متغیرهای فرآیند برای عملکرد ایمن و اقتصادی تجهیزات اندازه گیری می شوند و شامل اندازه گیری، انتقال و ارائه این متغیرها می شود. هدف اصلی ابزار دقیق، فرآیند کنترل خودکار واحدهای عملیاتی است. بدون کنترل فرایند عملکرد واحدهای فرایند غیر ممکن و غیر عملی است. اندازه بزرگ و طراحی پیچیده آن کاملاً به مهارت ابزار دقیق وابسته است. اگرچه کنترل خودکار را می توان به صورت محلی در نزدیکی تجهیزات در حال کار انجام داد، اما اغلب از راه دور در اتاق های کنترل خودکار متمرکز انجام می شود. بنابراین، ابزار دقیق به طور کلی سیستم های کنترل خودکار متمرکز در صنعت در نظر گرفته می شوند. به هر کنترل کننده اتوماتیک دو اطلاعات داده می شود: اندازه گیری و نقطه تنظیم. اینها ممکن است سیگنال های پنوماتیک یا الکترونیکی باشند، یا ممکن است حرکات مکانیکی پیوندها و اهرم ها باشند.
کنترل کننده به تفاوت بین این دو سیگنال یا مقادیر حرکت واکنش نشان می دهد و سیگنال خروجی را برای حذف تفاوت تولید می کند. تا زمانی که تفاوت وجود داشته باشد، کنترل کننده سعی می کند با افزایش یا کاهش سیگنال خروجی آن را حذف کند. هنگامی که اندازه گیری و نقطه تنظیم برابر هستند، وضعیت کنترل کننده پایدار است و خروجی آن تغییر نمی کند. هر انحراف اندازه گیری شده از نقطه تنظیم باعث می شود که کنترلر با تغییر سیگنال خروجی خود پاسخ دهد. کنترل کننده فرآیند اتوماتیک باید انحرافات اندازه گیری را از مقدار تنظیم شده به گونه ای حذف کند که کوچکترین مزاحمتی برای فرآیند و تجهیزات عملیاتی ایجاد کند.
لذا باید به اندازه، جهت، سرعت تغیر و مدت زمان انحراف واکنش نشان دهد، زیرا ویژگی های دینامیکی هر فرآیند منحصر به فرد است و پیش بینی آن دشوار است. کنترل خودکار دارای یک حالت کنترل قابل تنظیم است و می تواند به گونه ای تنظیم شود که ویژگی های دینامیکی یک فرآیند تولید خاص، متغیر اندازه گیری شده را کنترل کند.
کنترل فرایند چیست؟
کنترل فرآیند (به لاتین: Automatic control) در زمینه تولید مستمر، در کارخانجات و سایر صنایع و در صنایعی که کالا به صورت مستمر و بدون توقف تولید می شود، کاربرد دارد. درست مانند آنچه در پردازش دستهای می بینیم. کنترل فرآیند روشی است برای اندازه گیری پارامترها و ویژگی های یک فرآیند به منظور ایجاد تغییرات مورد نظر در متغیرهای کنترل شده فرآیند. کنترل فرآیند فناورانه نوعی کنترل خودکار شرایط تولید محصول است و به کمک این کنترل کیفیت و بهره وری فرآیند تولید تضمین می شود. کنترل فرآیند باعث بهبود مستمر می شود. این شامل تخصیص بهتر منابع مالی و انسانی است. همچنین کاهش جزئیات و آسانتر کردن استانداردسازی فعالیتها و بهبود عملیات سازمانی را منجر می شود.
مباحث اصلی کنترل اتوماتیک
- مقدمه ای بر سیستمهای کنترل
- مدلسازی سیستمهای دینامیکی و حرارتی و سیالاتی
- تحلیل پاسخهای گذرا و ماندگار
- تحلیل مکان هندسی ریشهها
- طراحی سیستمهای کنترل به روش مکان هندسی ریشهها
- تحلیل پاسخ فرکانس
- طراحی سیستمهای کنترل به روش پاسخ فرکانس
- سیستمهای کنترل با دو درجه آزادی
- تحلیل سیستمهای کنترل در فضای حالت
- طراحی سیستمهای کنترل در فضای حالت
کنترل فرایند در چه زمینه هایی استفاده می شود؟
در اینجا برخی دیگر از زمینه ها و موقعیت های مختلف کاری خاص وجود دارد که می توان از کنترل فرآیند استفاده کرد:
مهندسی
مهندسان در درجه اول مسئول طراحی سیستم های کنترل فرآیند و ماشین آلات مرتبط هستند. آنها با استفاده از ویژگی هایی که توسط سازنده در نظر گرفته شده است، یک سیستم مناسب، قابل اعتماد و بی نقص طراحی می کنند. مهندسان همچنین مسئول توسعه رویههای کنترل فرآیند برای اعضای بخش عملیات هستند تا بتوانند بر هر فرآیند نظارت کرده و از انجام صحیح آن اطمینان حاصل کنند.
توسعه نرم افزار و سیستم
طراحان نرم افزار، طراحان سیستم ها و توسعه دهندگان اغلب مسئول سیستم های مبتنی بر نرم افزار هستند که با ماشین های فیزیکی و فرآیندهایی که آن ماشین ها کنترل می کنند، در تعامل هستند. مهندسان کنترل فرآیند و مهندسان نرم افزار اغلب هنگام ساختن سیستم های کنترل فرآیند باید با هم کار کنند.
عملیات
اعضای بخش عملیات یک سازمان مانند سرپرستان و سایر کارکنان وظیفه نظارت بر ابزارهای کنترل فرآیند را بر عهده دارند تا سیستم تولید وظایف خود را به درستی و بدون خطا انجام دهد. با وجود پیشرفت در اتوماسیون، نظارت انسانی هنوز برای اطمینان از کنترل فرآیند سیستم ضروری است و در صورت لزوم مداخله انسانی لازم است.
تضمین کیفیت
بخش تضمین کیفیت کارخانه از کنترل فرآیند برای شناسایی عیوب و خطاها، تنظیم سیستم های کنترلی و انجام سایر اقدامات لازم برای اطمینان از کیفیت، ایمنی و کارایی محصول استفاده می کند.
نتیجه گیری
اصولاً کنترل فرآیند حوزه های مهندسی کنترل و مهندسی شیمی را با هم ترکیب می کند و بخش صنعتی آنها را با کمک سیستم های کنترل پیچیده و اغلب طراحی شده و بر اساس درخواست هر مشتری مدیریت می کند. این سیستمها جریان کار، تولید، ترکیب و سایر جنبههای فرآیند تولید اصلی را کنترل میکنند و این کار را با بازخورد سنسورها، سیستمهای نظارت بر دادهها و سایر موارد انجام میدهند. در واقع، کنترل فرآیند به شرکت ها اجازه می دهد تا محصولات ایمن، مقرون به صرفه و سازگار برای مصرف عمومی تولید کنند. سیستمهای کنترل فرآیند در سطح بسیار قویتر و کارآمدتر از سیستمهایی که صرفاً توسط انسان اداره میشوند، عمل میکنند.