صفحه اصلی متفرقه الکترونیک کنترل هوشمند

کنترل هوشمند

مقدمه

زندگی امروز بشر در حال تبدیل به یک روند مکانیزه و وابسته به انواع ابزارها و ادوات مختلف می باشد. با گسترش روز افزون این تجهیزات و افزایش حیطه مدیریت منابع توسط انسان ها نیاز به طراحی و اجرای یک الگوی مدیریتی هوشمند امری لازم به ذهن می آید. کنترل هوشمند راه کار مناسبی جهت افزایش تسلط و بهره گیری هرچه بیشتر از منابع اطراف می باشد.

کنترل هوشمند چیست

کنترل هوشمند به هر اقدامی در جهت مدیرت منابع و ابزارهای موجود به صورت بهینه گفته می شود. از ویژگی های بسیار مهم در کنترل هوشمند امکان یکپارچه سازی مدیرت و سامان دهی مرکزی آن می باشد که مشکل بسیار بزرگی در مجموعه های گسترده می باشد. بحث کنترل هوشمند شامل ابعاد مختلفی می باشد که هر بعد شامل اجزای خاصی می باشد. به طور خلاصه این بحث به صورت زیر تقسیم بندی می گردد:

1-      واحد حسگرها

·          حسگرهای پارامترهای محیطی

·          مبدل های خروجی/ورودی

·          کنترولر حسگرها (سخت افزار/نرم افزار)

2-      واحد کنترل مرکزی

·          سخت افزار مرکزی

·          نرم افزار مرکزی

3-      واحد ارتباطات

·          بستر ارتباطی

·          واسط های بی سیم

·          واسط های سیمی

4-      واحد درایو

·          واسط درایور

·          مبدل های خروجی/ورودی

·          کنترل درایور (سخت افزار/نرم افزار)

در یک سامانه ی کنترل هوشمند پارامترهای محیطی توسط یک مجموعه حسگر دریافت گردیده. این پارامترها بر روی یک بستر شبکه چه به صورت بی سیم و چه به صورت سیمی به واحد کنترل مرکزی منتقل می گردند. واحد کنترل مرکزی پس از پردازش داده های دریافتی پاسخ مناسبی را بر روی بستر ارتباطی ارسال می نماید و این پاسخ در نهایت موجب تغییراتی و فرمانی در واحد درایو می گردد.

حسگرها

حسگرها وظیفه ی حس کردن پارامترهای محیطی و بعضاً غیر محیطی را بر عهده دارند. این بخش به صورت ماژول های خاص جهت حس نمودن انواع پدیده ها در نظر گرفته می شود و هر یک دارای مشخصات منحصر به فرد خود می باشد. از انواع حسگرها می توان به نمونه های زیر اشاره نمود

·          حسگر دود

·          حسگر گاز

·          حسگر نور

·          حسگر دما

·          حسگر جریان

·          حسگر ولتاژ

·          حسگر حرکت با  استفاده از مادون قرمز

·          حسگر حرکت با استفاده از امواج فرا صوت

·          حسگر لرزه

·          حسگر شتاب

·          حسگرهای موقعیت

کنترل مرکزی

این واحد شامل یک مجموعه ی سخت افزاری و نرم افزاری می باشد که وظیفه ی کنترل کل سامانه ی کنترل هوشمند را بر عهده دارد. اطلاعات به جز در موارد خاص تماماً وارد این مرکز گردیده و پردازش های لازم بر روی آنها صورت می پذیرد. مدیر سیستم از طریق این واحد می تواند مجموعه خود را مدیریت نماید و سیاست های مورد نظر خود را بر روی مجموعه اعمال نماید. این واحد بسته به نوع و شرایط استفاده امکان برقراری با سایر سامانه های رایانه ای و مخابراتی را دارا می باشد به طور مثال جهت اعلام هشدار به مدیر سیستم این واحد می تواند با ارسال پیام کوتاه، پست الکترونیکی یا حتی تماس تلفنی شرایط مورد نظر را به اطلاع مدیر برساند.

ارتباطات

برقراری ارتباط و انتقال اطلاعات مابین اجزای مختلف سامانه ی کنترل هوشمند از اهمیت بسزایی بر خوردار می باشد. ارتباط میان اجزا به دو حالت کلی بی سیم و باسیم صورت می پذیرد. هر واحد بسته به نوع بستر ارتباطی نیاز به یک واسط برای ارتباط با آن بستر دارد و در لایه های بالاتر نیاز به یک پروتکل جهت انتقال اطلاعات ما بین اجزا دارد. در برخی موارد خاص این بستر می بایستر از ضرایب امنیتی و پایداری بالا بر خوردار باشد تا عملکرد سیستم مختل نگردد. این بستر در صورت عدم عملکرد صحیح هر واحدی حتی واحد کنترل مرکز باید امکان به کارگیری شرایط جایگزین را دارا باشد. برای نمونه در حالت موارد خاص حسگر بتواند به طور مستقیم با درایور ارتباط برقرار نماید و فرمان لازم را به آن ارسال نماید.

واحد درایو

این واحد بسته به نوع دستگاه یا سامانه ای که نیاز به کنترل دارد متفاوت است. وظیفه ی این واحد دریافت فرامین و اعمال تغییرات در خروجی جهت انجام عملیات مورد نظر می باشد.

کاربرد کنترل هوشمند

کنترل هوشمند کاربردهای فراوانی در بسیاری از فعالیت های زندگی دارد که به طور خلاصه به تعدادی از آنها اشاره می گردد.

سامانه ی اطفاء حریق

در یک سامانه ی اطفاء حریق حسگرهای حرارت و دود داده های محیطی خود را مبنی بر افزایش دما و دود به واحد پردازش مرکز انتقال می دهند واحد پردازش مرکزی در اولین اقدام پیام های لازم جهت فعال سازی سامانه اطفاء حریق در محدوده ی مورد نظر را صادر می نمایید همزمان پیام های مورد نظر به واحدهای درایو هشدار دهنده ها ارسال می گردد تا افراد را از بروز آتش سوزی مطلع سازد. وضعیت حریق لحظه به لحظه در حال کنترل می باشد در صورتی که سیستم عدم موفقیت در اطفاء حریق را تشخیص دهد شروع به بکارگیری سایر روش های تعریف شده می نماید که در ساده ترین حالت تماس با آتش نشانی می باشد.

سامانه های کنترل دما

در چنین سامانه ای ابزارهای سرمایش و گرماش به طور بهینه به کار گرفته می شوند. دمای محیط و حتی برخی پارامترهای خاص همچون غلظت گاز و بخارات هوا توسط حسگرها دریافت و پاسخ مناسب نسبت به تغییر هر یک داده می شود. از ویژگی های برجسته در این طرح امکان افزایش تعداد حسگرها و عملکرد مجزای آن ها می باشد در نتیجه تغییرات محیطی به یک نقطه ی خاص وابسته نشده و همچنین امکان کنترل مستقل هر نقطه وجود خواهد داشت.

سامانه های کنترل الکتریسیته

یکی از پرتلفات ترین مراحل در سامانه های الکتریکی مرحله ی توزیع می باشد. با استفاده از سامانه های کنترل هوشمند شما می توانید توزیع الکتریسیته در مجموعه ی خود را به سادگی کنترل و مدیریت نمایید. در نمونه های مطرح شده می توان سامانه های کنترل روشنایی را مطح نمود حسگر مورد نظر روشنایی را در هر نقطه از مجموعه ی شما تحت نظر دارد و لحظه به لحظه اطلاعات به واحد کنترل مرکزی انتقال می یابند در صورت نیاز به واحد درایو سامانه ی روشنایی دستور تغییر شدت روشنایی داده می شود. در مثالی دیگر کنترل پریزهای برق را می توان در نظر گرفت در حالت فرضی جریان مصرفی یک یا چند خروجی برق توسط حسگرهای مربوطه به واحد مرکزی منتقل می گردند این واحد در صورت مصرف بیش از اندازه و یا بنا به فرمان کاربر می تواند جریان خروجی مربوطه را قطع یا وصل نماید. در مجموعه های ساختمانی بزرگ همچون هتل ها و برج ها این مسئله به طور واضح نمایان می گردد.

موارد پرکاربرد کنترل هوشمند

اتاق های سرور و مراکز داده

کنترل یکپارچه و آنلاین تجهیزات در یک اتاق سرور امری حیاتی در مدیریت آن می باشد. با استفاده از روش های کنترل هوشمند موارد زیر صورت می پذیرند

·          کنترل ورود و خروج اتاق سرور

با استفاده از سامانه کنترل هوشمند تردد به اتاق سرور توسط پارامترهای امنیتی کنترل شده. هر فرد در صورت تایید مجوز قادر به ورود به اتاق خواهد بود ورود و خروج تمام افراد به همراه تاریخ و زمان جهت برسی های بعدی در سیستم ذخیره می گردد و یا در صورت نیاز ورودهای خاص در همان لحظه توسط روش های اطلاع رسانی متداول به مدیر اطلاع داده می شود

·          کنترل سامانه ی اعلام حریق

حسگرهای دود و دما با کنترل لحظه به لحظه آتش سوزی در هر نقطه از اتاق سرور را تشخیص داده و با فعال نمودن واحد اطفاء حریق از گسترش آتش جلوگیری می نمایند.

·          کنترل سامانه ی سرمایش و کنترل دمای اتاق

وجود تجهیزات الکترونیکی مختلف در اتاق سرور سبب افزایش جشمگیر دما در اتاق های سرور می گردد. کنترل هوشمند دمای اتاق می تواند تغییرات دما را در هر جای اتاق تشخیص داده و نسبت به پاسخ مناسب در جهت متعادل ساختن دما اقدام نماید و در شرایط اضطراری ناشی از خرابی سامانه ی سرمایشی هدارهای لازم را به اطلاع مدیر برساند.

·          کنترل سامانه ی توزیع الکتریسیته

یکی از موارد بسیار مهم در اتاق های سرور مدیریت الکتریسیته می باشد. معمولاً در اتاق های سرور از یک منبع بی وقفه ی جریان الکتریسیته استفاده می گردد تا در زمان قطع برق جریان الکتریسیته مورد نیاز تجهیزات اتاق سرور را تامیین نماید. با استفاده از سامانه های کنترل هوشمند مصرف تک تک تجهیزات برسی می گردد و در صورت نیاز مدیر می تواند حتی از راه دور اقدام به قطع یا وصل هر یک از خروجی ها نماید. همچنین در صورتی که دستگاهی مصرفی بیش از حد مجاز تعریف شده داشت پیام های هشدار و اقدامان ضروری در پاسخ به آنها صورت می پذیرد.

 
Loading