1- مقدمة
عرف مصطلح التحكم الآلي منذ أواخر القرن التاسع عشر، وكان القصد منه إيجاد حلول لمشاكل التحكم البشري في الآلات والماكينات على النحو الذي وضع أسسه عدد من المهتمين في هذا المجال ومنهم جورج ماكسويل (1868). ولم يحتل التحكم الآلي مكانته بأنه فرع مستقل من فروع الهندسة إلا في أوائل الثلاثينات من القرن العشرين في المؤتمر الدولي الثاني للطاقة (برلين 1930)، الذي أقر موضوع التحكم الآلي والتحكم عن بعد. وليس ثمة تعريف دقيق متفق عليه لمصطلح التحكم الآلي إلا أنه يخص في الواقع مجالاً من مجالات العلم الذي يهتم بدراسة النظريات والتطبيقات المتعلقة بمنظومات التحكم التي تعمل من دون تدخل مباشر من الإنسان وإستخدام تقنيات القياس لتحويل خطوات العمل اليدوية إلى أوتوماتيكية.
2- مكونات نظام التحكم: يتكون أي نظام تحكم من ثلاث مكونات أساسية هم:
2-1: الحساسات (Sensors):
الحساسات هي نوع من أنواع (Transducers) والتي تغير شكل الطاقة من نوع إلى آخر ولها نوعان هما الحساسات المباشرة مثل الترمومتر الطبي حيث يمكن قراءة درجة الحرارة منه مباشرة والحساسات الغير مباشرة مثل (Thermocouples) والتي تحول درجة الحرارة المقاسة بها إلى قيمة جهد مناظرة لها والتي تحتاج إلى جهاز آخر لمعرفة درجة الحرارة المقاسة. ويمكن تصنيف الحساسات طبقاً لنوع الطاقة المقاسة بها. ويبين الشكل رقم (1) مجموعة من الحساسات المختلفة.
[CENTER]شكل رقم (1): مجموعة من الحساسات المختلفة
[/center]
2-2: المستقبلات (Responders):
والتي قد تكون أنظمة كهربائية أو ميكانيكية بسيطة أو أجهزة حاسب آلي والتي تقوم باستقبال القياسات من الحساسات.
2-3: المشغلات (Actuators):
والمشغل هو الذي يقوم بالعمل طبقاً للقيمة المقاسة من الحساس (Sensor) وذلك تحت قيادة المستقبل (Responder). على سبيل المثال التحكم في الكهرباء إلى موتور الثلاجة المنزلية.
3 - أنظمة التحكم الآلي:
أي نظام تحكم هو عبارة عن مجموعة من المكونات السابقة المجتمعة معاً لإدارة أو قيادة الأنظمة الأخرى وتنقسم أنظمة التحكم إلى اقسام عديدة بينها العديد من الإختلافات.
3-1: التحكم المنطقي (Logic Control)
أنظمة التحكم المنطقي تم تطبيقها قديماً بشبكات من المتممات (Networks of relays) وتم تصميمها بلغة (Ladder logic) أما اليوم فان جميع هذه الأنظمة تقوم على أساس (PLC). وعادة يتم إستخدام هذا النظام للتحكم في العمليات الميكانيكية المتتابعة مثل المصاعد. وأنظمة التحكم المنطقي سهلة جداً في التصميم ويمكن أن تعالج عمليات معقدة جداً.
3-2: التحكم المتسلسل (الحلقة المفتوحة) (Open Loop Control)
إن أبسط أنواع منظومات التحكم هي المنظومات ذات التتابع المشروط، مثل حالة الآلة التي يجب عليها القيام في كل مرة بثقب قطعة ميكانيكية تقدم لها ويوضح الشكل رقم (2) مخطط لمنظومة تحكم أحادية مفتوحة (متسلسلة).ويوضح المثال رقم (1) التحكم أحد أنظمة التحكم المتسلسل.
مثال رقم (1): بافتراض وجود خزان مياه أعلى عمارة ويتم السحب منه عن طريق المحبسين (V1, V2) بمعدل تدفق (Q2) ويتم ملئ الخزان بالمياه بمعدل تدفق (Q1) كما هو موضح بالشكل رقم (3). وبافتراض الحاجة إلى التحكم في مستوى المياه داخل الخزان لقيمة محددة يدوياً.
تم إضافة محبس يدوي للتحكم بمستوى المياه داخل الخزان تبعاً لقيمة الضبط (href) سواءاً بالفتح أو الإغلاق كما هو موضح بالشكلين أرقام (4 , 5) .ونستنتج من هذا المثال أنه لا يمكن التأكد من القيمة المطلوبة لمستوى المياه داخل الخزان بنظام التحكم المتسلسل (Open loop control).
شكل رقم (4)
شكل رقم (5)
وللحديث بقية إن كان في العمر بقية
ولا تنسوني من صالح دعائكم