تُعَدّ إدارة ومراقبة أي عملية معالجة أو إنتاج مُتعلقة بإتقان معلمات العمل الصحيح للمُنشآت، وذلك بشكل أساسي لما يلي

• الضغط
• درجة الحرارة
• معدل التدفق
• المستوى

لذلك نُطالب بإجراء "قياسات" للحصول على هذه المعلومات الضرورية لضمان العمل الصحيح للمُنشآت.

سيتم تحقيق هذه المراقبة من خلال أجهزة مُخصصة.

هذه هي المعلومات التي ستُمكننا من :

• التقدير الكمي

• المُقارنة والتحقق

• النسخ المُتكرر، النقل، التكرار

يمكن أن تكون هذه المعلومات محلية أو مُرسلة إلى غرفة المراقبة.

في غرفة المراقبة، يمكننا الوصول إلى هذه المعلومات على :

• مؤشرات

• مسجلات

• شاشات أجهزة التحكم في أشكال مُختلفة مُخصصة :

• مخططات مُبسطة

• مُجْمُوعات العمل

• أشكال التفاصيل

• إنذارات

• سجلات

بنفس الطريقة، تتم أوامر إدارة العملية إما في الموقع، قريبًا من الجهاز، أو من غرفة التحكم ، يدويًا أو تلقائيًا أو مُبرمجة على أجهزة حاسوب (أجهزة التحكم الرقمي).

يمكن تلخيص الهدف العام للتحكم بهذه الكلمات المفتاحية الثلاثة :

• القياس ؛

• المُقارنة ؛

• التصحيح.

ومع ذلك، فإن كل عملية تُعَدّ لها متطلباتها مُحددة، وكل جهاز له ظروف تشغيله مُحددة. لذلك من الضروري أن يتم تصميم التحكم لِتُلبي الاحتياجات المُحددة المُرتبطة بالأمان وإلزاميات الإنتاج والمواد.

التحكم هو عملية ضبط كمية تلقائيًا بحيث تُحافظ هذه الكمية دائمًا على قيمتها أو تُبقى قريبة من القيمة المُراد تحقيقها، بغض النظر عن أي اضطرابات قد تُصيبها.

مُلَخّصَات

الكميات المنطقية

لا يمكن لِلكميات المنطقية أن تُحْتَل إلا اثنين من القيم مُشار إلى 0 أو 1.

بشكل عام نُستَخْدِم المنطق المُسمى "إيجابي"

0 : عدم التأثير

1 : التأثير

الكميات التناظرية

تتغير هذه الكميات بشكل مُتواصل (بين حدين)

مِثَال : مستوى خزان

الكميات المنطقية :

منطقة A : SH = 1         SL = 0

منطقة B : SH = 0         SL = 0

منطقة C : SH = 0         SL = 1

يُمكن لِعُتْبَات العلوي SH والسُفْلِي SL أن تُحدد مستويات منطقية من القيمة التناظرية للمستوى.

يمكن أن يتغير المستوى بشكل مُتواصل من 0 إلى 100%. وهو كمية تناظرية.

التحكم :عملية الضبط

تُعَدّ معظم النظم لها رد فعل طبيعي يُقاوم التأثير ويؤدي إلى حالة توازن جديدة.

هذه الحالة نادراً ما تكون مُرضية.

لذلك نُطالب بتصميم مُجمّعات تُحافظ فيها القيمة المُراد تحقيقها على تَطَابُق دقيق مع قيمة الضبط.

نُحْقِقُ ذلك من خلال تطبيق مُلاحظات الردود.

نُسمّي ذلك التحكم عندما تُطابق القيمة المُتحكم فيها قيمة الضبط الثابتة، ويتعلق الأمر بِالتَوْصِيل عندما تتبع القيمة المُتحكم فيها قيمة الرجوع المتغيرة.

عناصر تكوين حلقة التحكم

يجب أن تحتوي حلقة التحكم على الأقل على العناصر التالية :

• مُستشعر القياس ؛

• مُرسِل مُدمج غالبًا في المُستشعر ؛

• مُتحكم ؛

• مُفعّل.

تُكمّل غالبًا بِـ

• مسجل ؛

• مُحولات ؛

• مُحافِظَات.

مخطط مُبَسَّط لِحلقة التحكم

يستلم المُتحكم معلوماتين :

• إشارة القياس (M أو PV) من المُستشعر

• الضبط (C أو SP) (التي يمكن أن تكون محلية أو خارجية)

بناءً على الفارق بين هذه القيمتين وخوارزمية الحساب التي تم تكوينه لِأجلها، فإنه يُصدر إشارة خرج (S أو OUT) مُوجّهة إلى المُفعّل لإلغاء هذا الفارق وإعادة القياس إلى قيمة الضبط.

المُتحكم هو "الدماغ" لِحلقة التحكم.

طبيعة الإشارات

يجب أن تكون الإشارات المُستَلَمة والمُرسلة من خلال المُتحكم مُوحدة لِتُمكن من التبادل بين المواد.

يمكن أن تكون لها طبيعة مُختلفة :

• كهربائية

• هوائية

• رقمية

• نادرًا ما تكون هيدروليكية

تُوَحَّد هذه الإشارات

في النظام الكهربائي (الشدة) :

• 0% مقياس ----> 4 mA

• 100% مقياس ----> 20mA

في النظام الهوائي (الضغط) :

• 0% مقياس ----> 200 mb        (3 psi)

• 100% مقياس ----> 1000mb   (15 psi)

في النظام الرقمي، تُشَفّر الإشارات في النظام الثنائي على 8، 16، 32 أو 64 بت في اتصال متسلسل أو متوازي.

بناءً على طبيعة المُستشعرات والمُفعّلات والمُتحكمات (تناظرية أو رقمية) فإن المُحولات ضرورية في نقاط مُختلفة من الحلقة لِتُوَحّد الإشارات.

مِثَال

مُستشعر المستوى بِواسطَة مُستشعر الضغط الهيدروستاتيكي

صمام تلقائي لِلفَتْح التناظري بِتحكم هوائي

مخطط مُبَسَّط لِحلقة التحكم المُعقدة

• مقياس الضغط الهيدروستاتيكي

• مُحوّل الضغط / الشدة

• مُحوّل التناظري / الرقمي

• مُحوّل الرقمي / التناظري

• مُحوّل الشدة / الضغط

• صمام تلقائي بِتحكم هوائي

مُستشعرات القياس

المُستشعر هو عنصر في جهاز القياس يُستخدم لِلتَّصَوُّر لِلمعلومات المُتعلقة بالكمية المراد قياسها.

المُستشعر هو العنصر الأساسي وَالرابط الأول في سلسلة القياس.

مُهمّته هي التقاط وَتحويل الكمية الفيزيائية المراد قياسها (أو المُقاس) ومحتوى معلوماتها إلى كمية فيزيائية أخرى مُتاحة لِحواس الإنسان أو للروابط التالية في سلسلة الاستحواذ.

لذلك فإنها أجهزة حساسة تُحوّل الكمية المراد قياسها إلى إشارة كهربائية أو هوائية أو هيدروليكية أو رقمية، مُوَحَّدة ، مُمثلة لِلمعلومات الأصلية.

يُتطلّب هذا التحويل غالبًا توفير طاقة خارجية للنظام.

بشكل عام، يرتبط العنصر الحساس لِلمُستشعر بِمُترجم أو مُحوّل يُمكن من تحويل الإزاحة أو التشوّه في هذا العنصر الحساس إلى...

هذا جزء فقط من مقالتنا، المقالة الكاملة ستكون متاحة قريبا