عملية العمل وخصائص التحكم في التغذية الراجعة

أنا. مقدمة

تلعب السيطرة على ردود الفعل، باعتبارها واحدة من استراتيجيات التحكم الأساسية في الأتمتة الصناعية، دورا حيويا في الإنتاج الصناعي الحديث. يكمن مبدأها الأساسي في مقارنة إشارة الخرج للكائن المتحكم فيه بالقيمة المطلوبة، والحصول على إشارة الخطأ، وضبط خرج وحدة التحكم بناءً على إشارة الخطأ هذه، وذلك لتحقيق التحكم الدقيق في الكائن المتحكم فيه. ستتناول هذه الورقة بالتفصيل المبادئ الأساسية للتحكم في التغذية الراجعة، بما في ذلك تعريفها وخصائصها وعملية عملها وأنواعها وتطبيقاتها في الأتمتة الصناعية.

ثانيا. تعريف وخصائص التحكم بالتغذية الراجعة

تعريف

يشير التحكم بالتغذية الراجعة إلى مقارنة النتائج الفعلية بعد الانتهاء من إجراء ومهمة معينة، بحيث يكون لها تأثير على سلوك الإجراء التالي ويكون لها دور في التحكم. مبدأها الأساسي هو عملية إعادة معلومات مخرجات النظام إلى المدخلات ومقارنتها مع معلومات الإدخال واستخدام الانحراف بين الاثنين للتحكم. إن التحكم في ردود الفعل هو في الواقع استخدام الماضي لتوجيه المستقبل، بحيث يكون تنفيذ قرارات التخطيط والخطة الأصلية نفسها ديناميكيًا لتحقيق التنسيق.

صفات

(1) التوقيت المناسب:يمكن للتحكم في ردود الفعل تخطيط القرارات في تنفيذ كل خطوة من خطوات العملية الناتجة عن التأثير الموضوعي، والاستجابة في الوقت المناسب، وبالتالي ضبط وتعديل الخطوة التالية في تنفيذ البرنامج.

(2) ديناميكي:التحكم في التغذية الراجعة يجعل تنفيذ قرارات البرنامج والخطة الأصلية نفسها ديناميكيًا لتحقيق التنسيق، من أجل التكيف مع البيئة الخارجية المتغيرة والظروف الداخلية.

(3) التأثيرات اللاحقة-:ينصب التحكم في التعليقات بشكل أساسي على عواقب التعليقات، ويلقي الضوء على حقيقة أنه من الصعب التغيير واستبدال الخطة القديمة بخطة جديدة، ويستغرق اتخاذ قرار جديد لاستبدال القرار الأصلي-قدرًا معينًا من الوقت.

ثالثا. عملية التحكم بالتغذية الراجعة

تتضمن عملية عمل التحكم في الملاحظات بشكل أساسي الخطوات التالية:

ضبط القيمة المطلوبة:أولا وقبل كل شيء، يجب تعيين قيمة الإخراج المطلوبة للكائن المتحكم فيه كهدف للتحكم.

قياس المخرجات الفعلية: من خلال أجهزة الاستشعار وأجهزة القياس الأخرى، يمكنك قياس قيمة المخرجات الفعلية للكائن الذي يتم التحكم فيه في الوقت الفعلي-.

قارن الخطأ:قارن قيمة الإخراج الفعلية بالقيمة المطلوبة للحصول على إشارة الخطأ.

ضبط إخراج وحدة التحكم:وفقًا لحجم واتجاه إشارة الخطأ، تقوم وحدة التحكم بحساب إشارة التحكم المقابلة لضبط إدخال الكائن الذي يتم التحكم فيه.

حلقة ردود الفعل:يعمل الإدخال المعدل على الكائن الذي يتم التحكم فيه، مما يؤدي إلى إنشاء مخرجات جديدة، ومقارنتها مرة أخرى بالقيمة المطلوبة، مما يشكل حلقة تغذية مرتدة.

رابعا. أنواع التحكم بالتغذية الراجعة

وفقًا لدور إشارة التغذية الراجعة، يمكن تقسيم التحكم في التغذية الراجعة إلى نوعين من ردود الفعل الإيجابية والتغذية الراجعة السلبية:

ردود فعل إيجابية:تعمل التغذية الراجعة الإيجابية على تعزيز صافي المدخلات، أي أنه إذا أدى التغيير إلى زيادة مخرجات النظام، فإن التغذية الراجعة الإيجابية تعزز ميل هذه الزيادة. غالبًا ما يتم استخدام ردود الفعل الإيجابية في التطبيقات التي تحتاج إلى زيادة استجابة النظام أو تضخيم الإشارة.

ردود فعل سلبية:تعمل التغذية الراجعة السلبية على تقليل صافي المدخلات، أي إذا أدى التغيير إلى زيادة مخرجات النظام، فإن التغذية الراجعة السلبية تعمل على استقرار مخرجات النظام عن طريق ضبط المدخلات لتقليل هذه الزيادة. ردود الفعل السلبية هي طريقة ردود الفعل الأكثر استخدامًا في نظام التحكم، لأنها يمكن أن تحسن استقرار النظام ودقة التحكم.

خامسا: تطبيق التحكم في التغذية الراجعة في الأتمتة الصناعية

يتم استخدام التحكم في ردود الفعل على نطاق واسع في الأتمتة الصناعية، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر الجوانب التالية:

التحكم في درجة الحرارة:في الصناعات الكيميائية والمعدنية، يجب التحكم بدقة في درجة حرارة المعدات مثل المفاعلات وأفران التسخين. يتم قياس درجة الحرارة الفعلية بواسطة أجهزة استشعار درجة الحرارة ومقارنتها مع درجة الحرارة المحددة، ويقوم جهاز التحكم بضبط قوة معدات التسخين أو التبريد وفقًا لإشارة الخطأ، وبالتالي تحقيق التحكم الدقيق في درجة الحرارة.

التحكم في الضغط:في صناعة النفط والغاز، من الضروري التحكم في ضغط خطوط الأنابيب وصهاريج التخزين وغيرها من المعدات بطريقة مستقرة. من خلال مستشعر الضغط لقياس الضغط الفعلي، ومقارنته بالضغط المحدد، تقوم وحدة التحكم وفقًا لإشارة الخطأ بضبط فتح الصمام أو تدفق خرج المضخة، وذلك لتحقيق التحكم المستقر في الضغط.

التحكم في التدفق:في معالجة المياه والصناعات الدوائية وغيرها من الصناعات، من الضروري التحكم بدقة في تدفق السائل أو الغاز. من خلال مستشعر التدفق لقياس التدفق الفعلي، ومقارنته بالتدفق المحدد، تقوم وحدة التحكم وفقًا لإشارة الخطأ بضبط إخراج المضخة أو الصمام، وذلك لتحقيق التحكم الدقيق في التدفق.

التحكم في الموقف:في صناعة الآلات والتجميع الآلي وغيرها من الصناعات، يجب التحكم بدقة في موضع المعدات مثل الأذرع الآلية وأحزمة النقل. من خلال مستشعر الموضع لقياس الموضع الفعلي، ومقارنته بالموضع المحدد، تقوم وحدة التحكم وفقًا لإشارة الخطأ بضبط عزم الدوران الناتج أو سرعة محرك القيادة، وذلك لتحقيق التحكم الدقيق في الموضع.

سادسا. ملخص

يعد التحكم في ردود الفعل أحد استراتيجيات التحكم الأساسية في الأتمتة الصناعية، ومبدأه الأساسي هو مقارنة إشارة الخرج للكائن المتحكم فيه بالقيمة المطلوبة، والحصول على إشارة الخطأ، وضبط إخراج وحدة التحكم بناءً على إشارة الخطأ هذه، وذلك لتحقيق التحكم الدقيق في الكائن المتحكم فيه. يتميز التحكم في التعليقات بالتوقيت والديناميكية والتأثيرات اللاحقة-، وقد تم استخدامه على نطاق واسع في الأتمتة الصناعية. من خلال الفهم العميق للمبادئ الأساسية وسيناريوهات التطبيق للتحكم في ردود الفعل، يمكن فهم دورها الرئيسي في الأتمتة الصناعية بشكل أفضل وتقديم دعم قوي لتحقيق إنتاج آلي أكثر كفاءة واستقرارًا.