ظهر التَّحكم الآلي في الوقت الحالي نتيجة التَّطورات العلمية والتّقنية التّي اجتاحت كلّ شيء فأصبح صيحة من صيحات العصر. بما يتضمن آلات المصانع، الغسالات، المكيفات، الروبوتات التي أصبحت تعمل وتنظّف بدلاً عن الإنسان. نعم إنّها الأتمتة Automation أو التحكّم الآليّ نستعرض أدناه في موقع الهندسة مفهومه، نشأته، مكوناته، أنواعه، مميزاته.
مفهوم التحكّم الآليّ
التحكّم الآليّ أو كما يطلق عليه الأتمتة Automation هو عبارة عن نظام يسمح للآلة باتّخاذ القرارات المناسبة وفي التوقيت المناسب. من خلال تعليمات وأوامر تمّت برمجتها عليها مسبقاً إما بشكل إلكترونيّ أو آليّ، فكلّ حركة أو توقُّف يتم بأمر برمجي بعد تلقي الإشارة من حسّاسات تعمل بشكل متزامن قادرة على استشعار الهدف بدقّة. حيث يعالج المتحكم قيم دخل النظام للحصول على التأثير المطلوب على خرج النظام
بمعنىى آخر يعرَّف التحكّم الآليّ بأنّه: عبارة عن منظومة عمل متكاملة تعمل بشكل آلي دون تدخّل العنصر البشريّ، ذات هدف مسبقاً. تعمل من خلال القواطع الإلكترونيّة بما يتضمن: االحسّاسات، الكونتاكتورات وفقّا للتوافق التزامنيّ فيما بينها.
نشأة التحكم الآلي
تعود بدايات تطوير أنظمة التحكم الآلي إلى عام 1868 م، حين قام العالم جورج ماكسويل بجهود متواصلة لإيجاد حلاً مثالياً للأخطاء التي تنشأ نتيجة التدخل البشري. وبذلك، يتمثل هذا النوع من الأنظمة في تكامل أجهزة إلكترونية متعددة تعمل بالتناغم مع بعضها البعض.
مكوّنات نظام التحكُّم الآليّ
تتكون منظومة التحكّم الآليّ من مجموعة مكوّنات رئيسية، وهي كما يلي:
-
الحسّاسات Sensors
عبارة عن جهاز يستشعر الإشارة الفيزيائية وهي إما أجهزة إلكترونيّة كحسّاسات نظام الإطفاء الآليّ، أو ميكانيكية كالمؤقتات ذات التروس، أو استاتيكيّة كحسّاسات غلّايات المياه. يوجد حساسات عملها هو الكشف عن انتهاء مرحله تشغيليه أو عدم انتهائها، ويوجد لكل نوع منها عدة أنواع. حيث يوجد حساسات لاستشعار الحركة أو التدفق، أو المستوى أو الحرارة وما إلى ذلك.
-
المستقبِلات receptors
هي عبارة عن أجهزة تستقبل المعلومات من الحسّاسات وتحولها إلى إشارات كهربائيّة، ثمّ توجهها إلى المشغِّل.
-
المشغِّلات Operators
وهي عبارة عن نظام إلكترونيّ دقيق يتكوّن من متحكمات دقيقة Microcontroller تُبرمَج بحسب متطلّبات النظام، تتّخذ القرار عند انتهاء مرحلة التشغيل، ليتمّ توجيه المرحلة التالية بالاعتماد على الإشارات التي تتلقاها من المستقبِلات، بحسب الإشارات الواردة من الحسّاسات.
أنواع أنظمة التحكّم الآليّ
يوجد نوعين أساسيين لنظام التحكم الآلي بحسب التّطبيق العملي المطلوب تنفيذه لتواكب المتطلّبات:
-
نظام التحكم الآلي المفتوح
يعتمد استمرار عمل أو توقف النّظام المفتوح على عنصر الزمن أو كما يُعرَف بالمؤقّت، حيث تعتمد مرحلة التشغيل على مدّة زمنيّة يتمّ برمجة النظام عليها، باستخدام متحكّمات إلكترونيّة أو آليّة. ثم يبدأ عمل المرحلة التالية دون الاعتماد على خرج المرحلة الأولى سواء كانت في حال عمل أو توقّف.
أبرز مثال على ذلك: الغسّالات الأوتوماتيكيّة، حيث تعتمد مرحلة العصر أو الشطف على المؤقت المبرمج مسبقاً، ولا تتأثر بتمام نظافة الغسيل. كذلك نظام تعبئة الزجاجات، حيث تُفتَح صنابير الملء وتُغلَق كلّ مدّة معينّة تحسب بطريقة تكفي لملء الزجاجة. أو غلاية مياه تعتمد على المؤقت، تستمر الغلاية في التسخين حتى عندما تصل درجة حرارة المياه إلى الغليان، طالما لم يصل المؤقت إلى القيمة النهائية المضبوط عليها.
يكون المتحكم هو الغلاية، و دخل النظام هو قيمة المؤقت أما خرجه فهو تسخين أو عدم تسخين المياه أما درجة حرارة الماء هي المتغير المتحكم به.
-
النظام المغلق
يعتمد استمرار عمل أو توقف النّظام المغلق على خرج مرحلة التشغيل، وأبرز مثال على ذلك: سخّانات المياه، حيث يتوقّف السخان عن العمل عند وصول درجة حرارة المياه إلى قيمة محدّدة، تمّت برمجة النظام عليها مسبقاً.
غلاية مياه تحتوي على ثرموستات يراقب درجة حرارة الماء فعندما تصل إلى الغليان، تفصل الغلاية أوتوماتيكيًا، حتى إن لم يصل يصل المؤقت إلى القيمة النهائية المضبوط عليها.
يكون دخل المتحكم (الغلاية) هو الفرق بين قيمة درجة الحرارة المطلوبة أو ما يسمى المرجع Set Point ,والقيمة الحالية من درجة الحرارة وهي التغذية الراجعة ويطلق عليها عادةً مسمّى الخطأ. أمّا خرجه فهو عمل الغلاية أي تسخين أو عدم تسخين، ودرجة الحرارة تكون هي المتغير في الأمر.
مميّزات نظام التحكّم الآليّ
يمتاز نظام التحكم الآلي بأنه يتم بشكل آلي فلا يعتمد على أي عنصر بشريّ حيث أنّ نسبة التدخّل فيه أثناء تناوب مراحل التشغيل تكون صفر لذا:
- يمتاز بالدقّة، والكفاءة في العمل والفاعليّة.
- يوفر الوقت والجهد إذ يقتصر دور الإنسان على المتابعة والإشراف فقط.
باختصار، تتمّ عمليّة التحكّم الآليّ وفق نظام آلي بشكل كامل دون أي تدخل بشري تتكامل كافّة مكوّناته مع بعضها البعض لذا توقف أي مرحلة يسبب توقّف المرحلة التي تليها بشكل تلقائيّ. لكن يبقى الإنسان سيّد الموقف فهو من ابتكر هذا النظام.
إليكم وسائل التواصل الإجتماعي الخاصة بالموقع ليصلكم كل جديد:
يُسعدنا خدمتكم ♠
