Կառավարման համակարգերն օգտագործվում են սահմանված կետը կամ ցանկալի ելքը պահպանելու համար՝ մուտքային ազդանշանը կարգավորելու միջոցով: Կառավարման համակարգերը կարող են լինել բաց կամ փակ հանգույց: Բաց հանգույցի կառավարման համակարգերը չունեն հետադարձ կապ, իսկ փակ հանգույցի կառավարման համակարգերն ունեն:
Այս հոդվածում ես կբացատրեմ, թե ինչ են կառավարման համակարգերը, ինչպես են դրանք աշխատում և ինչպես են դրանք օգտագործվում առօրյա կյանքում: Բացի այդ, ես կկիսվեմ որոշ զվարճալի փաստերով կառավարման համակարգերի մասին, որոնք դուք գուցե չգիտեք:
Այս գրառման մեջ մենք կլուսաբանենք.
- Վերահսկիչ համակարգեր - Նախագծման և իրականացման արվեստ
- Բաց հանգույցի և փակ հանգույցի հսկողություն. տարբերությունը ինքնաուղղման և ֆիքսված արդյունքի միջև
- Հետադարձ կապի վերահսկման համակարգեր. Վերահսկումը հաջորդ մակարդակի հասցնելը
- Տրամաբանական կառավարում. պարզեցված և արդյունավետ կառավարման համակարգեր
- Ջերմաստիճանի վերահսկման ամենապարզ մեթոդը
- Գծային վերահսկում. Ցանկալի արդյունքների պահպանման արվեստը
- Fuzzy Logic. Դինամիկ կառավարման համակարգ
- Եզրափակում
Վերահսկիչ համակարգեր - Նախագծման և իրականացման արվեստ
Վերահսկիչ համակարգերը ներառում են մուտքային ազդանշանը կարգավորելու միջոցով որոշակի ելքի տեղադրման և պահպանման գործընթացը: Նպատակը ճիշտ և հետևողական արդյունք տալն է, չնայած սկզբնական փոփոխություններին: Գործընթացը ներառում է մի շարք փուլեր, ներառյալ հետևյալը.
- Մուտքային փուլ. որտեղ ստացվում է մուտքային ազդանշանը
- Մշակման փուլ. որտեղ ազդանշանը մշակվում և վերլուծվում է
- Ելքային փուլ. որտեղ արտադրվում է ելքային ազդանշանը
Կառավարման համակարգերի դերը արտադրության մեջ
Վերահսկիչ համակարգերը նշանակալի դեր են խաղում արտադրության և բաշխման մեջ բազմաթիվ ոլորտներում: Ավտոմատացման տեխնոլոգիան հաճախ օգտագործվում է այս համակարգերի ներդրման համար, որոնց կառուցումը կարող է լինել շատ բարդ և թանկ: Գերազանց կառավարման համակարգ ստեղծելու համար անհրաժեշտ են հետևյալ տարրերը.
- Վերահսկվող համակարգի լավ պատկերացում
- Կառավարման համակարգի ճիշտ տեսակի նախագծման և ներդրման ունակությունը
- Ստանդարտ նախագծերի և տեխնիկայի փաթեթ, որը կարող է կիրառվել որոշակի իրավիճակներում
Կառավարման համակարգի ստեղծման հետ կապված քայլերը
Վերահսկիչ համակարգի ստեղծման գործընթացը ներառում է հետևյալ քայլերը.
- Համակարգի կառուցվածքի նախագծում. Սա ներառում է պահանջվող կառավարման համակարգի տեսակի և ներառված բաղադրիչների որոշումը
- Համակարգի ներդրում. Սա ներառում է համակարգի մանրակրկիտ կառուցում և փորձարկումներ՝ համոզվելու համար, որ այն ճիշտ է աշխատում:
- Համակարգի պահպանում. Սա ներառում է ժամանակի ընթացքում համակարգի աշխատանքի մոնիտորինգ և ցանկացած անհրաժեշտ փոփոխություն՝ ապահովելու համար, որ այն շարունակի ճիշտ գործել:
Բաց հանգույցի և փակ հանգույցի հսկողություն. տարբերությունը ինքնաուղղման և ֆիքսված արդյունքի միջև
Բաց հանգույցի կառավարման համակարգերը հայտնի են նաև որպես ոչ հետադարձ հսկողություն: Այս համակարգերն ունեն ֆիքսված արդյունք, որը չի ճշգրտվում որևէ մուտքի կամ հետադարձ կապի հիման վրա: Բաց հանգույցի կառավարման համակարգի կառուցվածքը բնորոշ է և ներառում է մուտքագրում, սահմանված կետ և ելք: Մուտքը այն ազդանշանն է, որն օգտագործվում է ցանկալի ելքը արտադրելու համար: Սահմանված կետը արդյունքի նպատակային արժեքն է: Արդյունքը գործարկման գործընթացի արդյունք է:
Բաց հանգույցի կառավարման համակարգերի օրինակները ներառում են.
- Տոստեր. Լծակը տեղադրվում է «միացված» փուլում, և կծիկները տաքացվում են մինչև ֆիքսված ջերմաստիճան: Տոստերը տաքանում է մինչև նշանակված ժամանակը, և կենացը դուրս է գալիս:
- Կռուիզ-կոնտրոլ մեքենայում. Կառավարիչները նախատեսված են ֆիքսված արագություն պահպանելու համար: Համակարգը չի կարգավորվում փոփոխվող պայմանների հիման վրա, ինչպիսիք են բլուրները կամ քամին:
Փակ օղակի հսկողություն. Ինքնուղղում` հետևողական արդյունքի համար
Փակ օղակի կառավարման համակարգերը, որոնք նաև հայտնի են որպես հետադարձ կապի վերահսկման համակարգեր, ունեն ինքնուրույն շտկվելու ունակություն՝ հետևողական արդյունքը պահպանելու համար: Բաց հանգույցի և փակ օղակի համակարգերի միջև տարբերությունն այն է, որ փակ հանգույցն ունի ինքնուրույն շտկվելու ունակություն, մինչդեռ բաց հանգույցը չունի: Փակ հանգույցի կառավարման համակարգի կառուցվածքը նման է բաց հանգույցի համակարգի կառուցվածքին, սակայն այն ներառում է հետադարձ կապ: Հետադարձ կապի օղակը տանում է ելքից դեպի մուտք, ինչը թույլ է տալիս համակարգին շարունակաբար վերահսկել և հարմարեցնել փոփոխվող պայմանների հիման վրա:
Փակ հանգույցի կառավարման համակարգերի օրինակները ներառում են.
- Ջերմաստիճանի վերահսկում սենյակում. համակարգը կարգավորում է ջեռուցումը կամ հովացումը՝ ելնելով սենյակի ջերմաստիճանից՝ կայուն ջերմաստիճանը պահպանելու համար:
- Ձայնային համակարգում ուժեղացման կառավարում. Համակարգը կարգավորում է ուժեղացումը՝ հիմնվելով ելքի վրա, որպեսզի պահպանի ձայնի կայուն մակարդակը:
Հետադարձ կապի վերահսկման համակարգեր. Վերահսկումը հաջորդ մակարդակի հասցնելը
Հետադարձ կապի կառավարման համակարգերը կառավարման համակարգի մի տեսակ են, որն օգտագործում է գործընթացի ելքը՝ մուտքագրումը վերահսկելու համար: Այլ կերպ ասած, համակարգը ազդանշան է ստանում վերահսկվող գործընթացից և օգտագործում է այդ ազդանշանը՝ մուտքը հարմարեցնելու համար՝ հասնելու ցանկալի արդյունքին:
Դիագրամներ և անուններ, որոնք կապված են Հետադարձ կապի կառավարման համակարգերի հետ
Կան մի քանի դիագրամներ և անուններ, որոնք կապված են հետադարձ կապի կառավարման համակարգերի հետ, ներառյալ.
- Բլոկ դիագրամներ. դրանք ցույց են տալիս հետադարձ կապի կառավարման համակարգի բաղադրիչները և դրանց միացման եղանակը:
- Փոխանցման գործառույթներ. դրանք նկարագրում են կապը համակարգի մուտքի և ելքի միջև:
- Փակ օղակի համակարգեր. Սրանք հետադարձ կապի վերահսկման համակարգեր են, որտեղ ելքը վերադարձվում է մուտքագրմանը՝ ցանկալի արդյունքը պահպանելու համար:
- Բաց ցիկլով համակարգեր. Սրանք հետադարձ կապի վերահսկման համակարգեր են, որտեղ ելքը հետ չի վերադարձվում մուտքային:
Տրամաբանական կառավարում. պարզեցված և արդյունավետ կառավարման համակարգեր
Տրամաբանական կառավարումը կառավարման համակարգի մի տեսակ է, որն օգտագործում է բուլյան տրամաբանությունը կամ այլ տրամաբանական գործողություններ որոշումներ կայացնելու և վերահսկելու գործընթացները: Այն պարզեցված և արդյունավետ կառավարման համակարգ է, որը լայնորեն կիրառվում է տարբեր ոլորտներում, ներառյալ արտադրությունը, արտադրությունը և էլեկտրատեխնիկան:
Ինչպե՞ս է աշխատում տրամաբանական հսկողությունը:
Տրամաբանական կառավարման համակարգերը նախագծված են մի շարք մուտքեր մշակելու և ցանկալի արդյունք ստանալու համար: Գործողության հիմնական մեթոդը հետևյալն է.
- Համակարգը ստանում է մուտքային ազդանշան, որը սովորաբար լինում է էլեկտրական հոսանքի տեսքով։
- Այնուհետև մուտքային ազդանշանը համեմատվում է սահմանված արժեքի կամ կետի հետ, որը պահվում է համակարգում:
- Եթե մուտքային ազդանշանը ճիշտ է, համակարգը կկատարի որոշակի գործողություն կամ կանցնի որոշակի պարամետրի:
- Եթե մուտքային ազդանշանը սխալ է, համակարգը կշարունակի մուտքագրում ստանալ մինչև ճիշտ արժեքի հասնելը:
Տրամաբանական կառավարման համակարգերի օրինակներ
Տրամաբանական կառավարման համակարգերը օգտագործվում են կիրառությունների լայն շրջանակում, ներառյալ.
- Երթևեկության լույսեր. լուսացույցներն օգտագործում են տրամաբանական հսկողություն՝ կարմիր, դեղին և կանաչ լույսերի միջև անցնելու համար՝ ելնելով երթևեկության հոսքից:
- Արդյունաբերական ռոբոտներ. Արդյունաբերական ռոբոտները օգտագործում են տրամաբանական հսկողություն բարդ առաջադրանքներ կատարելու համար, ինչպիսիք են եռակցումը, ներկումը և հավաքումը:
- Ավտոմատ լվացքի մեքենաներ. ավտոմատ լվացքի մեքենաները օգտագործում են տրամաբանական հսկողություն՝ օգտագործողի տվյալների հիման վրա լվացքի տարբեր ցիկլերի և ջերմաստիճանների միջև անցնելու համար:
Ջերմաստիճանի վերահսկման ամենապարզ մեթոդը
On-Off կառավարումը պատմականորեն իրականացվում է փոխկապակցված ռելեների, տեսախցիկի ժամանակաչափերի և անջատիչների միջոցով, որոնք կառուցված են սանդուղքի հաջորդականությամբ: Այնուամենայնիվ, տեխնոլոգիայի առաջընթացի հետ մեկտեղ, անջատված կառավարումն այժմ կարող է իրականացվել միկրոկառավարիչների, մասնագիտացված ծրագրավորվող տրամաբանական կարգավորիչների և այլ էլեկտրոնային սարքերի միջոցով:
On-Off Control-ի օրինակներ
Արտադրանքի մի քանի օրինակներ, որոնք օգտագործում են անջատման հսկողություն, ներառում են.
- Կենցաղային թերմոստատներ, որոնք միացնում են ջեռուցիչը, երբ սենյակի ջերմաստիճանը իջնում է ցանկալի կարգավորումից և անջատում այն, երբ այն բարձրանում է:
- Սառնարաններ, որոնք միացնում են կոմպրեսորը, երբ սառնարանի ներսում ջերմաստիճանը բարձրանում է ցանկալի ջերմաստիճանից և անջատում այն, երբ այն իջնում է դրանից ցածր:
- Լվացքի մեքենաներ, որոնք օգտագործում են միացման-անջատման հսկողությունը՝ տարբեր փոխկապակցված հաջորդական գործողություններ գործարկելու համար:
- Օդաճնշական շարժիչներ, որոնք օգտագործում են միացման-անջատման հսկողություն՝ որոշակի ճնշման մակարդակ պահպանելու համար:
On-Off Control-ի առավելություններն ու թերությունները
Անջատման կառավարման առավելությունները ներառում են.
- Այն իրականացնելը պարզ է և էժան:
- Հեշտ է հասկանալ և կատարել:
- Այն կարող է օգտագործվել տարբեր տեսակի մեքենաների և գործառնությունների մեջ:
Անջատման հսկողության թերությունները ներառում են.
- Այն առաջացնում է համակարգում կտրուկ փոփոխություններ, որոնք կարող են բացասական հետևանքներ առաջացնել վերահսկվող արտադրանքի կամ գործընթացի վրա:
- Հնարավոր է, որ այն չկարողանա ճշգրիտ պահպանել ցանկալի սահմանաչափը, հատկապես մեծ ջերմային զանգված ունեցող համակարգերում:
- Դա կարող է հանգեցնել էլեկտրական անջատիչների և ռելեների մաշվածության և հաճախակի փոխարինման:
Գծային վերահսկում. Ցանկալի արդյունքների պահպանման արվեստը
Գծային կառավարման տեսությունը հիմնված է մի քանի սկզբունքների վրա, որոնք կարգավորում են, թե ինչպես են վարվում գծային կառավարման համակարգերը: Այս սկզբունքները ներառում են.
- Անցանկալի հետևանքների անտեսման սկզբունքը. Այս սկզբունքը ենթադրում է, որ համակարգի ցանկացած անցանկալի հետևանք կարող է անտեսվել:
- Հավելվածության սկզբունքը. Այս սկզբունքը հավատարիմ է այն հայեցակարգին, որ գծային համակարգի արդյունքը յուրաքանչյուր մուտքի մենակ գործող ելքերի գումարն է:
- Սուպերպոզիցիայի սկզբունքը. Այս սկզբունքը ենթադրում է, որ գծային համակարգի արդյունքը յուրաքանչյուր մուտքի մենակ գործող ելքերի գումարն է:
Ոչ գծային դեպք
Եթե համակարգը չի պահպանում հավելումների և միատարրության սկզբունքները, ապա այն համարվում է ոչ գծային: Այս դեպքում որոշիչ հավասարումը սովորաբար տերմինների քառակուսի է: Ոչ գծային համակարգերը չեն վարվում այնպես, ինչպես գծային համակարգերը և պահանջում են վերահսկման տարբեր մեթոդներ:
Fuzzy Logic. Դինամիկ կառավարման համակարգ
Fuzzy logic-ը կառավարման համակարգի մի տեսակ է, որն օգտագործում է մշուշոտ հավաքածուներ մուտքային ազդանշանը ելքային ազդանշանի վերածելու համար: Այն մաթեմատիկական կառույց է, որը վերլուծում է անալոգային մուտքային արժեքները տրամաբանական փոփոխականների առումով, որոնք ընդունում են 0-ից 1-ի միջև շարունակական արժեքներ: Fuzzy logic-ը դինամիկ կառավարման համակարգ է, որը կարող է կարգավորել մուտքային ազդանշանի փոփոխությունները և համապատասխանաբար կարգավորել ելքային ազդանշանը:
Fuzzy Logic-ի օրինակներ գործողության մեջ
Fuzzy տրամաբանությունը օգտագործվում է բազմաթիվ ոլորտներում՝ հսկիչ առաջադրանքների լայն շրջանակ կատարելու համար: Ահա մի քանի օրինակներ.
- Ջրի մաքրում. Մշուշոտ տրամաբանությունն օգտագործվում է մաքրման կայանով ջրի հոսքը վերահսկելու համար: Համակարգը կարգավորում է հոսքի արագությունը՝ հիմնվելով ջրի ներկա վիճակի և ելքի ցանկալի որակի վրա:
- HVAC համակարգեր. Fuzzy տրամաբանությունն օգտագործվում է շենքում ջերմաստիճանը և խոնավությունը վերահսկելու համար: Համակարգը կարգավորում է ջերմաստիճանը և խոնավությունը՝ հիմնվելով շենքի ներկա վիճակի և հարմարավետության ցանկալի մակարդակի վրա:
- Երթևեկության վերահսկում. Անորոշ տրամաբանությունն օգտագործվում է խաչմերուկով երթևեկության հոսքը վերահսկելու համար: Համակարգը կարգավորում է լուսացույցների ժամանակացույցը՝ ելնելով ընթացիկ երթեւեկության պայմաններից:
Եզրափակում
Այսպիսով, կառավարման համակարգերը օգտագործվում են բազմաթիվ ոլորտներում գործընթացները վերահսկելու համար, և դրանք ներառում են այնպիսի համակարգի նախագծում, ներդրում և պահպանում, որը պահպանում է հետևողական արդյունքը, չնայած մուտքագրման փոփոխություններին:
Դուք չեք կարող սխալվել կառավարման համակարգի հետ, այնպես որ մի վախեցեք օգտագործել այն ձեր հաջորդ նախագծում: Այսպիսով, առաջ գնացեք և կառավարեք ձեր աշխարհը:
Ես Joost Nusselder-ն եմ՝ Tools Doctor-ի հիմնադիրը, բովանդակության շուկայավարը և հայրիկը: Ես սիրում եմ փորձել նոր սարքավորումներ, և ես իմ թիմի հետ միասին 2016 թվականից ստեղծում եմ բլոգի խորը հոդվածներ՝ օգնելու հավատարիմ ընթերցողներին գործիքների և արհեստագործական խորհուրդների հարցում:
