مثال على نظام التحكم المفتوح
جميع الأشياء التي تدور من حولنا تحتاج إلى أنظمة تحكم من أجل إنتاج المخرجات لنا ويتواجد نظام التحكم المفتوح ونظام التحكم المغلق، ونحن في الفقرات التالية سوف نتعرف على نظام التحكم المفتوح بالتفصيل وأهم مميزاته وعيوبه وكيفية عمله.
مثال على نظام التحكم المفتوح
مثال على نظام التحكم المفتوح
- من أهم أمثلة نظام التحكم المفتوح هو نظام تدفئة الغرفة حيث أنه يتم تشغيل هذا النظام بواسطة ملف تسخين، ويقوم بتسخين المياه والتحكم في كمية المياه المتدفقة إلى ملف التسخين عن طريق صمام يدوي.
- نجد نظام التحكم المفتوح في كثير من التطبيقات المتواجدة حولنا ومنها الدفايات الكهربائية، الغسالات الأوتوماتيكية، جهاز التحكم عن بعد للتلفاز، أنظمة التحكم في إشارات المرور وأيضاً أنظمة فتح وغلق الأبواب الأوتوماتيكية.
كيف يعمل نظام التحكم في الحلقة المفتوحة
- نظام التحكم المفتوح يتكون من جزأين مثل أي نظام واحد منهم هو وحدة التحكم والأخر هو الجزء الذي يتم التحكم فيه.
- يعمل النظام من خلال توفير المدخلات المطلوبة التي يتم إعطائها من أجل الحصول على المخرجات.
- تقوم وحدة التحكم بتوليد إشارة التحكم وتغذيتها إلى وحدة المعالجة.
- تبدأ عملية المعالجة التي تتناسب بالفعل مع الإشارة ونحصل على المخرجات.
- يكون الإدخال في نظام الحلقة المفتوحة مستقل عن الإخراج.
- من الممكن أن تلاحظ وجود أخطاء في هذا النظام لأنه لا تتوافر الفرصة المناسبة لضبط المدخلات، وهذا في حالة أن تظهر المخرجات اختلاف في القيمة المتوقعة.
نظام التحكم في الحلقة المفتوحة
- يعتمد نظام التحكم المفتوح على إعطاء النظام بعض المدخلات من أجل الحصول على المخرجات التي يريدها.
- لا ينظر هذا النظام إلى المدخلات التي تم إدخالها وبالتالي لا يتعرف على المخرجات المطلوبة.
- يقوم نظام التحكم المفتوح على المدخلات ولكنها تكون مستقلة عن النظام وتعمل بطريقة منفردة عنه.
- لا يحتوي نظام التحكم المفتوح على حلقة تغذية لذا من الممكن أن يطلق عليه نظام عدم التغذية الراجعة أو المرتدة.
- يتميز هذا النظام عن أنظمة التحكم الأخرى في أته لا يقيس المخرجات حيث أنه لا يعيدها إلى المدخلات
مزايا نظام التحكم المفتوح
- توجد العديد من المميزات في نظام التحكم المفتوح ومن أهمها أنها عملية مريحة للغاية وسهلة الاستخدام.
- يعمل على توفير قدر كبير من الاستقرار في الاستخدام وهو ما يجعل عملية التعامل معه سهلة.
- يعتمد على سهولة البناء ومرونة الصيانة.
- يعد من أكثر الأنظمة التي يتم استخدامها اقتصادياً ويعود ذلك إلى قلة عدد الوحدات التي تتواجد فيه.
عيوب نظام التحكم المفتوح
- بالرغم من وجود مميزات كثيرة لنظام التحكم المفتوح إلا أنه به بعض العيوب مثل السماح بوجود أخطاء في العملية لأن وحدة التحكم تعمل بشكل منفصل عن النظام.
- ملاحظة وجود تغيرات في المخرجات المطلوبة وهذا بسبب تواجد بعض الاضطرابات الداخلية أو الخارجية.
- يحتاج نظام التحكم المفتوح إلى إعادة المعايرة والضبط في الوقت المناسب.
أنظمة التحكم الكهربائية
- تعد أجهزة التحكم الكهربائية عبارة عن ربط مادي للأجهزة المؤثرة على سلوك الأجهزة أو الأنظمة الأخرى.
- النظام الإلكتروني البسيط يتكون من إدخال وعملية ومخرج وتكون متغيرات الإدخال والإخراج عبارة عن إشارات.
- أهم أمثلة هذه الأنظمة هي مضخات الدوران، الضواغط، أنظمة التصنيع وغيرها.
- أنظمة التحكم تتمثل في نوعين هما نظام الحلقة المفتوحة ونظام الحلقة المغلقة ونتناولهم كما يلي:
نظام التحكم في الحلقة المفتوحة
- هذا النظام لا يقوم فيه الإخراج بعمل التغذية المرتدة للإدخال من أجل تصحيح الاختلافات.
- الإخراج يختلف عن طريق تغيير المدخلات وهذا يشير إلى أن الظروف الخارجية لا تؤثر على مخرجات النظام.
- مثال على ذلك جهاز التدفئة المركزية حيث يتم التحكم فيه من خلال جهاز توقيت، ويتم تشغيله في أوقات معلومة مسبقاً بغض النظر عن مستوى الراحة الحرارية للمبنى.
- أهم مميزات تلك الأنظمة أنها بسيطة وسهلة التصميم وتبقى ثابتة بصورة عامة، ولكنها قد تكون غير دقيقة وغير موثوقة لأن الإخراج لا يتم تصحيح تلقائياً.
نظام التحكم في الحلقة المغلقة
- نظام التحكم المغلق هو عبارة عن نظام يؤثر فيه الإخراج على الإدخال حتى يتمكن من الحفاظ على قيمة الإخراج المطلوبة.
- يتم تحقيق ذلك من خلال توفير حلقة التغذية الراجعة ومثال على ذلك الغلاية الكهربائية التي تحتوي على منظم حرارة لدرجة الحرارة ويقوم بمراقبة مستوى الراحة الحرارية للمبنى، هذا بالإضافة إلى أنه يقوم بإرسال إشارة مرجعية من أجل التأكد بأن وحدة التحكم تعمل على المحافظة على درجة الحرارة المحددة.
- من أهم مميزاتها أنها دقيقة وتكون أكثر حساسية أو أقل تبعاً للاعتماد على الاستقرار المطلوب للنظام، وعيوبها تظهر في أنها معقدة كثيراً من ناحية تصميم نظام مستقر.
أنواع أنظمة التحكم
نخنلف وتتنوع أنظمة التحكم وكل نظام منها له خصائصه ومميزاته واستخداماته ومنها ما يلي:
التحكم اليدوي
- هو واحد من أنظمة التحكم التي تعتمد على العنصر البشري في تشغيلها.
- لا يعمل هذا النظام على استخدام أي عنصر من عناصر التحكم التلقائية.
- يتم ربط التفاعل بين عناصره بالتشغيل البشري.
التحكم الشبه آلي
- يتم تشغيل وحدة التحكم في ذلك النظام عن طريق الاعتماد على العنصر البشري.
- يقوم النظام فيما بعد بتولي تنفيذ سلسلة متتابعة من العمليات بطريقة تلقائية.
- أكبر مثال على ذلك هو النظام المحرك الكهربائي.
تحكم تلقائي
- لا يقوم هذا النظام على أي عنصر بشري وإنما يتم فيه الاعتماد على وحدة مراقبة تلقائية.
- تعمل تلك الوحدة على مراقبة النظام بناء على القيمة المطلوب تحقيقها والوصول إليها.
- يتم استخدام حلقات التغذية الراجعة في هذا النظام وهي مفيدة في اتخاذ الإجراءات التصحيحية إذا تطلب الأمر ذلك.
السيطرة المحلية
- يتم فيه استخدام المستوى أو عجلة اليد أو أي مرفق تم تثبيته على الوحدة محلياً من أجل إحداث التحكم والتغيير.
جهاز التحكم
- يتم توصيل وحدة التنظيم بجهاز تشغيل تم تثبيته على مسافة بعيدة من خلال نقل الطاقة بالوصلات الكهربائية، ومثال على ذلك هو جهاز التحكم عن بعد من أجل تشغيل أجهزة التكييف.
تشغيل وإيقاف التحكم
- من الممكن أن تقوم الوحدة التنظيمية بتشغيل مكان واحد فقط من الموضعين المتاحين وهما تشغيل أو إيقاف تشغيل.
- مثال على ذلك مفتاح التشغيل والإيقاف للأضواء المختلفة.
التحكم خطوة بخطوة
- هذا النظام تتمكن فيه وحدة التحكم من تشغيل أكثر من موقع في نفس الوقت.
- يحدث هذا الإجراء عن طريق خطوات بسيطة ولا يسير بطريقة مستمرة.
ما هو نظام التحكم في الحلقة المغلقة
- في هذا النظام يقوم الإخراج بالتأثير فيه بشكل أكبر من الإدخال.
- يهدف النظام إلى الحفاظ على القيمة المطلوبة من الإخراج لأنه يعتمد بشكل رئيسي على تقييم معدلات الإخراج.
- يقوم هذا النظام على حلقات التغذية الراجعة.
ما هو الفرق بين النظام المغلق والنظام المفتوح؟
- نظام التحكم المغلق يتميز بلوحة تغذية مرتدة تعمل على استخدام المدخلات المعطاة للنظام من أجل إنشاء أمر يعمل على إعطاء النتيجة المطلوبة، بينما النظام المفتوح لا علاقة للنتيجة النهائية بقيمة معطى المدخلات إذ أنه يرتبط بالأوامر اليدوية والتعليمات من أجل تحقيق النتيجة النهائية.
- نظام التحكم المغلق تكون فيه النتيجة دقيقة ومستمرة بينما في النظام المفتوح تكون غير مستقرة لأنها تعتمد على قيمة الإدخال، ومن الضروري أن تتم معايرة الأوامر وتنفيذها.
- يتم استخدام أنظمة التحكم المغلقة حالما تكون الدقة والاستقرار معياراً بغض النظر عن التكلفة، ولكن استخدام الأنظمة المفتوحة تكون عند الحاجة إلى الكفاءة وسرعة الأداء والتكلفة المنخفضة.
