الرئيسية » هندسة التحكم » التحكم الرقمى » التحكم الإلكترونى-1 ومثال التحكم فى درجة الحرارة لغلاية بالكهرباء

التحكم الإلكترونى-1 ومثال التحكم فى درجة الحرارة لغلاية بالكهرباء

مقدمة

التحكم التقليدى الكلاسيك الذى انتشر لعقود عديدة قام على الخاصية الثنائية لتلامسات الريلاى الكهروميكانيكى توصيلا وفصلا (On/Off) وكان من عيوب ذلك النظام ما به من أجزاء ميكانيكية تحتاج لصيانة دورية ولها عمر افتراضى غير طويل ناهيك عن الحجم الذى يشغله نظام التحكم الكلاسيكى والطاقة الكهربية المستهلكة فى تشغيل الريليهات (المرحلات) .

التحكم الإلكترونى

من العناصر ذات التركيب البلورى رباعية التكافؤ مثل السليكون والجرمانيوم أنتجت وحدات إلكترونية لها من الصفات الكهربية والخصائص ما أمكن توظيفها محل الريلاى فى نظم التحكم للتخلص من الأجزاء الميكانيكية وما  تسببه من مشاكل مثل الدايود والترانسستور والموسفيت والثاريستور والترياك والدياك حتى أنه أطلق عليها الجوامد أى التى تخلو من أجزاء ميكانيكية  كما فى الريلاى .

مثال على نظم التحكم الإلكترونى 

 غلاية مياة يراد التحكم فى درجة حرارة للمياة بها أو سخان مياة كهربى ففى الشكل ش (1) دائرة التحكم الإلكترونى لتشغيل السخان وفصله ما أن تصل درجة حرارة المياة إلى الدرجة المرجوه

عناصر الدائرة 

1- حساس حرارى RDT أو PTC أو مذدوج حرارى

2- ترانسديوسر (محول حراري/جهد كهربى)  ويمثل خرجه إشارة الخطأ أو الانحراف عن درجة الحرارة المرجوة

3- مكبر ترانسستور لجهد الخطأ

4- مكبر عمليات فرقى  لتحويل جهد الخطأ (Error ) إلى عرض لنبضة (PWM)

5- مكبر ترانسستور للإشارة النبضية (Q1)

6-عاكس لإشارة خرج الترانسستور (Q1) ودرايف لبوابة الترياك (Q2) لفتح مسار التغذية الكهربية جزئيا طبقا لدرجة الحراة لمقاومة السخان

ش(1)

   عمل دائرة التحكم

1- جهد خرج الترانسديوسر وهو بضعة أجزاء من المملى فولت يتم تكبيره بمكبر جهد وإشارة خرجه يتم تعديلها بعرض النبضة وذلك بمقارنتها بموجة أسنان منشار   فيكون خرج مكبر العمليات فى حالة صفر (منطقيا ) طالما لم يتجاوز موجة سن المنشار فيكون الترانسستور  Q1  فى حالة قطع لزمن وصول موجة سن المنشار إلى قيمة جهد الخطأ أى أن خرجه بقيمة جهد التغذية (منطق 1) موجود على قاعدة الترانسستور Q2 ليصبح On فخرج جهد التشبع (Vce)  القريب من الصفر

2- بوجود جهد صفر على بوابة الترياك يكن فى حالة قطع مانعا مرور الكهرباء إلى مقاومة السخان بقدر زمن النبضة

3- بتجاوز قيمة موجة سن المنشار لقيمة جهد الخطأ يتغير الوضع لخرج مكبر العمليات وكلا الترانسستورين وتحفز بوابة الترياك لزمن نهاية موجة سن المنشار يتحول وضع الترياك إلى موصل فتتم تغذية مقاومة السخان لزمن اختفاء النبضة

4- عرض النبضة المحفزة للترياك ومن ثم جزء فتح الدائرة لمرور التيار الكهربى يعتمد على درجة حرارة الغلاية كما فى ش (2) حيث تمثل المقاطع الحمراء من موجة كهرباء الجزء منها الذى يمر للحمل .

للمزيد عن التعديل بعرض النبضة يمكن الرجوع للرابط : https://wp.me/paiFWG-zI
للمزيد عن الترياك يمكن الرجوع للرابط :https://wp.me/paiFWG-hE

5- فى ش(3) توضيح للعديل بعرض النبضة لموجة على شكل رامب

–                                                 

                                                ش(2)                                                                               ش(3)

لاحظ الآتى :-

1- كل عناصر الدائرة من الجوامد (مكونات من أنصاف النواقل ) ترانسستورات وترياك وهذا ما يطلق عليه نظم التحكم الإلكترونى

2- الاشارة داخل النظام إشارة متصلة (تماثلية) Analog

 لم  تستغرق نظم التحكم الإلكترونى بضع سنوات حتى اندثرت بظهور الإلكترونيات الرقمية والحواسب الشخصية ليحل محلها سريعا التحكم الرقمى بالبرامج المخزنة فى شكل ميكروبروسسور أو ميكروكنتروللر فى نظم التحكم المحدودة كالمتحكم المنطقى المبرمج PLC

 

 

اترك رد