسبقاً، ولا تتأثر بالنظافة الكاملة للغسيل. وكذلك يتم حساب نظام تعبئة الزجاجة، الذي يتم فيه فتح وإغلاق صنابير التعبئة على فترات معينة، بحيث يتم ملء الزجاجة بشكل كافٍ. أو غلاية بمؤقت: ستستمر الغلاية في التسخين حتى عندما تغلي درجة حرارة الماء طالما لم يصل الموقت إلى القيمة المحددة النهائية.
- المتحكم هو الغلاية، ومدخل النظام هو قيمة المؤقت، أما مخرجه فيسمح بتسخين المياه أو عدم تسخينها، أما درجة حرارة الماء فهي متغير التحكم.
الفرق بين نظام التحكم المفتوح والمغلق
يكمن الفرق بين نظام التحكم المفتوح والمغلق في عدة نقاط:
- في النظام المفتوح، التحكم مستقل عن مخرجات النظام، بينما في النظام المغلق، التحكم يعتمد على مخرجات النظام.
- إن بناء نظام تحكم مفتوح أمر بسيط للغاية، في حين أن بناء نظام مغلق معقد بعض الشيء.
- مكونات التحكم في النظام المفتوح هي وحدة التحكم والنظام، بينما في النظام المغلق تتكون من وحدة التحكم والنظام وعنصر التغذية وكاشف الأخطاء.
- يتطلب نظام التحكم المفتوح صيانة أقل، بينما يتطلب نظام التحكم المغلق المزيد من الصيانة.
- نظام التحكم المفتوح يستجيب بسرعة لعدم وجود ردود فعل على المخرجات، على عكس النظام المغلق الذي يستجيب ببطء بسبب ردود الفعل الموجودة.
- النظام المفتوح أقل موثوقية من النظام المغلق، وهو أكثر موثوقية.
- نظام التحكم المفتوح ليس دقيقا بما فيه الكفاية لأنه يعتمد على النظام، في حين أن نظام التحكم المغلق أكثر دقة بسبب ردود الفعل الموجودة.
- لا يحتوي نظام التحكم المفتوح على مسار ردود الفعل، في حين أن نظام التحكم المغلق لديه مسار ردود الفعل.
- النظام المفتوح له مخرجات ثابتة وبالتالي فهو مستقر، في حين أن النظام المغلق أقل استقرارا لأن هناك دائما مدخلات تتحكم في المخرجات.