مقدمه ای بر کنترل فرآیند صنعتی

مقدمه

برای یادگیری موثر موضوع کنترل فرآیندهای صنعتی ، ابتدا باید به درک کلی از اصول اساسی و ابتدایی آن برسید.که مسیری مشخص و دقیق مورد نیاز است.با این حال در ابتدا برخی از تعاریف و مفاهیم اساسی کنترل فرآیند ارائه شده است که یادگیری و شناخت آنها ضروری است.

تعریف کنترل فرآیند

عملیات هایی که با کنترل فرآیند مرتبط هستند همیشه در طبیعت وجو داشته اند.این کنترل فرآیند طبیعی را میتوان هرگونه عملیاتی که بعضی از ویژگی های فیزیکی داخلی یک موجو زنده را تنظیم میکند و برای ادامه حیات مهم است تعریف کرد.نمونه هایی از تنظیم طبیعی این ویژگی ها  دربدن انسان شامل دمای بدن ، فشار خون و ضربان قلب است.
انسانهای اولیه لازم دانستند که برخی ازپارامترهای  محیط بیرونی خود را برای حفظ زندگی تنظیم کنند.
این تنظیمات را می توان چنین تعریف کرد:
“کنترل فرآیند مصنوعی” یا به عبارت ساده تر “کنترل فرایند”
همان چیزی که به دنبال یادگیری مفهوم آن در این مقاله هستیم.

این کنترل فرآیند با زیر نظر گرفتن یک پارامتر،تطبیق دادن آن با حالت طراحی شده یا مطلبوب و شروع به انجام عملیاتی برای رساندن این پارامتر،البته تا حد ممکن،به حالت مورد نظر انچام میشود.ابتدایی ترین مثالی که میتوان زد،روشن کردن آتش توسط انسان های اولیه برای کنترل دمای محیط است. اصطلاح کنترل فرآیند خودکار یا automatic process control هنگامی مورد استفاده گسترده ای قرار گرفت که مردم آموختند چطور روند تنظیمات خورکار را، برای ساخت محصولات یا مواد فرایند به صورت کارآمد و صحیح تطبیق دهند.
همه سیستم های فرآیندی از سه عامل یا عبارت اصلی تشکیل شده اند:
the manipulated variables,disturbances,the controlled variables

the manipulated variables یا متغیر های دست کاری شده یا موقعیت یک شیر،سرعت یک موتور یا موقعیت یک دمپر….
the controlled variables یا متغیرهای کنترل شده شرایط یا کمیت های فیزیکی مانند دما ، سطح ، موقعیت ، فشار ، pH ، چگالی ، میزان رطوبت ، وزن و سرعت ، که باید در مقداری مطلوب و طبق طراحی حفظ شوند،می باشد.
برای هر متغیر کنترل شده یک متغیر دستکاری شده مرتبط وجود دارد. یک سیستم کنترلی باید متغیر های دستکاری شده را طوری تنطیم کند،تا مقدار سنجش مطلوب یا طراحی شده یا set point (نقطه تنظیم) مقدار متغیر کنترل شده،علی رغم اختالات(distrubances) کلی،حفظ شود.

اختلالات وارد شده بر روی فرایند تأثیر می گذارند و تمایل به تغییر متغیرهای کنترل شده از مقدار دلخواه یا شرایط set point دارند.
این اختلالات ،شامل تغییرات در دمای محیط ، میزان تقاضا برای محصول ، یا در تامین مواد خوراکی فرایند…
سیستم کنترل با متغیر های دستکاری شده را طوری تنظیم کند تا متغیر های کنترل شده با وجو اختلالات در حالت مطلوب حفظ شوند.
اگر نقطه تنظیم تغییر کند ،
میزان متغیر دستکاری شده باید تغییر کند تا متغیر کنترل شده نسبت به مقدار مطلوب طراحی شده جدید تنظیم شود.

برای هر متغیر کنترل شده ، اپراتورهای سیستم کنترل یک متغیر دستکاری شده را انتخاب می کنند که می تواند با متغیر کنترل شده جفت شود. اغلب این انتخاب واضح است ، مانند دستکاری جریان سوخت به مشعل برای کنترل دمای خانه. اما گاهی اوقات انتخاب چندان واضح نیست و فقط می تواند توسط کسی تعیین شود که روند تحت کنترل را درک کند. جفت شدن متغیرهای دستکاری شده و کنترل شده به عنوان بخشی از طراحی فرآیند انجام می شود.

در مقاله ای دیگر با المان های سیستم کنترل آشنا خواهیم شد. همچنین میتوانید در این مقاله بدر مورد تاریخچه ی اتوماسیون و اجزاء سیستم های کنترل بخوانید.