इनपुट सिग्नल को समायोजित करके सेटपॉइंट या वांछित आउटपुट को बनाए रखने के लिए नियंत्रण प्रणाली का उपयोग किया जाता है। नियंत्रण प्रणाली खुली लूप या बंद लूप हो सकती है। ओपन लूप कंट्रोल सिस्टम में फीडबैक लूप नहीं होता है और क्लोज्ड लूप कंट्रोल सिस्टम में होता है।
इस लेख में, मैं समझाऊंगा कि नियंत्रण प्रणालियां क्या हैं, वे कैसे काम करती हैं और दैनिक जीवन में उनका उपयोग कैसे किया जाता है। इसके अलावा, मैं कंट्रोल सिस्टम के बारे में कुछ मज़ेदार तथ्य साझा करूँगा जो आप नहीं जानते होंगे!
इस पोस्ट में हम कवर करेंगे:
- नियंत्रण प्रणाली- डिजाइनिंग और कार्यान्वयन की कला
- ओपन-लूप और क्लोज्ड-लूप कंट्रोल: सेल्फ-करेक्शन और फिक्स्ड आउटपुट के बीच का अंतर
- प्रतिक्रिया नियंत्रण प्रणाली: नियंत्रण को अगले स्तर पर लाना
- तर्क नियंत्रण: सरलीकृत और प्रभावी नियंत्रण प्रणाली
- ऑन-ऑफ कंट्रोल: तापमान को नियंत्रित करने का सबसे सरल तरीका
- रैखिक नियंत्रण: वांछित आउटपुट को बनाए रखने की कला
- द फ़ज़ी लॉजिक: ए डायनामिक कंट्रोल सिस्टम
- निष्कर्ष
नियंत्रण प्रणाली- डिजाइनिंग और कार्यान्वयन की कला
नियंत्रण प्रणाली में इनपुट सिग्नल को समायोजित करके एक विशेष आउटपुट को सेट करने और बनाए रखने की प्रक्रिया शामिल होती है। लक्ष्य इनपुट में किसी भी प्रारंभिक परिवर्तन के बावजूद एक सही और सुसंगत आउटपुट का उत्पादन करना है। प्रक्रिया में निम्नलिखित सहित कई चरण शामिल हैं:
- इनपुट चरण: जहां इनपुट सिग्नल प्राप्त होता है
- प्रसंस्करण चरण: जहां सिग्नल संसाधित और विश्लेषण किया जाता है
- आउटपुट स्टेज: जहां आउटपुट सिग्नल उत्पन्न होता है
उत्पादन में नियंत्रण प्रणाली की भूमिका
नियंत्रण प्रणाली कई उद्योगों में उत्पादन और वितरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इन प्रणालियों को लागू करने के लिए अक्सर स्वचालन तकनीक का उपयोग किया जाता है, जो अत्यधिक जटिल और निर्माण के लिए महंगा हो सकता है। एक उत्कृष्ट नियंत्रण प्रणाली बनाने के लिए निम्नलिखित तत्वों की आवश्यकता होती है:
- नियंत्रित की जा रही प्रणाली की अच्छी समझ
- सही प्रकार की नियंत्रण प्रणाली को डिजाइन और कार्यान्वित करने की क्षमता
- मानक डिजाइनों और तकनीकों का एक पैकेज जिसे विशेष परिस्थितियों में लागू किया जा सकता है
एक नियंत्रण प्रणाली बनाने में शामिल कदम
नियंत्रण प्रणाली बनाने की प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:
- सिस्टम की संरचना को डिजाइन करना: इसमें आवश्यक नियंत्रण प्रणाली के प्रकार और शामिल किए जाने वाले घटकों को निर्धारित करना शामिल है
- सिस्टम को लागू करना: इसमें सावधानीपूर्वक सिस्टम का निर्माण करना और यह सुनिश्चित करने के लिए परीक्षण चलाना शामिल है कि यह सही तरीके से काम कर रहा है
- सिस्टम को बनाए रखना: इसमें समय के साथ सिस्टम के प्रदर्शन की निगरानी करना और यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक परिवर्तन करना शामिल है कि यह ठीक से काम करता रहे
ओपन-लूप और क्लोज्ड-लूप कंट्रोल: सेल्फ-करेक्शन और फिक्स्ड आउटपुट के बीच का अंतर
ओपन-लूप कंट्रोल सिस्टम को नॉन-फीडबैक कंट्रोल के रूप में भी जाना जाता है। इन प्रणालियों का एक निश्चित आउटपुट होता है जिसे किसी इनपुट या फीडबैक के आधार पर समायोजित नहीं किया जाता है। ओपन-लूप कंट्रोल सिस्टम की संरचना विशिष्ट है और इसमें एक इनपुट, एक सेट पॉइंट और एक आउटपुट शामिल है। इनपुट वह संकेत है जिसका उपयोग वांछित आउटपुट उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। सेट पॉइंट आउटपुट के लिए लक्ष्य मान है। आउटपुट चल रही प्रक्रिया का परिणाम है।
ओपन-लूप कंट्रोल सिस्टम के उदाहरणों में शामिल हैं:
- एक टोस्टर: लीवर को "चालू" चरण में रखा जाता है, और कॉइल को एक निश्चित तापमान पर गर्म किया जाता है। टोस्टर नियत समय तक गर्म रहता है, और टोस्ट ऊपर आ जाता है।
- एक वाहन में एक क्रूज नियंत्रण: एक निश्चित वेग बनाए रखने के लिए नियंत्रण निर्धारित होते हैं। पहाड़ियों या हवा जैसी बदलती परिस्थितियों के आधार पर सिस्टम समायोजित नहीं होता है।
बंद-लूप नियंत्रण: लगातार आउटपुट के लिए स्व-सुधार
क्लोज्ड-लूप कंट्रोल सिस्टम, जिसे फीडबैक कंट्रोल सिस्टम के रूप में भी जाना जाता है, एक सुसंगत आउटपुट बनाए रखने के लिए स्वयं-सही करने की क्षमता रखता है। ओपन-लूप और क्लोज्ड-लूप सिस्टम के बीच का अंतर यह है कि क्लोज-लूप सिस्टम में स्वयं को सही करने की क्षमता होती है जबकि ओपन-लूप सिस्टम नहीं करता है। एक बंद-लूप नियंत्रण प्रणाली की संरचना एक खुले-लूप प्रणाली के समान होती है, लेकिन इसमें एक फीडबैक लूप शामिल होता है। फीडबैक लूप आउटपुट से इनपुट की ओर जाता है, जिससे सिस्टम लगातार बदलती परिस्थितियों के आधार पर निगरानी और समायोजन कर सकता है।
बंद लूप नियंत्रण प्रणाली के उदाहरणों में शामिल हैं:
- एक कमरे में तापमान नियंत्रण: एक सुसंगत तापमान बनाए रखने के लिए सिस्टम कमरे में तापमान के आधार पर हीटिंग या कूलिंग को समायोजित करता है।
- साउंड सिस्टम में एम्पलीफिकेशन कंट्रोल: सिस्टम लगातार साउंड लेवल बनाए रखने के लिए आउटपुट के आधार पर एम्पलीफिकेशन को एडजस्ट करता है।
प्रतिक्रिया नियंत्रण प्रणाली: नियंत्रण को अगले स्तर पर लाना
प्रतिक्रिया नियंत्रण प्रणाली एक प्रकार की नियंत्रण प्रणाली है जो इनपुट को नियंत्रित करने के लिए प्रक्रिया के आउटपुट का उपयोग करती है। दूसरे शब्दों में, सिस्टम नियंत्रित होने वाली प्रक्रिया से एक संकेत प्राप्त करता है और वांछित आउटपुट प्राप्त करने के लिए इनपुट को समायोजित करने के लिए उस सिग्नल का उपयोग करता है।
फीडबैक कंट्रोल सिस्टम से जुड़े आरेख और नाम
फीडबैक कंट्रोल सिस्टम से जुड़े कई आरेख और नाम हैं, जिनमें निम्न शामिल हैं:
- ब्लॉक डायग्राम: ये फीडबैक कंट्रोल सिस्टम के घटकों को दिखाते हैं और बताते हैं कि वे कैसे जुड़े हुए हैं।
- स्थानांतरण कार्य: ये सिस्टम के इनपुट और आउटपुट के बीच संबंध का वर्णन करते हैं।
- क्लोज्ड-लूप सिस्टम: ये फीडबैक कंट्रोल सिस्टम हैं जहां वांछित आउटपुट को बनाए रखने के लिए आउटपुट को इनपुट में वापस फीड किया जाता है।
- ओपन-लूप सिस्टम: ये फीडबैक कंट्रोल सिस्टम हैं जहां आउटपुट को इनपुट में वापस फीड नहीं किया जाता है।
तर्क नियंत्रण: सरलीकृत और प्रभावी नियंत्रण प्रणाली
तर्क नियंत्रण एक प्रकार की नियंत्रण प्रणाली है जो निर्णय लेने और प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने के लिए बूलियन तर्क या अन्य तार्किक संचालन का उपयोग करती है। यह एक सरलीकृत और प्रभावी नियंत्रण प्रणाली है जो उत्पादन, निर्माण और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग सहित विभिन्न उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है।
तर्क नियंत्रण कैसे काम करता है?
लॉजिक कंट्रोल सिस्टम को विभिन्न प्रकार के इनपुट को संभालने और वांछित आउटपुट देने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ऑपरेशन की मूल विधि इस प्रकार है:
- सिस्टम एक इनपुट सिग्नल प्राप्त करता है, जो आमतौर पर विद्युत प्रवाह के रूप में होता है।
- इनपुट सिग्नल की तुलना तब निर्धारित मूल्य या बिंदु से की जाती है, जो सिस्टम में संग्रहीत होता है।
- यदि इनपुट सिग्नल सही है, तो सिस्टम एक विशिष्ट क्रिया करेगा या एक विशिष्ट सेटिंग पर स्विच करेगा।
- यदि इनपुट सिग्नल गलत है, तो सिस्टम तब तक इनपुट प्राप्त करता रहेगा जब तक कि सही मान नहीं पहुंच जाता।
तर्क नियंत्रण प्रणाली के उदाहरण
तर्क नियंत्रण प्रणाली का उपयोग अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जाता है, जिनमें निम्न शामिल हैं:
- यातायात बत्तियाँ: यातायात बत्तियाँ यातायात के प्रवाह के आधार पर लाल, पीली और हरी बत्तियों के बीच स्विच करने के लिए तर्क नियंत्रण का उपयोग करती हैं।
- औद्योगिक रोबोट: औद्योगिक रोबोट वेल्डिंग, पेंटिंग और असेंबली जैसे जटिल कार्यों को करने के लिए लॉजिक कंट्रोल का उपयोग करते हैं।
- स्वचालित वाशिंग मशीन: स्वचालित वाशिंग मशीन उपयोगकर्ता के इनपुट के आधार पर विभिन्न वाश चक्रों और तापमान के बीच स्विच करने के लिए तर्क नियंत्रण का उपयोग करती हैं।
ऑन-ऑफ कंट्रोल: तापमान को नियंत्रित करने का सबसे सरल तरीका
ऑन-ऑफ नियंत्रण ऐतिहासिक रूप से इंटरकनेक्टेड रिले, कैम टाइमर और स्विच का उपयोग करके कार्यान्वित किया जाता है जो सीढ़ी क्रम में निर्मित होते हैं। हालांकि, प्रौद्योगिकी की प्रगति के साथ, माइक्रोकंट्रोलर्स, विशेष प्रोग्राम योग्य तर्क नियंत्रकों और अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का उपयोग करके अब ऑन-ऑफ नियंत्रण किया जा सकता है।
ऑन-ऑफ कंट्रोल के उदाहरण
ऑन-ऑफ नियंत्रण का उपयोग करने वाले उत्पादों के कुछ उदाहरणों में शामिल हैं:
- घरेलू थर्मोस्टैट्स जो हीटर को चालू करते हैं जब कमरे का तापमान वांछित सेटिंग से नीचे चला जाता है और इसके ऊपर जाने पर इसे बंद कर देता है।
- रेफ्रिजरेटर जो फ्रिज के अंदर का तापमान वांछित तापमान से अधिक होने पर कंप्रेसर को चालू कर देता है और इसके नीचे जाने पर इसे बंद कर देता है।
- वाशिंग मशीन जो अलग-अलग परस्पर संबंधित अनुक्रमिक संचालन को ट्रिगर करने के लिए ऑन-ऑफ नियंत्रण का उपयोग करती हैं।
- न्यूमेटिक एक्चुएटर्स जो एक निश्चित दबाव स्तर को बनाए रखने के लिए ऑन-ऑफ नियंत्रण का उपयोग करते हैं।
ऑन-ऑफ कंट्रोल के फायदे और नुकसान
ऑन-ऑफ नियंत्रण के लाभों में शामिल हैं:
- इसे लागू करना सरल और सस्ता है।
- इसे समझना और प्रदर्शन करना आसान है।
- इसका उपयोग विभिन्न प्रकार की मशीनरी और संचालन में किया जा सकता है।
ऑन-ऑफ नियंत्रण के नुकसान में शामिल हैं:
- यह सिस्टम में अचानक परिवर्तन पैदा करता है, जो नियंत्रित होने वाले उत्पाद या प्रक्रिया पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकता है।
- यह वांछित सेटपॉइंट को सटीक रूप से बनाए रखने में सक्षम नहीं हो सकता है, खासकर बड़े तापीय द्रव्यमान वाले सिस्टम में।
- यह बिजली के स्विच और रिले पर टूट-फूट का कारण बन सकता है, जिससे बार-बार प्रतिस्थापन होता है।
रैखिक नियंत्रण: वांछित आउटपुट को बनाए रखने की कला
रैखिक नियंत्रण सिद्धांत कई सिद्धांतों पर आधारित है जो नियंत्रित करते हैं कि रैखिक नियंत्रण प्रणाली कैसे व्यवहार करती है। इन सिद्धांतों में शामिल हैं:
- अवांछित प्रभावों की अनदेखी का सिद्धांत: यह सिद्धांत मानता है कि सिस्टम के किसी भी अवांछित प्रभाव को नजरअंदाज किया जा सकता है।
- योगात्मकता का सिद्धांत: यह सिद्धांत इस अवधारणा का पालन करता है कि एक रेखीय प्रणाली का उत्पादन अकेले अभिनय करने वाले प्रत्येक इनपुट द्वारा उत्पादित आउटपुट का योग है।
- सुपरपोज़िशन का सिद्धांत: यह सिद्धांत मानता है कि एक रैखिक प्रणाली का आउटपुट अकेले कार्य करने वाले प्रत्येक इनपुट द्वारा उत्पादित आउटपुट का योग है।
द नॉनलाइनियर केस
यदि कोई प्रणाली योगात्मकता और एकरूपता के सिद्धांतों का पालन नहीं करती है, तो इसे अरैखिक माना जाता है। इस मामले में, परिभाषित समीकरण आमतौर पर शर्तों का एक वर्ग होता है। गैर-रैखिक प्रणालियाँ रैखिक प्रणालियों के समान व्यवहार नहीं करती हैं और नियंत्रण के विभिन्न तरीकों की आवश्यकता होती है।
द फ़ज़ी लॉजिक: ए डायनामिक कंट्रोल सिस्टम
फ़ज़ी लॉजिक एक प्रकार की नियंत्रण प्रणाली है जो इनपुट सिग्नल को आउटपुट सिग्नल में बदलने के लिए फ़ज़ी सेट का उपयोग करती है। यह एक गणितीय संरचना है जो 0 और 1 के बीच निरंतर मान लेने वाले तार्किक चर के संदर्भ में एनालॉग इनपुट मानों का विश्लेषण करती है। फ़ज़ी लॉजिक एक गतिशील नियंत्रण प्रणाली है जो इनपुट सिग्नल में परिवर्तन को संभाल सकती है और तदनुसार आउटपुट सिग्नल को समायोजित कर सकती है।
कार्रवाई में फ़ज़ी लॉजिक के उदाहरण
फ़ज़ी लॉजिक का उपयोग कई क्षेत्रों में नियंत्रण कार्यों की एक विस्तृत श्रृंखला को करने के लिए किया जाता है। यहां कुछ उदाहरण दिए गए हैं:
- जल उपचार: उपचार संयंत्र के माध्यम से पानी के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए फ़ज़ी लॉजिक का उपयोग किया जाता है। सिस्टम पानी की वर्तमान स्थिति और वांछित आउटपुट गुणवत्ता के आधार पर प्रवाह दर को समायोजित करता है।
- एचवीएसी सिस्टम: एक इमारत में तापमान और आर्द्रता को नियंत्रित करने के लिए फ़ज़ी लॉजिक का उपयोग किया जाता है। सिस्टम भवन की वर्तमान स्थिति और वांछित आराम स्तर के आधार पर तापमान और आर्द्रता को समायोजित करता है।
- यातायात नियंत्रण: फ़ज़ी लॉजिक का उपयोग किसी चौराहे से यातायात के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। सिस्टम वर्तमान ट्रैफिक स्थितियों के आधार पर ट्रैफिक लाइट के समय को समायोजित करता है।
निष्कर्ष
इसलिए, कई उद्योगों में प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने के लिए नियंत्रण प्रणालियों का उपयोग किया जाता है, और उनमें एक ऐसी प्रणाली को डिजाइन करना, कार्यान्वित करना और बनाए रखना शामिल है जो इनपुट में बदलाव के बावजूद एक सुसंगत आउटपुट बनाए रखता है।
आप एक नियंत्रण प्रणाली के साथ गलत नहीं कर सकते, इसलिए अपने अगले प्रोजेक्ट में एक का उपयोग करने से न डरें! तो, आगे बढ़ो और अपनी दुनिया को नियंत्रित करो!
मैं जोस्ट नुसेल्डर, टूल्स डॉक्टर, कंटेंट मार्केटर और डैड का संस्थापक हूं। मुझे नए उपकरण आज़माना पसंद है, और मैं अपनी टीम के साथ मिलकर 2016 से गहन ब्लॉग लेख बना रहा हूँ ताकि वफादार पाठकों को टूल और क्राफ्टिंग युक्तियों के साथ मदद मिल सके।
