કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સનો ઉપયોગ ઇનપુટ સિગ્નલને સમાયોજિત કરીને સેટપોઇન્ટ અથવા ઇચ્છિત આઉટપુટ જાળવવા માટે થાય છે. નિયંત્રણ સિસ્ટમો ઓપન લૂપ અથવા બંધ લૂપ હોઈ શકે છે. ઓપન લૂપ કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સમાં ફીડબેક લૂપ હોતું નથી અને બંધ લૂપ કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ કરે છે.
આ લેખમાં, હું સમજાવીશ કે કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ શું છે, તેઓ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે અને રોજિંદા જીવનમાં તેનો ઉપયોગ કેવી રીતે થાય છે. ઉપરાંત, હું કંટ્રોલ સિસ્ટમ વિશે કેટલીક મનોરંજક હકીકતો શેર કરીશ જે કદાચ તમે જાણતા ન હોવ!
આ પોસ્ટમાં આપણે આવરી લઈશું:
- કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ- ડિઝાઇનિંગ અને અમલીકરણની કળા
- ઓપન-લૂપ અને ક્લોઝ્ડ-લૂપ નિયંત્રણ: સ્વ-સુધારણા અને નિશ્ચિત આઉટપુટ વચ્ચેનો તફાવત
- ફીડબેક કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ: નિયંત્રણને નેક્સ્ટ લેવલ પર લાવવું
- તર્ક નિયંત્રણ: સરળ અને અસરકારક નિયંત્રણ સિસ્ટમો
- ઑન-ઑફ કંટ્રોલ: તાપમાનને નિયંત્રિત કરવાની સૌથી સરળ પદ્ધતિ
- લીનિયર કંટ્રોલ: ઇચ્છિત આઉટપુટ જાળવવાની કળા
- ધ ફઝી લોજિક: એ ડાયનેમિક કંટ્રોલ સિસ્ટમ
- ઉપસંહાર
કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ- ડિઝાઇનિંગ અને અમલીકરણની કળા
કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સમાં ઇનપુટ સિગ્નલને સમાયોજિત કરીને ચોક્કસ આઉટપુટ સેટ કરવાની અને જાળવવાની પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે. ઇનપુટમાં કોઈપણ પ્રારંભિક ફેરફારો હોવા છતાં, યોગ્ય અને સુસંગત આઉટપુટ ઉત્પન્ન કરવાનો ધ્યેય છે. પ્રક્રિયામાં નીચેના સહિત ઘણા તબક્કાઓ શામેલ છે:
- ઇનપુટ સ્ટેજ: જ્યાં ઇનપુટ સિગ્નલ પ્રાપ્ત થાય છે
- પ્રોસેસિંગ સ્ટેજ: જ્યાં સિગ્નલની પ્રક્રિયા અને વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે
- આઉટપુટ સ્ટેજ: જ્યાં આઉટપુટ સિગ્નલ ઉત્પન્ન થાય છે
ઉત્પાદનમાં નિયંત્રણ પ્રણાલીઓની ભૂમિકા
નિયંત્રણ સિસ્ટમો ઘણા ઉદ્યોગોમાં ઉત્પાદન અને વિતરણમાં નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવે છે. ઓટોમેશન ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ ઘણીવાર આ સિસ્ટમોને અમલમાં મૂકવા માટે કરવામાં આવે છે, જેનું નિર્માણ અત્યંત જટિલ અને ખર્ચાળ હોઈ શકે છે. ઉત્તમ કંટ્રોલ સિસ્ટમ બનાવવા માટે નીચેના તત્વો જરૂરી છે:
- સિસ્ટમને નિયંત્રિત કરવાની સારી સમજ
- યોગ્ય પ્રકારની કંટ્રોલ સિસ્ટમની રચના અને અમલીકરણ કરવાની ક્ષમતા
- પ્રમાણભૂત ડિઝાઇન અને તકનીકોનું પેકેજ જે ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં લાગુ કરી શકાય છે
કંટ્રોલ સિસ્ટમ બનાવવામાં સામેલ પગલાં
નિયંત્રણ સિસ્ટમ બનાવવાની પ્રક્રિયામાં નીચેના પગલાં શામેલ છે:
- સિસ્ટમનું માળખું ડિઝાઇન કરવું: આમાં જરૂરી નિયંત્રણ સિસ્ટમનો પ્રકાર અને સમાવિષ્ટ ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે.
- સિસ્ટમનું અમલીકરણ: આમાં સિસ્ટમનું કાળજીપૂર્વક નિર્માણ કરવું અને તે યોગ્ય રીતે કાર્ય કરી રહ્યું છે તેની ખાતરી કરવા માટે પરીક્ષણો ચલાવવાનો સમાવેશ થાય છે.
- સિસ્ટમની જાળવણી: આમાં સમયાંતરે સિસ્ટમની કામગીરીનું નિરીક્ષણ કરવું અને તે યોગ્ય રીતે કાર્ય કરવાનું ચાલુ રાખે તેની ખાતરી કરવા માટે કોઈપણ જરૂરી ફેરફારો કરવાનો સમાવેશ થાય છે.
ઓપન-લૂપ અને ક્લોઝ્ડ-લૂપ નિયંત્રણ: સ્વ-સુધારણા અને નિશ્ચિત આઉટપુટ વચ્ચેનો તફાવત
ઓપન-લૂપ કંટ્રોલ સિસ્ટમને નોન-ફીડબેક કંટ્રોલ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. આ સિસ્ટમોમાં નિશ્ચિત આઉટપુટ હોય છે જે કોઈપણ ઇનપુટ અથવા પ્રતિસાદના આધારે એડજસ્ટ થતું નથી. ઓપન-લૂપ કંટ્રોલ સિસ્ટમનું માળખું લાક્ષણિક છે અને તેમાં ઇનપુટ, સેટ પોઇન્ટ અને આઉટપુટનો સમાવેશ થાય છે. ઇનપુટ એ સિગ્નલ છે જેનો ઉપયોગ ઇચ્છિત આઉટપુટ બનાવવા માટે થાય છે. સેટ પોઈન્ટ એ આઉટપુટ માટેનું લક્ષ્ય મૂલ્ય છે. આઉટપુટ એ ચાલી રહેલી પ્રક્રિયાનું પરિણામ છે.
ઓપન-લૂપ કંટ્રોલ સિસ્ટમના ઉદાહરણોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:
- ટોસ્ટર: લીવરને "ચાલુ" તબક્કામાં મૂકવામાં આવે છે, અને કોઇલને નિશ્ચિત તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે. ટોસ્ટર નિયત સમય સુધી ગરમ રહે છે, અને ટોસ્ટ પોપ અપ થાય છે.
- વાહનમાં ક્રુઝ કંટ્રોલ: નિયંત્રણો નિશ્ચિત વેગ જાળવવા માટે સેટ કરેલ છે. પહાડો અથવા પવન જેવી બદલાતી પરિસ્થિતિઓના આધારે સિસ્ટમ એડજસ્ટ થતી નથી.
બંધ-લૂપ નિયંત્રણ: સુસંગત આઉટપુટ માટે સ્વ-સુધારણા
ક્લોઝ્ડ-લૂપ કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ, જેને ફીડબેક કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તેમાં સતત આઉટપુટ જાળવવા માટે સ્વ-સુધારાની ક્ષમતા હોય છે. ઓપન-લૂપ અને ક્લોઝ્ડ-લૂપ સિસ્ટમ વચ્ચેનો તફાવત એ છે કે ક્લોઝ્ડ-લૂપ સિસ્ટમ સ્વ-સુધારવાની ક્ષમતા ધરાવે છે જ્યારે ઓપન-લૂપ સિસ્ટમ નથી કરતી. ક્લોઝ્ડ-લૂપ કંટ્રોલ સિસ્ટમનું માળખું ઓપન-લૂપ સિસ્ટમ જેવું જ છે, પરંતુ તેમાં ફીડબેક લૂપનો સમાવેશ થાય છે. ફીડબેક લૂપ આઉટપુટમાંથી ઇનપુટ તરફ દોરી જાય છે, જે સિસ્ટમને બદલાતી પરિસ્થિતિઓના આધારે સતત દેખરેખ અને ગોઠવણ કરવાની મંજૂરી આપે છે.
બંધ-લૂપ કંટ્રોલ સિસ્ટમના ઉદાહરણોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:
- ઓરડામાં તાપમાન નિયંત્રણ: સિસ્ટમ સતત તાપમાન જાળવવા માટે ઓરડામાં તાપમાનના આધારે ગરમી અથવા ઠંડકને સમાયોજિત કરે છે.
- સાઉન્ડ સિસ્ટમમાં એમ્પ્લીફિકેશન કંટ્રોલ: સિસ્ટમ સતત ધ્વનિ સ્તર જાળવવા માટે આઉટપુટના આધારે એમ્પ્લીફિકેશનને સમાયોજિત કરે છે.
ફીડબેક કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ: નિયંત્રણને નેક્સ્ટ લેવલ પર લાવવું
ફીડબેક કંટ્રોલ સિસ્ટમ એ એક પ્રકારની કંટ્રોલ સિસ્ટમ છે જે ઇનપુટને નિયંત્રિત કરવા માટે પ્રક્રિયાના આઉટપુટનો ઉપયોગ કરે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, સિસ્ટમ નિયંત્રિત પ્રક્રિયામાંથી સિગ્નલ મેળવે છે અને તે સિગ્નલનો ઉપયોગ ઇચ્છિત આઉટપુટ મેળવવા માટે ઇનપુટને સમાયોજિત કરવા માટે કરે છે.
ફીડબેક કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ સાથે સંકળાયેલ ડાયાગ્રામ અને નામ
પ્રતિસાદ નિયંત્રણ પ્રણાલીઓ સાથે સંકળાયેલા ઘણા આકૃતિઓ અને નામો છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:
- બ્લોક ડાયાગ્રામ: આ ફીડબેક કંટ્રોલ સિસ્ટમના ઘટકો અને તેઓ કેવી રીતે જોડાયેલા છે તે દર્શાવે છે.
- ટ્રાન્સફર કાર્યો: આ સિસ્ટમના ઇનપુટ અને આઉટપુટ વચ્ચેના સંબંધનું વર્ણન કરે છે.
- ક્લોઝ્ડ-લૂપ સિસ્ટમ્સ: આ ફીડબેક કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ છે જ્યાં ઇચ્છિત આઉટપુટ જાળવવા માટે ઇનપુટને આઉટપુટ પાછા આપવામાં આવે છે.
- ઓપન-લૂપ સિસ્ટમ્સ: આ ફીડબેક કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ છે જ્યાં આઉટપુટ ઇનપુટ પર પાછા આપવામાં આવતું નથી.
તર્ક નિયંત્રણ: સરળ અને અસરકારક નિયંત્રણ સિસ્ટમો
લોજિક કંટ્રોલ એ એક પ્રકારની કંટ્રોલ સિસ્ટમ છે જે બુલિયન લોજિક અથવા અન્ય લોજિકલ ઓપરેશન્સનો ઉપયોગ નિર્ણયો અને નિયંત્રણ પ્રક્રિયાઓ કરવા માટે કરે છે. તે એક સરળ અને અસરકારક નિયંત્રણ સિસ્ટમ છે જેનો ઉત્પાદન, ઉત્પાદન અને ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ સહિત વિવિધ ઉદ્યોગોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.
લોજિક કંટ્રોલ કેવી રીતે કામ કરે છે?
લોજિક કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ વિવિધ પ્રકારના ઇનપુટ્સને હેન્ડલ કરવા અને ઇચ્છિત આઉટપુટ ઉત્પન્ન કરવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે. ઓપરેશનની મૂળભૂત પદ્ધતિ નીચે મુજબ છે:
- સિસ્ટમ ઇનપુટ સિગ્નલ મેળવે છે, જે સામાન્ય રીતે વિદ્યુત પ્રવાહના સ્વરૂપમાં હોય છે.
- ઇનપુટ સિગ્નલની પછી સેટ મૂલ્ય અથવા બિંદુ સાથે સરખામણી કરવામાં આવે છે, જે સિસ્ટમમાં સંગ્રહિત થાય છે.
- જો ઇનપુટ સિગ્નલ સાચો હશે, તો સિસ્ટમ ચોક્કસ ક્રિયા કરશે અથવા ચોક્કસ સેટિંગ પર સ્વિચ કરશે.
- જો ઇનપુટ સિગ્નલ ખોટો છે, તો જ્યાં સુધી યોગ્ય મૂલ્ય ન પહોંચે ત્યાં સુધી સિસ્ટમ ઇનપુટ પ્રાપ્ત કરવાનું ચાલુ રાખશે.
લોજિક કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સના ઉદાહરણો
લોજિક કંટ્રોલ સિસ્ટમનો ઉપયોગ એપ્લીકેશનની વિશાળ શ્રેણીમાં થાય છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:
- ટ્રાફિક લાઇટ: ટ્રાફિક લાઇટ ટ્રાફિકના પ્રવાહના આધારે લાલ, પીળી અને લીલી લાઇટ વચ્ચે સ્વિચ કરવા માટે લોજિક કંટ્રોલનો ઉપયોગ કરે છે.
- ઔદ્યોગિક રોબોટ્સ: ઔદ્યોગિક રોબોટ્સ વેલ્ડીંગ, પેઇન્ટિંગ અને એસેમ્બલી જેવા જટિલ કાર્યો કરવા માટે તર્ક નિયંત્રણનો ઉપયોગ કરે છે.
- સ્વયંસંચાલિત વોશિંગ મશીનો: સ્વયંસંચાલિત વોશિંગ મશીનો વપરાશકર્તાના ઇનપુટના આધારે વિવિધ ધોવા ચક્ર અને તાપમાન વચ્ચે સ્વિચ કરવા માટે તર્ક નિયંત્રણનો ઉપયોગ કરે છે.
ઑન-ઑફ કંટ્રોલ: તાપમાનને નિયંત્રિત કરવાની સૌથી સરળ પદ્ધતિ
ઑન-ઑફ કંટ્રોલ ઐતિહાસિક રીતે ઇન્ટરકનેક્ટેડ રિલે, કૅમ ટાઈમર અને સ્વિચનો ઉપયોગ કરીને લાગુ કરવામાં આવે છે જે સીડીના ક્રમમાં બાંધવામાં આવે છે. જો કે, ટેક્નોલોજીની પ્રગતિ સાથે, ઓન-ઓફ નિયંત્રણ હવે માઇક્રોકન્ટ્રોલર્સ, વિશિષ્ટ પ્રોગ્રામેબલ લોજિક કંટ્રોલર્સ અને અન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે.
ઑન-ઑફ કંટ્રોલનાં ઉદાહરણો
ઑન-ઑફ નિયંત્રણનો ઉપયોગ કરતા ઉત્પાદનોના કેટલાક ઉદાહરણોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:
- ઘરેલું થર્મોસ્ટેટ્સ કે જે રૂમનું તાપમાન ઇચ્છિત સેટિંગથી નીચે આવે ત્યારે હીટરને ચાલુ કરે છે અને જ્યારે તે તેની ઉપર જાય છે ત્યારે તેને બંધ કરે છે.
- રેફ્રિજરેટર્સ કે જે ફ્રિજની અંદરનું તાપમાન ઇચ્છિત તાપમાન કરતાં વધી જાય ત્યારે કોમ્પ્રેસરને ચાલુ કરે છે અને જ્યારે તે તેની નીચે જાય છે ત્યારે તેને બંધ કરે છે.
- વોશિંગ મશીનો કે જે વિવિધ આંતરસંબંધિત ક્રમિક કામગીરીને ટ્રિગર કરવા માટે ચાલુ-બંધ નિયંત્રણનો ઉપયોગ કરે છે.
- ન્યુમેટિક એક્ટ્યુએટર કે જે ચોક્કસ દબાણ સ્તર જાળવવા માટે ચાલુ-બંધ નિયંત્રણનો ઉપયોગ કરે છે.
ચાલુ-બંધ નિયંત્રણના ફાયદા અને ગેરફાયદા
ઑન-ઑફ નિયંત્રણના ફાયદાઓમાં શામેલ છે:
- તે અમલમાં મૂકવું સરળ અને સસ્તું છે.
- તે સમજવા અને કરવા માટે સરળ છે.
- તેનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રકારની મશીનરી અને કામગીરીમાં થઈ શકે છે.
ઑન-ઑફ નિયંત્રણના ગેરફાયદામાં શામેલ છે:
- તે સિસ્ટમમાં અચાનક ફેરફારો ઉત્પન્ન કરે છે, જે ઉત્પાદન અથવા પ્રક્રિયાને નિયંત્રિત કરવા પર નકારાત્મક અસર પેદા કરી શકે છે.
- તે ઇચ્છિત સેટપોઇન્ટને ચોક્કસ રીતે જાળવવા માટે સક્ષમ ન હોઈ શકે, ખાસ કરીને મોટા થર્મલ માસ ધરાવતી સિસ્ટમમાં.
- તે વિદ્યુત સ્વિચ અને રિલે પર ઘસારો અને અશ્રુનું કારણ બની શકે છે, જે વારંવાર બદલવા તરફ દોરી જાય છે.
લીનિયર કંટ્રોલ: ઇચ્છિત આઉટપુટ જાળવવાની કળા
રેખીય નિયંત્રણ સિદ્ધાંત ઘણા સિદ્ધાંતો પર આધારિત છે જે રેખીય નિયંત્રણ સિસ્ટમો કેવી રીતે વર્તે છે તેનું સંચાલન કરે છે. આ સિદ્ધાંતોમાં શામેલ છે:
- અનિચ્છનીય અસરોને અવગણવાનો સિદ્ધાંત: આ સિદ્ધાંત ધારે છે કે સિસ્ટમની કોઈપણ અનિચ્છનીય અસરોને અવગણી શકાય છે.
- ઉમેરણનો સિદ્ધાંત: આ સિદ્ધાંત એ ખ્યાલને વળગી રહે છે કે રેખીય સિસ્ટમનું આઉટપુટ એ દરેક ઇનપુટ એકલા અભિનય દ્વારા ઉત્પાદિત આઉટપુટનો સરવાળો છે.
- સુપરપોઝિશનનો સિદ્ધાંત: આ સિદ્ધાંત ધારે છે કે રેખીય સિસ્ટમનું આઉટપુટ એ દરેક ઇનપુટ દ્વારા એકલા અભિનય દ્વારા ઉત્પાદિત આઉટપુટનો સરવાળો છે.
નોનલાઇનર કેસ
જો સિસ્ટમ ઉમેરણ અને એકરૂપતાના સિદ્ધાંતોનું પાલન કરતી નથી, તો તેને બિનરેખીય ગણવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, વ્યાખ્યાયિત સમીકરણ એ સામાન્ય રીતે પદોનો વર્ગ છે. બિનરેખીય પ્રણાલીઓ રેખીય પ્રણાલીઓ જેવી જ રીતે વર્તે છે અને તેને નિયંત્રણની વિવિધ પદ્ધતિઓની જરૂર પડે છે.
ધ ફઝી લોજિક: એ ડાયનેમિક કંટ્રોલ સિસ્ટમ
ફઝી લોજિક એ એક પ્રકારની કંટ્રોલ સિસ્ટમ છે જે ઇનપુટ સિગ્નલને આઉટપુટ સિગ્નલમાં કન્વર્ટ કરવા માટે ફઝી સેટનો ઉપયોગ કરે છે. તે એક ગાણિતિક માળખું છે જે તાર્કિક ચલોના સંદર્ભમાં એનાલોગ ઇનપુટ મૂલ્યોનું વિશ્લેષણ કરે છે જે 0 અને 1 ની વચ્ચે સતત મૂલ્યો લે છે. ફઝી લોજિક એ ગતિશીલ નિયંત્રણ સિસ્ટમ છે જે ઇનપુટ સિગ્નલમાં ફેરફારોને નિયંત્રિત કરી શકે છે અને તે મુજબ આઉટપુટ સિગ્નલને સમાયોજિત કરી શકે છે.
ફઝી લોજિક ઇન એક્શનના ઉદાહરણો
ફઝી લોજિકનો ઉપયોગ ઘણા ક્ષેત્રોમાં નિયંત્રણ કાર્યોની વિશાળ શ્રેણી કરવા માટે થાય છે. અહીં કેટલાક ઉદાહરણો છે:
- વોટર ટ્રીટમેન્ટ: ટ્રીટમેન્ટ પ્લાન્ટ દ્વારા પાણીના પ્રવાહને નિયંત્રિત કરવા માટે ફઝી લોજીકનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. સિસ્ટમ પાણીની વર્તમાન સ્થિતિ અને ઇચ્છિત આઉટપુટ ગુણવત્તાના આધારે પ્રવાહ દરને સમાયોજિત કરે છે.
- HVAC સિસ્ટમ્સ: ફઝી લોજિકનો ઉપયોગ બિલ્ડિંગમાં તાપમાન અને ભેજને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે. સિસ્ટમ બિલ્ડિંગની વર્તમાન સ્થિતિ અને ઇચ્છિત આરામ સ્તરના આધારે તાપમાન અને ભેજને સમાયોજિત કરે છે.
- ટ્રાફિક નિયંત્રણ: અસ્પષ્ટ તર્કનો ઉપયોગ આંતરછેદ દ્વારા ટ્રાફિકના પ્રવાહને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે. સિસ્ટમ વર્તમાન ટ્રાફિક પરિસ્થિતિઓના આધારે ટ્રાફિક લાઇટના સમયને સમાયોજિત કરે છે.
ઉપસંહાર
તેથી, કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સનો ઉપયોગ ઘણા ઉદ્યોગોમાં પ્રક્રિયાઓને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે, અને તેમાં એવી સિસ્ટમની રચના, અમલીકરણ અને જાળવણીનો સમાવેશ થાય છે જે ઇનપુટમાં ફેરફાર હોવા છતાં સતત આઉટપુટ જાળવી રાખે છે.
તમે કંટ્રોલ સિસ્ટમ સાથે ખોટું ન કરી શકો, તેથી તમારા આગામી પ્રોજેક્ટમાં તેનો ઉપયોગ કરવામાં ડરશો નહીં! તેથી, આગળ વધો અને તમારા વિશ્વને નિયંત્રિત કરો!
હું જૂસ્ટ નુસેલ્ડર છું, ટૂલ્સ ડોક્ટરનો સ્થાપક, કન્ટેન્ટ માર્કેટર અને પિતા છું. મને નવા સાધનો અજમાવવાનું ગમે છે, અને મારી ટીમ સાથે મળીને હું 2016 થી ટૂલ્સ અને ક્રાફ્ટિંગ ટિપ્સ સાથે વફાદાર વાચકોને મદદ કરવા માટે ઊંડાણપૂર્વકના બ્લોગ લેખો બનાવી રહ્યો છું.
