عناصر التحكم الآلي - الأنواع واستخدامات كل منها ( المستشعرات )

 

مقدمة عن عناصر التحكم وأهميتها :

تحكم آلي هو عملية تحكم في معدات أو عمليات يتم تنفيذها بواسطة جهاز كمبيوتر أو نظام تحكم. يتم استخدام عناصر التحكم الآلي في العديد من التطبيقات ، بما في ذلك الصناعة ، والطاقة ، والمنازل الذكية ، والسيارات ، والطائرات ، والروبوتات ، والمزيد. يتمثل الهدف الأساسي لعناصر التحكم الآلي في تحسين الكفاءة والتحكم في العمليات بشكل أكثر دقة وإحكامًا.

تتألف عناصر التحكم الآلي من مجموعة من الأجهزة والأنظمة التي تعمل معًا لتحقيق الهدف المحدد. وبما أن هذه العناصر تأتي بأشكال وأحجام وأنواع مختلفة ، فإنه من الضروري فهم كل عنصر ووظيفته لتحقيق الأهداف المطلوبة. في هذا المقال ، سنناقش بعض العناصر الرئيسية لعناصر التحكم الآلي ودورها في تنفيذ العمليات.

1. مستشعرات الإدخال:

يتم استخدام مستشعرات الإدخال لقياس الحدث أو الظروف البيئية المحيطة بالعملية. يمكن أن تشمل هذه المستشعرات مجموعة متنوعة من الأجهزة مثل مستشعرات الحرارة ومستشعرات الضغط ومستشعرات الضوءومستشعرات الصوت ومستشعرات الاهتزاز ومستشعرات الرطوبة والعديد من الأنواع الأخرى. يتم استخدام هذه المستشعرات لجمع البيانات وتحويلها إلى إشارات كهربائية يمكن للجهاز التحكم فيها.

2. وحدات المعالجة المركزية (CPU):

تقوم وحدات المعالجة المركزية بتنفيذ البرامج المخصصة للتحكم في العمليات. يتم تطبيق البرامج المخصصة للتحكم على الوحدات المركزية باستخدام لغات البرمجة المختلفة. يتم استخدام هذه الوحدات لإجراء الحسابات والتحكم في الإشارات الكهربائية التي تم جمعها من المستشعرات الإدخال.

3. وحدات التحكم المنطقي المبرمجة (PLC):

تعتبر PLC وحدة تحكم متخصصة تستخدم عادةً في التحكم في عمليات التصنيع والتحكم في الآلات. يتم تحميل البرامج المخصصة للتحكم في العمليات على هذه الوحدات. يتم استخدام PLC لتنفيذ العمليات المتكررة والمعقدة بسرعة وبدقة عالية.

4. المحركات والمحولات:

تعتبر المحركات والمحولات عناصر أساسية في عمليات التحكم الآلي. تستخدم المحركات لتحريك الآلات والمعدات والسيارات وغيرها. بينما تستخدم المحولات لتحويل الطاقة الكهربائية من تردد إلى آخر وتحقيق التحكم في الجهد والتيار. تتوفر المحركات والمحولات بأحجام وأنواع مختلفة وتختلف في الأداء والخصائص الفنية.

5. العمليات الآلية:

تستخدم العمليات الآلية لتنفيذ العمليات التي تتطلب عمليات متكررة ومتسلسلة. تستخدم العمليات الآلية في العديد من التطبيقات ، بما في ذلك القطع والتحكم في المواد الخام والتجميع والتعبئة والتغليف والتحميل والتفريغ والمزيد. تتوفر العمليات الآلية بأحجام وأشكال مختلفة وتختلف في الأداء والميزات الفنية التي تحتاج إليها تطبيقات التحكم الآلي.

6. الروبوتات:

تعتبر الروبوتات عنصرًا مهمًا في عناصر التحكم الآلي. تستخدم الروبوتات لتنفيذ المهام التي تتطلب دقة وسرعة عالية والتحكم في العمليات بشكل آلي. تستخدم الروبوتات في العديد من التطبيقات ، بما في ذلك التصنيع والطب والخدمات والتعليم والزراعة والعديد من التطبيقات الأخرى.

7. أنظمة التحكم الموزعة:

تستخدم أنظمة التحكم الموزعة لتحكم في العمليات التي تتطلب الإشراف على العمليات من مواقع متعددة. تتألف هذه الأنظمة من عدة أجهزة موزعة على مواقع مختلفة ، ويتم التحكم فيها من خلال شبكة الاتصالات. يتم تحميل البرامج المخصصة للتحكم في العمليات على هذه الأنظمة وتحليل البيانات الواردة من المستشعرات الإدخال لإجراء الحسابات وتنفيذ الإجراءات اللازمة.

8. الواجهة الإنسانية-الآلية (HMI):

تستخدم الواجهة الإنسانية-الآلية لتمكين المشغلين من التفاعل مع عمليات التحكم الآلي

ما هي الأنواع الأخرى من المستشعرات المستخدمة في عناصر التحكم الآلي؟

بالإضافة إلى المستشعرات التي ذكرتها في المقال السابق، هناك العديد من الأنواع الأخرى من المستشعرات التي تستخدم في عناصر التحكم الآلي، ومن بينها:

1- مستشعرات الوزن: تستخدم لقياس الوزن أو الكتلة، وتستخدم في عمليات التعبئة والتغليف والتحميل والتفريغ والتحكم في مستوى المواد.

2- مستشعرات الليزر: تستخدم لقياس المسافة والزوايا والسرعة، وتستخدم في العديد من التطبيقات مثل تحديد موقع الأجسام والتحكم في الروبوتات والسيارات الذاتية القيادة.

3- مستشعرات اللمس: تستخدملكشف الحركة والضغط والتلامس، وتستخدم في الروبوتات والأجهزة الذكية والعديد من التطبيقات الأخرى.

4- مستشعرات الغاز: تستخدم لقياس تركيز الغازات في الهواء، وتستخدم في العديد من التطبيقات مثل الأجهزة الطبية والمنازل الذكية والصناعة الكيميائية.

5- مستشعرات الحركة: تستخدم للكشف عن الحركة والتسارع والزاوية، وتستخدم في العديد من التطبيقات مثل التحكم في الروبوتات والأجهزة الذكية والألعاب الإلكترونية.

6- مستشعرات الكاميرا: تستخدم لالتقاط الصور والفيديو والكشفعن الحركة والتعرف على الوجوه والمعالم، وتستخدم في العديد من التطبيقات مثل الأمن والمراقبة والتعرف على الأشخاص والمناظر الطبيعية والتحكم في الروبوتات والمركبات الذاتية القيادة.

7- مستشعرات الضوء: تستخدم لقياس شدة الإضاءة ولون الضوء وتستخدم في العديد من التطبيقات مثل الأجهزة الذكية والمنازل الذكية والصناعة والتحكم في الإضاءة.

8- مستشعرات الرادار: تستخدم لكشف الأجسام وتحديد مواقعها وتحديد السرعة والاتجاه، وتستخدم في العديد من التطبيقات مثل التحكمفي المركبات والمراقبة الجوية وتحديد المواقع الجغرافية والتحكم في الصناعات الكبرى.

9- مستشعرات الجهد والتيار: تستخدم لقياس الجهد الكهربائي والتيار والقدرة الكهربائية، وتستخدم في العديد من التطبيقات مثل التحكم في الأنظمة الكهربائية والتحكم في الأجهزة الكهربائية وتحليل الأداء الكهربائي.

10- مستشعرات البصمة: تستخدم للتعرف على الأشخاص والتحقق من هويتهم، وتستخدم في العديد من التطبيقات مثل الأمن والتحكم في الأجهزة الذكية.

11- مستشعرات الضغط: تستخدم لقياس الضغط وتحديد التغييرات فيه، وتستخدم في العديد من التطبيقات مثل قياس ضغط الهواء في الإطارات والمحركات والأنابيب والمعدات الصناعية.

12- مستشعرات الرطوبة: تستخدم لقياس نسبة الرطوبة في الهواء أو المواد، وتستخدم في العديد من التطبيقات مثل التحكم في المكيفات والأجهزة الطبية والصناعية والزراعة.

13- مستشعرات الصوت: تستخدم لكشف الصوت وتحديد مستواه وتحليله، وتستخدم في العديد من التطبيقات مثل التحكم في الأجهزة الصوتية والأمن والمراقبة والتحكم في الروبوتات والمركباتالذاتية القيادة.

هذه مجرد بعض الأمثلة عن المستشعرات التي تستخدم في عناصر التحكم الآلي، وهناك العديد من الأنواع الأخرى المتاحة والتي يمكن استخدامها في مختلف التطبيقات.

أنواع مستشعرات الوزن ؟

تستخدم مستشعرات الوزن في العديد من التطبيقات التي تتطلب قياس الوزن أو الكتلة. ومن بين التطبيقات الأكثر استخدامًا لمستشعرات الوزن:

1- التعبئة والتغليف: يستخدم مستشعرات الوزن في صناعة التعبئة والتغليف لقياس كتلة المواد المستخدمة في التعبئة والتغليف وضمان أن يتم تعبئة المنتجات بالكميات المحددة.

2- الصناعة الغذائية: يستخدم مستشعرات الوزن في صناعة الأغذية لقياس كتلة المكونات المستخدمة في الصناعة الغذائية وضمان أن يتم إضافة المكونات بالكميات المحددة وتحسين دقة عملية التصنيع.

3- التحميل والتفريغ: يستخدم مستشعرات الوزن في العديد من التطبيقات التي تتطلب تحميل وتفريغ المواد، مثل الشاحنات والقوارب والطائرات، لقياس كتلة الحمولة والتأكد من عدم تجاوز الحمولة القصوى المسموح بها.

4- قياس الوزن الطبي: يستخدم مستشعرات الوزن في المستشفيات والعيادات الطبية لقياس وزن المرضى ومراقبة تغيرات الوزن عبر الزمن.

5- التحكم في المخزون: يستخدم مستشعرات الوزن في إدارة المخزون والمستودعات لقياس كتلة المنتجات ومعرفة كميات المنتجات المتاحة والمتبقية في المخزون.

6- مراقبة الإنتاج: يستخدم مستشعرات الوزن في مراقبة الإنتاج في الصناعات المختلفة، مثل صناعة الحديد والصلب والأسمدة والمواد الكيميائية، حيث يتم استخدام المستشعرات لقياس الكتلة النهائية للمنتجات المصنعة.

7- الصيدلية: يستخدم مستشعرات الوزن في الصيدلية لقياس الكميات المحددة من المواد الخام والمواد الدوائية المختلفة المستخدمة في تحضير الأدوية.

8- صناعة السيارات: يستخدم مستشعرات الوزن في صناعة السيارات لقياس وزن السيارات وضمانها تستخدم بين العديد من المهام الأخرى للتحقق من التزام السيارة بالمواصفات الفنية والأمانية.

9- الصناعات الكيميائية والبترولية: يستخدم مستشعرات الوزن في الصناعات الكيميائية والبترولية لقياس الكتلة المستخدمة في العمليات الصناعية ولضمان التحكم الدقيق في التدفقات الكيميائية والبترولية.

10- التحكم في الاهتزازات: يستخدم مستشعرات الوزن في التحكم في الاهتزازات والتحكم في تحرك الأجسام، ويتم ذلك من خلال قياس الكتلة والحركة وتحليل البيانات الحاصلة على الوزن والاهتزاات.

كلمات دلالية :

- عناصر التحكم الآلي

- الأتمتة الصناعية

- المستشعرات

- المحركات الكهربائية

- البرمجة

- النظام الأساسي للتحكم

- التحكم بالحركة

- التحكم بالوقت

- التحكم بالأوامر المنطقية

- الروبوتات الصناعية

- الأنظمة الإلكترونية

- الأجهزة الذكية

- المراقبة والتحكم عن بعد

- الإنترنت الصناعي للأشياء (IIoT)