لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 18
اهمیت سیستم های کنترل
در سالهای اخیر ، سیستم های کنترل اهمیت فزاینده ای در توسعه و پیشرفت تکنولوژی جدید یافته اند . هر یک از جنبه های فعالیت روزمره ی ما عملاً نوعی سیستم کنترل قرار دارد . مثلاً برای نمونه در محدوده ی زندگی فردی ، کنترل کننده های خودکار در سیستم های تهویه ی مطبوع ، دما و رطوبت هوای خانه ها و ساختمان ها را درحد مطلوب نگاه می دارند .
سیستم های کنترل در تمام بخشهای صنعت نظیر کنترل کیفیت محصولات ، خط مونتاژ خودکار کارخانجات ، کنترل ماشین ابزارها ، تکنولوزی فضایی و سیستم های نظامی ، کنترل کامپیوتری ، سیستم های حمل ونقل ، سیستم های قدرت ، سیستم های هوش مصنوعی و در موارد بسیار دیگری ، به فراوانی یافت می شوند . صرف نظر از اینکه چه نوع سیستم کنترلی در اختیار داریم ، سه بخش اساسی را می توان در آن مشخص کرد :
1 ـ خواسته هاو انتظارات ما از سیستم کنترل ( ورودی های سیستم )
2 ـ اجزای مختلف سیستم کنترل
3 ـ نتایج( خروجی سیستم )
سیستم کنترل
به طور کلی ، هدف از سیستم های کنترل این است که خروجی های Z را به شیوه ی از پیش تعیین شده ای به وسیله ی ورودی های U ازطریق اجزای سیستم ، کنترل کند ، ورودی های سیستم کنترل ، سیگنال های تحریک و خروجی های آن متغیر های تحت کنترل نیز نامیده می شوند .
ساختمان سیستم های کنترل
سیستم های کنترل از لحاظ ساختاری به دو بخش زیر تقسیم می شوند .
الف ) سیستم های کنترل حلقه باز ( Open Loop )
ب ) سیستم های کنترل حلقه بسته ( Closed Loop )
حال در زیر به ترتیب مدار بالا را به طور خلاصه توضیح می دهم .
الف ) سیستم های کنترل مدار باز ( open Loop )
در اینگونه سیستم ها خواسته های ما از عملکرد آن به خوبی برآورده نمی شود و تنها دلیل استفاده از این سیستم سادگی ، تعمیر ونگهداری آسان واقتصادی بودن آن است . به طور عینی ماشین لباسشویی مثال بارزی از یک سیستم کنترل مدا ر باز است . زیرا عموما ً مدت زمان شستشو از طریق قضاوت و تخمین فرد استفاده کننده تعیین می شود . یک ماشین لباسشویی خوکار باید بتواند دائماً میزان تمیزی لباسهای در حال شستشو را بررسی کند تا هر زمان که به اندازه ی کافی تمیز شد ند . به طور خودکار خاموش شود .
در موارد ساده ، سیستم کنترل کننده می تواند ، یک تقویت کننده ، اتصالات مکانیکی و یا وسایل کنترلی دیگرباشد . درموارد پیچیده تر کنترل الکترونیکی ، کنترل کننده ممکن است یک حسابگر الکترونیکی نظیر یک ریز پردازنده باشد .
آشنایی بیشتر درمورد اجزای یک سیستم کنترل مدار باز اطلاعاتی را ارائه میدهم .
1 ـ واحد ورودی ( ورودی مرجع A ) : اطلاعات از طریق کلید ها و حس کننده ها ( سنسورها ) به ورودی هامنتقل می گردد . این اطلاعات عموماً به شکل سیگنال های الکتریکی است که می تواند به صورت دیجیتال یا آنالوگ باشد .
2 ـ واحد متناسب کننده یا هم سطح کننده ( Conditioning Unit ) : این قسمت در صورتی مورد نیاز است که میزان ولتاژ یا جریان سیگنال های ورودی ، برای واحد کنترل کننده مناسب نباشد . بنابراین این مقدار ولتاژ یا جریان به میزان معینی تنظیم گردد .
3 ـ واحد کنترل کننده ( واحد پردازش ) : این واحد ، هسته ی سیستم کنترل را تشکیل داده ، اعمال منطقی و محاسباتی در این قسمت صورت می گیرد .
4 ـ واحد تقویت کننده : در این قسمت سیگنال های ضعیف دریافت شده از واحد پردازش ، تقویت و ارسال شده تا وسایل کنترل کننده مانند شیر های کنترل شونده توسط جریان الکتریکی ( Solenoid Valves ) یا کنتا کتورها را کنترل ، یا لامپ های نشان دهنده را روشن نماید .
5 ـ واحد خروجی ( متغیر تحت کنترل Z ) : از این قسمت فرمانهای سیستم کنترل به اجرا کننده های فرمان یعنی متحرک ها و . ارسال می شود .
ب ) سیستم های کنترل مدار بسته ( Closed Loop )
آنچه برای کنترل دقیق تر و قابل انعطاف تر لازم بوده و در سیستم کنترل مدار باز وجود ندارد یک اتصال با فیدبک از خروجی ، به ورودی سیستم است . برای دسترسی به سیستم دقیق تر ، سیگنال تحت کنترل Z (t ) باید فیدبک شده ، با ورودی مرجع U مقایسه شود و سیگنال تحریک مناسب با تفاضل ورودی و خروجی به سیستم اعمال ودر نتیجه ، خطا تصحیح شود . سیستم با یک یا چند مسیر فیدبک ، همانند آنچه که هم اکنون تشریح شد یک سیستم مدار بسته نامیده می شود . همان گونه که ذکر شد در این سیستم ها ، مقدار خروجی در هر لحطه توسط عنصری اندازه گیر ( سنسور ) انداز گیری می شود و در مقایسه ای با مقدار مطلوب ، اختلاف بین خروجی و مقدار مطلوب محاسبه شده ، به عنوان سیگنال خطا معرفی می گردد . این سیگنال خطا به واحد کنترل کننده ارسال و سپس کنترل کننده در حلقه کنترل ، به عنوان تصمیم گیرنده عمل می نماید . به این ترتیب که با توجه به تنظیم های از پیش تعیین شده ، فرمان لازم برای تصحیح خطا صادر می نماید .
انواع سیستم های کنترل
سیستم کنترل را می توان بنا به روش کنترل آنها به دو دسته ی زیر تقسیم بندی نمود .
1 ـ سیستم های کنترل سخت افزاری
2 ـ سیستم های کنترل نرم افزاری
سیستم های کنترل سخت افزاری
همان گونه که از اسم این سیستم مشخص است ، شامل مداراتی هستند که با استفاده از رله ها و عناصر الکترنیکی مانند دیود ها و ترانزیستورها ساخته می شوند . برنامه ی کنترل در این سیستم ها نتیجه ی روابط بین عناصر مدار الکتریکی است و به راحتی قابل تغییر نمی باشد . به عبارتی دیگر تغییر در برنامه ی کنترل به معنی تغییر در سخت افزار سیستم است البته در برخی از این کنتر ل کننده ها که با استفاده از کلید ها انتخاب کنند ه ( Selectors ) ، یا شبکه ی دیودی ( Diode Matrix ) ساخته می شوند ، برنامه ی کنترل را می توان تا اندازه ای تغییر داد . اگر چه اعمال این تغییرات ، محدود در برخی موارد بسیار مشکل است .
سیستم های کنترل نرم افزاری
این کنترل کننده ها دارای حافظه ای هستند که برنامه ی کنترل در آن ذخیره می شود . مهمترین مزیت این سیستم ها در آن است که نحوه کنترل را با تغییر برنامه و بدون نیاز به تغییر در سخت افزار سیستم می توان عوض کرد ، زیر ا نحوه ی کنترل سیستم توسط سخت افزار سیستم تعیین نمی شو د بلکه برنامه ای که در حافظه ذخیره شده یعنی نرم افزار سیستم ، نحوه ی کنترل را مشخص می کند لذا این سیستم ها بسیار قابل انعطاف بوده ، کار بردهای فراوانی دارند . بسته به نوع حافظه ی این سیستم ها ، شیوه ی تغییردربرنامه ها متفاوت است . اگر از حافظه ی RAM استفاده شوده بدون دخالت فیزیکی و تنها با اضافه یا کم نمودن چند سطر برنامه میتوان برنامه ی جدید را به اجرا در آورد. درصورتی که از حافظه ی ROM استفاده شود به اجرا در آوردن برنامه ی جدید تنها با تعویض حافظه ی ROM امکان پذیر است.
سیستم های حفاظتی و دوربین مداربسته آنالوگ
سیستم های دوربین مداربسته آنالوگ (کامل) جزو سیستم های سنتی دوربین مداربسته می باشد که به لحاظ تولید سیستم های دیجیتالی و مجهز تر این سیستم رو به فراموشی می باشد. ولی به منظور آشنایی شما با این سیستم اطلاعات اولیه ای راجع به این سیستم در این بخش ارائه می گردد.
در سیستم های فوق از محل گرفتن تصاویر ( دوربین های صنعتی، غیر صنعتی) به آنالوگ تبدیل گشته و در مرکز کنترل دوربین ها نیز بصورت آنالوگ دریافت و ثبت و ضبط می گردند!
از مزیت ها و معایب این نوع سیستم ها به دیگر سیستم های دوربین مداربسته میتوان به این مارد اشاره کرد که هیچ نوع مزیتی نسبت به سیستم های ارتقا یافته دوربین مدار بسته ندارد و از معایب این سیستم ها میتوان گفت که در ضبط تصاویر محدودیت دارید و هزینه های نگهداری و تعمیر این نوع سیستم ها بالا می باشد ...
تجهیزات مورد استفاده در این سیستم ها
- دوربین ( صنعتی - غیر صنعتی - مینیاتوری - PTZ - DOM و ... ) به منظور گرفتن تصاویر
- دستگاه مالتی پلکسر به منظور جمع آوری چند تصویر در یکجا جهت کنترل تصاویر بر روی تلوزیون و یا ضبط تصاویر
- دستگاه ویدئو رکوردر به منظور ضبط تصاویر بر روی نوار کاست ویدئویی
- کابل کواکسال ( Coaxial ) به منظور انتقال تصویر از دوربین به مرکز کنترل
- کیبورد برای دوربین های PTZ ( به منظور کنترل دوربین هایی که امکان گردش و یا زوم دارند) در صورت استفاده از این نوع دوربین ها
- یک عدد تلوزیون معمولی
- و متعلقات مربوطه
همانطور که در ابتدا نیز اشاره گردید این نوع سیستم دوربین مداربسته امروزه منسوخ شده و جای خود را به سیستم های نیمه دیجیتالی و دیجیتالی سپرده است.
این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
دانلود تحقیق کامل درمورد اهمیت سیستم های کنترل
