عرف مصطلح التحكم الآلي منذ أواخر القرن التاسع عشر،وكان القصد منه إيجاد حلول لمشاكل التحكم البشري في الآلات والماكيناتعلى النحو الذي وضع أسسه عدد من المهتمين في هذا المجال ومنهم جورج ماكسويل (1868).
ولم يحتل التحكم الآلي مكانته بأنه فرع مستقل من فروع الهندسة إلا في أوائل الثلاثينات من القرن العشرين .
تعريف التحكم الآلي :
عبارة عن منظومة صناعية تتحكم بالعمليات الصناعية والمشغلات الكهربائية عن طريق القواطع والكونتاكتورات الصناعية …
مكونات نظام التحكم:
يتكون أي نظام تحكم من ثلاث مكونات أساسية هم:
الحساسات (Sensors):
الحساسات هي نوع من أنواع (Transducers) والتي تغير شكل الطاقة من نوع إلى آخر ولها نوعان هما الحساسات المباشرة مثل الترمومتر الطبي حيث يمكن قراءة درجة الحرارة منه مباشرة والحساسات الغير مباشرة مثل (Thermocouples) والتي تحول درجة الحرارة المقاسة بها إلى قيمة جهد مناظرة لها والتي تحتاج إلى جهاز آخر لمعرفة درجة الحرارة المقاسة. ويمكن تصنيف الحساسات طبقاً لنوع الطاقة المقاسة بها.
ب- المستقبلات (Responders):
والتي قد تكون أنظمة كهربائية أو ميكانيكية بسيطة أو أجهزة حاسب آلي والتي تقوم باستقبال القياسات من الحساسات.
ج- المشغلات (Actuators):
والمشغل هو الذي يقوم بالعمل طبقاً للقيمة المقاسة من الحساس (Sensor) وذلك تحت قيادة المستقبل (Responder). على سبيل المثال التحكم في الكهرباء إلى موتور الثلاجة المنزلية.
أنظمة التحكم الآلي:
أي نظام تحكم هو عبارة عن مجموعة من المكونات السابقة المجتمعة معاً لإدارة أو قيادة الأنظمة الأخرى وتنقسم أنظمة التحكم إلى أقسام عديدة بينها العديد من الاختلافات.
أ) : التحكم المنطقي (Logic Control)
أنظمة التحكم المنطقي تم تطبيقها قديماً بشبكات من المتممات (Networks of relays) وتم تصميمها بلغة (Ladder logic) أما اليوم فان جميع هذه الأنظمة تقوم على أساس (PLC). وعادة يتم إستخدام هذا النظام للتحكم في العمليات الميكانيكية المتتابعة مثل المصاعد. وأنظمة التحكم المنطقي سهلة جداً في التصميم ويمكن أن تعالج عمليات معقدة جداً.
ب) : التحكم المتسلسل (الحلقة المفتوحة (Open Loop Control)
إن أبسط أنواع منظومات التحكم هي المنظومات ذات التتابع المشروط، مثل حالة الآلة التي يجب عليها القيام في كل مرة بثقب قطعة ميكانيكية تقدم لها
في حالة وجود خلل في الآلات، وحدة التحكم المنطقبة (PLC ) يحدث خطأ وربما توقف الآلات إلى الانتظار للتحكم اليدوي . المشغل في غرفة التحكم سوف يلاحظ خطأ على شاشة التحكم، وانه سوف يتعامل مع الخطأ اعتمادا على نوع الخطأ و شرحه. سوف تعمل الإنذارات المعروفة التى تلفت انتباه المشغل ان كان بعيدا . وقد يشمل هذا التفاعل أيضا تجاهل الانذار ، إذا كان من المعروف أن التنبيهات غير مؤذية. في دراسة حالة واحدة معينة تقريبا. 95٪ من الأخطاء كانت معروفة. وكانت النسب القليلة المتبقية غير معروفة، أو نادرا ما تظهر الإنذارات. من أجل التعامل مع أجهزة الإنذار، والسبب يجب أن يكون موجودا. إذا كان التنبيه يشير إلى وضع خطير، أو تسبب في توقف الآلات، الوقت هو العامل الأساسى لإعادة تشغيل الالات . المشغل فقط لديه قدرات محدودة لمراقبة الداخلية من هذه العملية، لأن محطات غرفة التحكم عادة ما تظهر فقط المعلمات العملية الرئيسية. في كثير من الأحيان انه لن تكون قادرة على حل المشكلة وسوف تأمر موظفي الصيانة للتحقق من المعدات على الفور، إذا كان ذلك ممكنا. إذا لم يحدث أي ضرر واضح، . المعدات المتاحة للمشغل للتحقق من الوضع الداخلي وحدة التحكم المنطقية وتشمل البرمجة وجهاز التصحيح، والمهم في كثير من الأحيان، مؤشر ليد على المدخلات والمخرجات من وحدة التحكم المنطقية .
التتبع هو دورة متكررة من التحقق من البرنامج عن مخرجات خاطئة والتحقق من المخرجات و المدخلات باستخدام جهاز البرمجة. ومن ثم يتم تحديد المدخلات “الخاطئة ” باستخدام جهاز البرمجة ، حيث تستبعد تجربة المدخلات غير المحتملة. وبعد ذلك، ترجع المتغيرات إلى الشرائح المنتجة للإشارة باستخدام الكتالوج عن طريق التوصيل، وتبدأ الدورة من البداية. هذا يكون بسبب عدم كفاءة إشارة المخلات ومعلومات الحالة الحالية من مصحح الأخطاء قد تمنع استخدام الآلات لفترة طويلة نسبيا من الزمن. وقد تكون مثل هذه التأخيرات باهظة التكلفة بالنسبة للمصنع، وبالتالي ينبغي التقليل منها عن طريق تزويد المشغل بأدوات قوية لفحص الأخطاء .