preloader

در حال بارگذاری

در محصولات

    در آموزش ها

      در خدمات

        در سایر قسمتها

          تاریخچه ی اتوماسیون و اجزاء سیستم های کنترل

          ( امتیاز: 5 از 5، مشارکت کنندگان: 1 رای )
          pcs

          تاریخچه ی اتوماسیون و اجزاء سیستم های کنترل

          اهداف آموزش: آشنایی با تاریخچه ی سیستم کنترل

          مناسب برای: مهندسین کنترل

          اهمیت سیستم کنترل

          در سال های اخیر کنترل اتوماتیک نقش عمده ای در پیشرفت صنایع داشته است و امروزه کنترل اتوماتیک یک قسمت مهم و جدا نشدنی ار فرآیند می باشد. صنایع مختلف از واحد های کوچک تا مجتمع های بزرگ صنعتی همه به نحوی از دستگاه های کنترل استفاده می کنند به طوری که بهره برداری مطلوب از نظر اقتصادی و فنی بدون استفاده از سیستم کنترل اتوماتیک میسر نخواهد بود. رشد اقتصادی کشورهای فراصنعتی و رقابت سایر کشورهای توسعه یافته، نیاز به کنترل و رسیدن به حداکثر تولید ضمن حفظ استاندارد و کیفیت را امری اجتناب ناپذیر نموده است.

          تاریخچه ی سیستم کنترل:

          بدیهی است که هر واحد تولیدی در منشور خود دو هدف مهم را دنبال می کند یکی افزایش تولید و دیگری رضایت مشتریان، این دو هدف را اگر با دید فنی و صنعتی (ونه تجاری) بخواهیم نگاه کنیم طبعا به این باور دست پیدا می کنیم که واحد صنعتی فوق باید به گونه ای عمل کند که بدون وقفه بکار خود ادامه دهد و در ضمن کیفیت تولید تا حد قابل قبول (استاندارد) بالا باشد. اگر این واحد تولیدی را یک واحد شیمیایی در نظر بگیریم ملاحظه خواهد شد برای دست یافتن به اهداف یاد شده لازم است یک دستورالعمل خاص (دستور ترکیب مواد از لحاظ مقدار،شرایط و زمان ترکیب) رعایت شود. همچنین در یک واحد تولیدی پتروشیمی و پالایشگاه نفت به عنوان مثال عمل جداسازی در برجهای جدا کننده هیدروکربن ها با اختلاف یک درجه سانتیگراد و در حرارت های بالا صورت می گیرد. مشابه این فرآیندها در پالایشگاه های گازی نیز وجود دارد که در برج های جداکننده، گازها در فشارها و دماهای معینی از یکدیگر جدا می شوند، لذا عمل تنظیم دما و فشار برج ها و مقدار فلوی عبوری از آنها به جهت ایجاد فرصت جدایش بسیار مهم می باشد. در کارخانجات تولید لوازم خانگی نیز در طول مسیر دهها مرحله کنترل کیفی و تقدم-تاخر نصب قطعات وجود دارد که به نوبه ی خود نیازمند اعمال فرآیند کنترلی متناسب خود می باشد. سیستم کنترل موردنظر نیز با قبول زحمت کنترل در واقع عملیات مورد نظر را انجام می دهد تا بدون ایجاد وقفه ی بی مورد عملیات تولید ضمن حفظ کیفیت استاندارد ادامه یابد. از سوی دیگر حفظ ایمنی تجهیزات و افراد همچنین حفاظت از محیط زیست از جمله مواردی است که در یک سیستم کنترل با توجه به استراتژی های تولید کنندگان و الزامات سازمان های بین المللی و دولتی بایستی لحاظ گردد.

          تا چندی پیش زمانیکه از کنترل اتوماتیک صحبتی مطرح می شد از دستگاه گریز از مرکز ساخت جمیز وات به عنوان اولین وسیله ی کنترل اتوماتیک نام برده می شد. اما امروزه و به لطف فناوری های مدرن از جمله اینترنت،همگان می دانند که ابتدائی ترین وسیله ی کنترل نمی تواند متعلق به قرن هیجدهم باشد! در ادامه ی بحث سعی شده با استناد به مدرک قابل دسترسی روند پیدایش سیستم های کنترل کنونی مورد بررسی قرار گیرد.

          پیدایش کنترل صنعتی:

          همانگونه که اشاره شد برخلاف تصور اغلب ما،دستگاه گریز از مرکز جیمز وات اولین دستگاه کنترل اتوماتیک نیست. اولین دستگاه کنترل ثبت شده ساعت آبی است که حدود سه قرن قبل از میلاد در مصر بکار گرفته شده و توسط Greek Ktesibios ابداع شده است (270 سال قبل از میلاد).

          water clock

          این دستگاه تا سال 1258 زمانیکه مغول ها بغداد را تسخیر کردند در این شهر استفاده می شده است. البته تا قبل از انقلاب صنعتی آنچه در روند شکل گیری کنترل صنعتی نقش داشت در اینجا مورد نظر نمی باشد. لذا بعد از آن زمان می توانیم اولین دستگاهی که از مدل ریاضی در توصیف پارامترهای Plant جهت کنترل استفاده کرد را مربوط به سال 1868 به حساب آوریم. این دستگاه که به کمک معادلات دیفرانسیل ماکسول،عمل کنترل را انجام می داد همان دستگاه کنترل گریز از مرکز جمیز وات است.

          james watt

          از این وسیله جهت کنترل دور ماشین بخار استفاده شد. تئوری کنترل در 120 سال گذشته گام های بلندی در جهت تحقق اهداف کنترلی برداشته است. این امر با بکارگیری روش های تحلیل حوزه ی فرکانسی و تبدیلات لاپلاس در حل مدل های ریاضی محقق شد که عمدتا تا به دهه های سوم و چهارم قرن بیستم نسبت داده می شود. بعد از آن و در دهه های پنجم و ششم قرن بیستم روش آنالیز فضای حالت در کنترل بهینه معرفی شد. در این دو دهه و در ادامه ی تحقق کنترل بهینه و تئوری کنترل فرآیندهای اتفاقی و کنترل تطبیقی نیز پرداخته شد. لذا از این پس ساخت و بکارگیری سیستم های کنترل بسیار قابل اطمینان / سریع و با دقت بیشتر میسر شد. این سیستم ها به سادگی قابلیت کنترل فرآیندهای پیچیده تر را داراست. در اینجا لازم است این تقسیم بندی عنوان شود که سیستم های کنترلی که در آن به کمک نرم افزار، روشهای تجزیه و تحلیل با بکارگیری مدل های ریاضی مطرح است جزء دسته کنترل مدرن و سیستم های قبلی آن جزء سیستم های کنترل کلاسیک به حساب می آید.

          روند پیشرفت سیستم های کنترل مدرن:

          کنترل اتوماتیک که از دستگاه ساعت آبی آغاز شده بود با پیشرفت فناوری تا حدی ادامه یافت که به کمک سیستم های جدید کنترل مبتنی بر ریزپردازنده و رایانه و بکارگیری الگوریتم های فازی لاجیک یا شبکه های عصبی مسائل کنترل فضائی نظامی صنعتی و … بخوبی قابل حل می باشد.

          از جانب دیگر و درست از زمانی که تحولاتی عظیم در کنترل کننده های اتوماتیک رخ داد می توان به کنترل کننده های نیوماتیک اشاره داشت که برای ساده سازی تحلیل مسائل Plant از مدل های ریاضی در این کنترل کننده ها استفاده شده است. در ادامه به سیستم های کنترل نیوماتیک و نسل بعدی آن یعنی دستگاه های کنترل الکترونیکی (تک حلقه)، روشهای DDC) Direct Digital Control) کنترل کننده های توزیعی یا DCS) Distributed Control System) و در نهایت بحث روز سیستم های کنترل مبتنی بر قیلدباس FCS) Field Control System) اشاره خواهیم داشت.

          system control

          در این شکل،مراحل شکل گیری و توسعه ی سیستم های کنترل از دهه ی 1940 تاکنون مشخص شده است این شکل چهار تقسیم بندی نیوماتیک،آنالوگ،دیجیتال و فیلدباس را با ذکر زمان صعود / تثبیت و نزول هر روش نمایش می دهد. هر کدام از مقاطع زمانی چهارگانه، دارای سه مرحله ی رشد (یا توسعه) تثبیت و افول می باشد. سیستم های نیوماتیک با تغذیه ی فشار هوای ابزار دقیق کار می کنند که علاوه بر کنترل کننده های PID، نمونه هایی نیز از دستگاه های محاسبه گر نیوماتیک که بعضی اعمال ساده ی جمع،ضرب،تفریق،تقسیم و جذز را انجام می دهند را نیز می توان یافت. با پیشرفت فناوری، کنترل کننده های الکترونیک و تک حلقه ای ساخته شد که در اینجا اصطالاحا به آن آنالوگ گفته می شود. از دهه ی 1980 تا کنون نیز سیستم های دیجیتال شامل DDC و DCS به بازار عرضه شد و امروزه نیز صحبت از FCS به میان است.

          درباره نویسنده

          متولد تیرماه 68 کارشناس فروش تجهیزات ابزار دقیق و کنترل

          پست های منتشر شده: 12 پست

          دیدگاه های این مطلب

          در صورت تمایل شما هم می توانید نظر خود را در مورد تاریخچه ی اتوماسیون و اجزاء سیستم های کنترل کنید.

          دیدگاه خود را بیان کنید:

          جدید ترین محصولات

          6ES7517-3HP00-0AB0

          CPU 1517H-3 PN

          Producer: SIEMENS
          6ES7500-0HP00-0AB0

          6ES7500-0HP00-0AB0

          CPU 1517H-3 PN

          Producer: SIEMENS
          6ES7500-0HP00-0AB0

          6ES7515-2RM00-0AB0

          CPU 1515R-2 PN

          Producer: SIEMENS
          6ES7515-2RM00-0AB0

          6ES7513-1RL00-0AB0

          CPU 1513R-1 PN

          Producer: SIEMENS
          6ES7513-1RL00-0AB0

          6ES7518-4FX00-1AC0

          CPU 1518F-4 PN/DP MFP

          Producer: SIEMENS
          6ES7517-3FP00-0AB0

          6ES7518-4FP00-0AB0

          CPU 1518F-4 PN/DP

          Producer: SIEMENS
          6ES7517-3FP00-0AB0

          KCD2-SR-Ex2

          Switch Amplifier

          Producer: Pepperl+Fuchs
          KCD2-SR-Ex2

          KCD2-SR-Ex1.LB

          Switch Amplifier

          Producer: Pepperl+Fuchs
          Switch Amplifier KCD SR Ex.LB

          6ES7517-3FP00-0AB0

          CPU 1517F-3 PN/DP

          Producer: SIEMENS
          6ES7517-3FP00-0AB0

          6ES7516-3FN01-0AB0

          CPU 1516F-3 PN/DP

          Producer: SIEMENS
          6ES7515-2FM01-0AB0

          6ES7515-2FM01-0AB0

          CPU 1515F-2 PN

          Producer: SIEMENS
          6ES7515-2FM01-0AB0

          6ES7513-1FL02-0AB0

          CPU 1513F-1 PN

          Producer: SIEMENS
          6ES7511-1FK02-0AB0

          6ES7511-1FK02-0AB0

          CPU 1511F-1 PN

          Producer: SIEMENS
          6ES7511-1FK02-0AB0

          6ES7512-1CK01-0AB0

          CPU 1512C-1 PN

          Producer: SIEMENS
          6ES7512-1CK01-0AB0

          6ES7511-1CK01-0AB0

          CPU 1511C-1 PN

          Producer: SIEMENS
          6ES7511-1CK01-0AB0