User talk:Abdalsslam.ali

التحكـــــم الآلــــــــي
←المقدمـــــــــــة--عبدالسلام شوق (talk) 22:44, 16 April 2017 (UTC) إن العالم شهد منذ امد بعيد تطبيقات لمفهوم نظرية التحكم ,وكان للحرب العالمية الثانية اثر كبير في تطور نظم التحكم الالي في كثير من التطبيقات الكيميائيه والميكانيكيه والكهربية وفي مجال الطيران والبحرية, مما ارسى قواعد جديده لنظم التحكم الحديثة. وفي الوقت نفسه برز الاهتمام باستخدام الحاسبات في توجيه المدفعيه المضاده للطائرات والتحكم في الرادارات والتعرف على الاهداف.

ثم اخذ العالم يتجه في الاونه الاخيره إلى إدخال علوم الاتصالات والتحكم في مختلف مجالات الحياه اليوميه للانسان وذلك لغرض تحسينها وجعلها اكثر رفاهيه وتقدم.

المفاهيم الاساسية لمنظومه التحكم الآلي: النظام: هو عباره عن مجموعه من المكونات المترابطة التي تؤدي او تحقق هدفا ما سواء كانت نمطا صناعيا او سياسيا او خلافه. التحكم: عباره عن عملية تصحيح مسار النظام كي يمضي في الاتجاه الصحيح، ويعتمد ذلك على مجموعه الاوامر التي تصدر لهذا الغرض.فاذا تم ذلك بغير تدخل الانسان فتعتبر العملية تحكما آليا او تحكما أوتوماتيكيا, أما إذا أديرت العملية بواسطة الانسان فتعتبرتحكما فقط بدون ذكر كلمه "الي". تعريف نظام التحكم : ان اي نظام اذا تحقق فيه سريان المعلومات بين عناصره المختلفه وتحليل ومعالجه بعض المعلومات والبيانات لغرض استخدامها عن طريق مسار التغذيه الراجعه المرتده من الخرج الى الدخل يقال عنه نظام تحكم. تعريف منظومه التحكم الآلي : مجموعه من الاجهزه والمعدات التي ركبت على منشأة هندسيه بطريقه معينه بحيث يمكن التحكم والسيطره على بعض او كل المتغيرات الهامه ففي هذه المنشاء السيطره تتم بطريقه محسوبه بحيث يتحقق الهدف الاساسي الذي صممت من أجله هذه المنظومه. مكونات نظام التحكم : 1: العملية المراد التحكم فيها او نموذج لها. 2: القيود او الحدود او الظروف الخارجية التي يجري العمل في اطارها. 3: دالة الهدف أو جودة الاداء المطلوبة. 4: الطريقه الحسابية أو الاوامر او طرق التحكم التي يجب تنفيذها للوصول بالنموذج الى الهدف في ظل الظروف الخارجيه والقيود. نظامي التحكم : نظام التحكم حلقي ذو دائره مفتوحة.)OPEN LOOP ) في هذا النظام اشاره الخرج لاتؤثر على اشاره الدخل. فاذا كان المطلوب هو نظام تتبع بحيث تكون الاشاره الخارجه مساويه للاشاره الداخلة, فان جهاز التحكم  (ح)  يجب ان يقوم بعمل مساو لمعكوس العملية ( ع ).

عيوب هذا النظام : ا:   أن العملية العكسيةعادة ما تكون صعبه التنفيذ او غير قابله للتصنيع. ب: ان أي اشاره تدخل على العمليه تحت التحكم   لايمكن التحكم فيها. وبالتالي فان النظام ككل يتصف بانه نظام تحكم غير دقيق وغير عملي في كثير من التطبيقات. نظام تحكم حلقي ذو دائره مغلقه( CLOSE LOOP ) في هذا النظام يتم اضافه وسائل لقياس الخرج ومقارنته باشاره الدخل ثم الحصـول على اشـــاره الخطأ عن طريق اشاره تصل الخرج بالـــــــــــدخل وهذه الاشاره تـسمى التغذيــــه الراجعــــه ( FEEDBACK). وعلى اساس اشاره التغذيه الراجعه يتم تصحيح الخطأ. مصنفات نظم التحكم (1) أنظمه مستمرة وأنظمه رقمية: ألانظمه المستمرة هي تلك التي تكون فيها الاشارات تماثليه أي مستمرة مع الزمن. اما الانظمه الرقمية فهي تلك التي تكون فيها الاشارات متقطعه مع الزمن. (2)أنظمه خطية وأنظمة غير خطية: الانظمه الخطيه هي التي تكون فيها المكونات نظاما خطيا في تعاملها مع الاشارات .ولا تحتوي على تغذيه راجعه. الانظمه غير الخطية هي التي تكون مكوناتها نظما غير خطية في تعاملها مع الاشارات وتحتوي على تغذيه راجعه. (3) أنظمه ثابته وأنظمه متغيرة مع الزمن: وذلك حسب طبيعه مكونات النظام فهي اما تكون مكونات ثابته لا تتغير مع الزمن ،او متغيرة ففي النظم الثابته يحتاج الامر الى مكونات او اجهزه تحكم ثابته، اما في النظم المتغيرة مع الزمن فيحتاج الى اجهزه تحكم متغيرة مع الزمن. (4) أنظمه عشوائية وأنظمه محدده: وذلك طبقا لاشاره طبيعه الاوامر, فاذا كان اشارات الاوامر معروفه مسبقا كان النظام محددا ، واذا كانت هذه الاشارات غير معروفه او معروفه بطرق احصائيه كان نظام التحكم نظاما عشوائيا. طـــــرق التحكم : (1) تحكم موضعين : هذا النوع شائع الاستعمال وسهل التركيب والتصميم وفيه ييكون للمتحكم قيمتان محتملتان للخرج, ويعتمد هذا على اشارة نسبة الخطأ .والتحكم ذي الموضعين  يقوم بالتغذية الكهربائيه على شكل نبضات لأيه عمليه .وهذا يسبب دورات المتحكم فيه. (2)التحكم العام : هذا النوع هو حاله خاصه من تحكم الموضعين حيث تكون قيمه الخرج النهائي ثابته متى كانت نسبه الخطأ في مدى المسموح به .اما اذا تغيرت قيمه الخرج النهائي وكانت نسبه الخطا تعدت المدى المسموح به يبدأ التغير في الخرج حتى ترجع نسبه الخطا الى المدى المسموح به. الى ان تثبت قيمه الخرج النهائي عند هذا الحد. (3) التحكم التناسبي: في هذا النوع قيمة الخرج لجهاز التحكم ستكون متناسبه طرديا مع الخطأ بين الدخل والتغذية المرتده. كما توجد علاقه ثابته خطية بين قيمه الخرج المتحكم فيه وبين وضع الحكم النهائي. ويتميز هذا النوع بانه لايوجد فيه أي تاخير زمني بين الدخل والخرج .حيث تكون الاستجابة هنا فورية وسريعة. لذا يستخدم في عمليات التحكم التي تتطلب استجابه سريعه.

(4) التحكم التكاملي : وفي هذا النوع تتغير قيمه الخرج في المتحكمات طبقا لتكامل نسبه الخطا. أي ان قيمه الخرج تساوي ثابت مضروبه في مساحه منحني الخطا في الفتره الزمنه بين الصفر ولحظه زمنيه ما. وهذا معناه ان التحكم اتتاخذ بالاعتبار ليس فقط متجه الخطا اللحظي ولكن القيم السابقه للخطا. ويستخدم في الحالات التي يفضل فيها ان لا توجد نسبه أي خطا في الخرج مثل دوائر سرعات المحركات الميكانيكية والكهربائيه. (5) التحكم التفاضلي: في هذا النوع يتناسب خرج المتحكمات طرديا مع معدل التغير في نسبه الخطا, وهذا النوع يعدل وضع خرج النظام قيد التحكم في حاله تغير الخطا, ويساعد في عملية الاستقرار في النظام الكلي للمتحكم , على هذا الاساس فان هذا النوع لا يستخدم منفردا بل يستخدم مع انواع اخرى. اجزاء منظومه التحكم الآلي: (1) المحكومة: هي تلك المنشأة الهندسية او العملية التقنية او الماكنة التي يراد التحكم في احد او عدد معين من المتغيرات عند مخرجها وهذه المتغيرات تسمى بمتغيرات التحكم. والمحكومة يمكن ان تقع تحت تأثير اشاره المنظم وهي اشاره التحكم وهي اشاره محسوبه بقانون معين من قبل المنظم بالاضافه الى انها تحاول تصحيح قيمه متغير التحكم,   و يمكن ان تقع تحت تاثير اشاره من  تشويش خارجي ويكون ذا اثر غير مرغوب فيه وغالبا ما يكون عشوائيا يتسبب في ان تحيد قيمه متغير التحكم عن القيمه المطلوبه.

(2) عنصر الحس( sensor) وحلول الاشارة: لكي تتم مقارنه القيمه الفعلية لمتغير التحكم بالقيمه المطلوبه فانه يلزم قياسها بواسطه جهاز قياس مناسب يحتوي على عنصر حس يتاثر تأثرا ملحوظا بتغير القيمه لمتغير التحكم.وفي كثير من الاحوال يحتاج المصمم الى ان يغير نوع الاشاره الخارجيه من عنصر الحس الى نوع اخر (مثلا تحويل الاشارات الميكانيكيه الى كهربائيه ) يتناسب مع طبيعه مكونات المنظومه ولذلك يستخدم ما يسمى بمحول الاشارهtransducer وهو عنصر يتوقف تكوينه على نوع الاشارة الداخله اليه والخارجه منه. و سنذكر بالتفصيل بعض انواع الحساسات. (3) المنظم : هو جهاز يعمل بقانون معين يسمى قانون التحكم وهذا القانون يحدد العلاقه التي تربط إشاره الخطأ باشاره التحكم التي يخرجها المنظم. ويعتبر اهم مكونات منظومه التحكم ويحتاج في تصميمه وضبطه إلى عنايه فائقه ودراسه دقيقه،ويشتمل المنظم في كثير من الاحيان على مقارن يقوم بمقارنه القيمه الفعليه لمتغير التحكم بالقيمه المطلوبه التي تغذي المنظم عن طريق ما يسمى بجهاز ضبط الإشاره. (4) عضو التحكم النهائي : وهو محرك ( كهربائي – هيدروليكي –هوائي_الخ) مسؤول عن تنفيذ إشاره التحكم والتأثير بها على المحكومه بغرض ضبط وتصحيح قيمه متغير التحكم. (5)المنظومه المفتوحه والمنظومه المقفله: المنظومه المفتوحه هي المنظومه التي لا تتوقف اشاره التحكم فيها على القيمه الفعليه لمتغير التحكم اما في المنظومه المقفله فان اشاره التحكم تتوقف بكيفيه او باخرى على القيمه لمتغير التحكم. (6) التغذيه المرتده: ان فكره التغذيه المرتده تعتبر الاساس الاول في تصميم منظومات التحكم الآلي, وهذه النظريه تقوم على اساس مقارنه القيمه الفعليه لمتغير التحكم بالقيمه المطلوبه ثم تحديد اشاره تحكم مناسبه تتوقف بكيفيه او بأخرى على قيمه اشاره الخطأ الناتجه من عمليه المقارنهالسابقه. ان نظريه التغذيه المرتده تمثل قاسما مشتركا بين جميع المنظومات الآليه حتى انه لا يطلق على المنظومه اسم منظومه تحكم آلي اذا تواجدت فكره التغذيه المرتده لمتغير التحكم. (7)التغذيه المرتده السالبه والموجبه: اذا نتج عن عمليه المقارنه طرح قيمه متغير التحكم من القيمه المطلوبه فان التغذيه المرتده في هذه الحاله تسمى التغذيه المرتده سالبه واذا كانت الاشاره الخارجيه من المقارن تمثل مجموع القيمتين فتسمى التغذيه المرتده موجبه. وجميع منظومات التحكم الآلي تعمل بنظريه التغذيه المرتده السالبه أي ان المنظومه تعمل على اساس اشاره الخطأ. (8) المسار الامامي ومسار التغذيه المرتده في المنظومه: المسار الامامي هو المسار الذي يبدا من اشاره الخطأ الى ان يصل الى متغير التحكم اما مسار التغذيه المرتده فهو المسار العكسي ويبدا من اشاره التحكم الى مدخل المقارن. (9) داله الهدف: لكل منظومه من المنظومات التحكم الآلي يوجد هدف معين تعمل على تحقيقه. ويصاغ الهدف في صوره داله رياضيه تسمى داله الهدف objective function)) ويتوقف تصميم المنظومه ومكوناتها على نوع وطبيعه داله الهدف الموضوعه لها.

الحســاســـــــات

تعريف الحساس : وهو جهاز يحول المقادير الفيزيائية إلى مقادير كهربائية (حرارة – ضغط – إضاءة - ...) والخرج إما جهد أو تيار أو مقاومة. الحاجة إلى الحساسات: أصبحت الحساسات في وقتنا الحاضر ضرورة أساسية في التطبيقات الصناعية. ويتطلع الصناعيّون اليوم باتجاه قطع مدمجة من تجهيزات الحاسب المتحكم بها. في الماضي, كان العاملون بمكانة العقل لهذه التجهيزات. حيث كان العامل هو المصدر لكل المعلومات حول عملية المعالجة وكان على العامل أن يعرف فيما إذا كانت هناك قطع متوفرة, أو أي من القطع كانت جاهزة , وهل هي صالحة أم فاسدة , وهل الأدوات في حالة جيدة , وهل مكان التثبيت مفتوح أم مغلق , و هكذا ... وبالتالي فإنه كان يتوجب على العامل أن يتحسس المشكلات بنفسه في العملية الإنتاجية. والآن تستخدم الحواسيب في العديد من المجالات الصناعية التي تستخدم نظام الـ ( PLC ) للتحكم بحركة و تتابع الآلات. حيث أن نظام الـ ( PLC ) أكثر سرعة و دقة في العمل وإنجاز المهام ، وكذلك يقوم على اكتشاف وتفحص عمليات المعالجة بنفسه. وتستخدم الحساسات الصناعية لتنجز نفس قدرات نظام الـ ( PLC ). يمكن أن تستخدم الحساسات البسيطة من قبل نظام الـ ( PLC ) لتختبر فيما إذا كان العنصر موجوداً أو مفقوداً, وكذلك لتقيم حجم العناصر , ولتختبر فيما إذا كان المنتج فارغ أم ممتلئ. إن الحساسات في الحقيقة ، تنجز مهام بسيطة وبكفاءة عالية وبدقة أكبر مما يمكن أن يفعله الأشخاص ، وإن الحساسات أكثر سرعة كما أن الأخطاء المرتكبة فيها تكون قليلة. وإن تعدد أنواع الحساسات وتعقيدات استخدامها في حل مشاكل التطبيقات ينمو يومياً ، حيث دخلت حساسات جديدة لسد الاحتياجات ، وهناك مجلات مكرسة لمواضيع الحساسات. انواع الحساسات :

1)   حساسات العبور والفحص.

2)   حساسات الحرارة.

3)   حساسات الضغط.

4)   حساسات معدل الجريان والتدفق.

5)   حساسات الفصل والوصل.

6)   الحساسات الرقمية والتشابهية.

7)   الحساسات البصرية.

8)   حساسات الضوء والظلام.

9)   الحساسات العاكسة.

10)  حساسات الأشعة البينية.

11)  حساسات النوع الارتدادي.

12)  حساسات الألياف البصرية.

13)  الحساسات اللونية المحددة.

14)  حساسات الليزر.

15)  الحساسات الفوق صوتية.

16)  حساسات الحقل الإلكتروني.

17)  الحساسات التحريضية.

18)  الحساسات السعوية.

19)  الحساسات نوع npn.

20)  الحساسات نوع pnp.

21)  المزدوجات الحرارية.

22)  كاشف الحرارة ذو المقاومة RTDs.

23)  المقاوم الحراري Thermistors.

24)  حساسات الرطوبة.

25)  الحساسات الطبية.

26)  الحساسات الذكية.

27)  الحساسات الكهروكيميائية.

التطبيقات النموذجية للحساس:

عندما نختار حساس للاستخدام في تطبيق معين هناك عدة اعتبارات يجب أن تأخذ بالحسبان وهي كالتالي :

خواص الجسم الذي سيتم تحسسه؟.

هل المادة المصنوع منها بلاستيكية ، معدنية ، حديدية؟.

هل هو صغير أم كبير الحجم؟.

هل سطحه عاكس؟.

هل هناك مساحة كافية لتنصيب الحساس؟.

هل هناك مشاكل تلوث؟.

ما هي سرعة الاستجابة المطلوبة؟.

ما هي مسافة التحسس المرغوبة؟.

هل هناك ضجيج كهربائي زائد؟.

ما هي الدقة المطلوبة؟. --عبدالسلام شوق (talk) 22:44, 16 April 2017 (UTC)نص مائل