دورة تفصيلية :التحكم الإلكترونى فى العمليات الصناعية Industrial Control Electronics

[F.Abdelaziz]

التحكم الإلكترونى فى العمليات الصناعية

Industrial Control Electronics

المراجع :
1- المرجع الأساسى هو كتاب "التحكم الإلكترونى فى الآلات الكهربية والعمليات الصناعية " للمهندس "احمد عبد المتعال .

2- مراجع اجنبية :
http://www.4shared.com/document/PeD95oMO/Industrial_Process_Control__Ka.html
http://www.4shared.com/document/8XHBcW96/PID_Fundamentals_of_Industrial.html
http://www.4shared.com/file/86FjypzW/Copy_of_Process-Industrial_Ins.html


3- شبكة المعلومات .

4- وثائق وتعليمات استخدام أجهزة مختلفة .

أساسيات التحكم الاسترجاعى (التغذية العكسية)

Feed Back Control

مقدمة :

تعريف (وصف) نظام التحكم :

هو مجموعة من العناصر التى تؤدى سويا أداء معينا للمحافظة على خرج الآلة عند المستوى المطلوب .

أنواع أنظمة التحكم :

التحكم الكهربى , والتحكم الميكانيكى , والتحكم الالكترونى وسنركز على التحكم الالكترونى باستخدام مكبرات العمليات Operational Amplifiers .

الهدف من التحكم :

· المحافظة على خرج النظام أو الآلة عند المستوى المطلوب .

· يستخدم التحكم الاسترجاعى للتحكم فى العمليات الصناعية والآلات فى الظروف الصعبة والتى لا يستطيع الإنسان أن يعمل فيها .

· التحكم الاسترجاعى يعمل على رفع سرعة الإنتاج وجودته وانخفاض تكلفة التصنيع .

وحتى يتثنى استيعاب تطبيقات التحكم الاسترجاعى يتطلب ذلك الإلمام بالموضوعات التالية :

الموضوع الأول : مكبرات العمليات والدوائر الأساسية لها .

الموضوع الثانى : مصادر التيار المستمر المنتظمة .

الموضوع الثالث :أنظكة التحكم ذات الدائرة المفتوحة زكذلك أنظمة التحكم ذات الدائرة المغلقة والعناصر المكونة لكليهما .


وسوف نتناول هذه المواضيع بشىء من الإيجاز .

القادم إن شاء الله :

مكبر العمليات 741 :

[مسلم11]

ماشاء الله علم غزير وأسلوب مميز
أهلا بك

[F.Abdelaziz]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة النسر العربي ال

ماشاء الله علم غزير وأسلوب مميز
أهلا بك

اخى الكريم

شكرا جزيلا لك

بارك الله فيك

لقد اسعدنى كثيرا جدا مرورك الكريم

مع تمنياتى بدوام التوفيق

[zanyhand]

أسلام عليكم و رحمته الله
شكرا أستاذي عبد العزيز على هذا الموضوع المتميز
هل تقصده ب "أساسيات التحكم الاسترجاعى (التغذية العكسية)
Feed Back Control" هذا ...
http://www.youtube.com/watch?v=6sY9w...yer_embedded#!

[F.Abdelaziz]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة zanyhand

أسلام عليكم و رحمته الله
شكرا أستاذي عبد العزيز على هذا الموضوع المتميز
هل تقصده ب "أساسيات التحكم الاسترجاعى (التغذية العكسية)
Feed Back Control" هذا ...
http://www.youtube.com/watch?v=6sY9w...yer_embedded#!

اخى الكريم شكرا جزيلا لك
الموضوع الموجود

Position control of a propeller with a PIC 18F2680

"التحكم فى موضع ريش الرفاص أو المروحة باستخدام PIC18F2820 "

اى التحكم المبرمج باستخدام الميكروكونترولر وهو لابد ان يحتوى على تغذية عكسية (باختصار هى أخذ جزء أو عينة من الخرج واضافتها إلى الدخل بغرض تحقيق استقرار النظام ) .

ولكن اساس موضوعنا مختلف فموضوعنا يعتمد على التحكم باستخدام الالكترونيات العادية الغير مبرمجة سواء الكترونيات تماثلية أو رقمية .

ان شاء الله سوف تتضح الصورة فيما بعد.


مع تمنياتى بدوام التوفيق

[F.Abdelaziz]

مكبر العمليات 741

الشكل التالى يعرض الدائرة الإلكترونية لمكبر العمليات 741 .

لحسن الحظ أنه يمكن استخدام مكبر العمليات بدون الدخول فى تفاصيل عن تركيبه الداخلى لصعوبة ذلك .

لذلك سوف نتعامل مع الأطراف الخارجية لمكبرات العمليات , ويلاحظ من

رمز مكبر العمليات أن مكبر العمليات له :

· مدخلان Inputs أحدهما المدخل العاكس (-) والآخر المدخل غير عاكس(+)

· ومخرج Output .

والجدير بالذكر أن هناك أطراف أخرى لمكبر العمليات لا تظهر فى الرمز فى أغلب الأحيان . وسوف نتعرض لباقى هذه الأطراف فيما بعد .
الشكل التالى يعرض نموذجا لمكبر العمليات 741 من نوع DIL (أى له أرجل فى صفين ) وكذلك مسقط أفقى يبين جميع المداخل والمخرج ووظيفة كل منها .

ويلاحظ وجود تجويف نصف دائرى على أحد جانبى الدائرة المتكاملة , وحتى يمكن معرفة أرقام أرجل الدائرة المتكاملة تمسك الدائرة المتكاملة باليد بحيث يكون التجويف فى اليسار فتكون الرجل اليسرى هى الرجل رقم 1 ويكون العد فى عكس اتجاه عقارب الساعة .

التعريف بوظيفة أرجل الدائرة المتكاملة :

الرجل (الطرف) رقم 1 : ضبط الخرج عند الصفر .
الرجل (الطرف) رقم 2 : المدخل العاكس .
الرجل (الطرف) رقم 3 : المدخل الغير عاكس .
الرجل (الطرف) رقم 4 : منبع الجهد السالب ويساوى -15V .
الرجل (الطرف) رقم 5 : ضبط الخرج عند الصفر .
الرجل (الطرف) رقم 6 : الخرج ويؤخذ منه الإشارة المكبرة .
الرجل (الطرف) رقم 7 : منبع الجهد الموجب ويساوى +15V .
الرجل (الطرف) رقم 8 : غير مستخدمة .

ويستخدم الطرفان 1 و 5 لضبط الخرج عند الصفر (لتحقيق أن صفر فى الدخل لابد أن يقابله صفر فى الخرج ) حيث يوصل بينهما مجزىء جهد ويوصل الطرف المنزلق للمجزء بالطرف السالب للمنبع .

عندما ترتفع درجة حرارة المكبر يتواجد خرج للمكبر حتى ولو لم يكن هناك دخل على الطرفين وفى هذه الحالة يمكن بواسطة مجزىء الجهد الوصول لخرج مساوى للصفر كما فى الشكل التالى .

مرجع 41 مشروع باستخدام مكبر العمليات 741 على الرابط :


http://www.4shared.com/document/hZVfdjil/41_Projects_using_IC_741_OP-AM.html

القادم إن شاء الله

أهم المصطلحات الفنية المستخدمة مع مكبرات العمليات :

[F.Abdelaziz]

مرجع : Operational Amplifier

على الرابط :

http://www.4shared.com/document/MSg5BVeX/Copy_of_Operational_Amplifier_.html



أهم المصطلحات الفنية المستخدمة مع مكبرات العمليات :

1- جهد الدخل المعادل (Input Offset Voltage (VIO :
وهو الجهد الواجب تطبيقه بين المدخلين لنحصل على جهد خرج صفرى ويساوى 1mV لمكبر العمليات A741 .

2- تيار الدخل المعادلIIOInput Offset Current:
وهو الفرق بين تيارات المدخلين عندما يكون الخرج فى حالة جهد صفرى ويساوى 20nA لمكبر العمليات 741 ,

3- تيار انحياز الدخلIIBInput Bias Current :
وهو متوسط تيارات المدخلين عندما يكون الخرج فى حالة جهد صفرى .

4- جهد الدخل التفاضلى (الفرقى) Input Differential Voltage VID :
وهو فرق الجهد الأقصى بين المدخلين العاكس وغير العاكس .

5- كسب الجهد للدائرة المفتوحة Open Loop gain Av :
وهو النسبة بين جهد الخرج وجهد الدخل عندما تكون مقاومة الحمل 2kΩ .

6- مقاومة الدخل Input Resistance Ri :
وهى المقاومة بين كل من المدخلين والأرضى .

7- مقاومة الخرج Output Resistance :
وهى المقاومة بين كل من الخرج والأرضى .

8- معدل الميلان(التغير) Slew Rate SR :
وهو يساوى النسبة بين التغير فى جهد الخرج إلى زمن هذا التغير عندما تكون مقاومة الحمل RL مساوية 2KΩ .

9- النطاق العرضى للترددات Band Width BW :
وهو حدود الترددات التى يعمل عندها المكبر باستقرار .

10- حاصل ضرب النطاق العرضى للكسب GBW :
ونحصل عليه من المعادلة التالية :

والجدول التالى يعقد مقارنة بين الخواص الفنية لبعض مكبرات العمليات :

القادم إن شاء الله

الدوائر الأساسية لمكبرات العمليات

[F.Abdelaziz]

الدوائر الأساسية لمكبرات العمليات

خصائص مكبر العمليات 741 :

حيث إن معامل تكبير الدائرة المفتوحة لمكبرات العمليات يكون كبيرا ويصل إلى 200 000 لذا فإن مكبرات العمليات عادة لا تستخدم فى دوائر مفتوحة ولكن تستخدم فى دوائر مغلقة , ولكى يكون المكبر فى حالة استقرار فإن هذا الغلق يتم بواسطة تغذية خلفية سالبة , لذلك يتم توصيل مقاومة بين الخرج والدخل السالب .

تطبيقات مكبرات العمليات :

1- المكبر العاكس Inverting Amplifier

الشكل يعرض دائرة مكبر عمليات يعمل كمكبر عاكس . تسمى المقاومة RF بمقاومة التغذية الخلفية (العكسية) , أما المقاومة R1 تسمى مقاومة الدخل وهى مقاومة توالى توصل بين الطرف السالب (-) للمكبر وإشارة الدخل المطلوب تكبيرها , ويكون معامل كسب الجهد ( معامل التكبير ) AV مساويا :

ولمزيد من الإيضاح إليك المثال الموضح بالشكل التالى :







فإذا كانت إشارة الدخل Vi عبارة عن موجة جيبية قمتها العظمى +1V فإن إشارة الخرج Vo ستكون موجة جيبية أيضا بإزاحة 1800 وقيمتها العظمى 10V , حيث أن معامل كسب (تكبير) الدائرة يساوى :

ويجب ملاحظة أن جهد الخرج فى هذه الحالة لن يتعدى جهد منبع التغذية وهو 15V مهما كانت قيمة جهد الدخل وقيمة معامل الكسب لأن المكبر سوف يكون فى حالة تشبع ومن الناحية العملية فإن طرف الدخل الموجب (+) للمكبر لا يوصل مباشرة بالأرضى بل يوصل من خلال مقاومة Rp تساوى :

وهذه المقاومة تعمل على ضبط أى حيود للخرج عن الصفر فى حالة ما إذا كان الدخل على طرفى المكبر مساويا صفرا .

القادم إن شاء الله :

المكبر الغير عاكس Non Inverting Amplifier