الإلكترونيات القوية

تعتمد الأتمتة الصناعية التقليدية بدرجة كبيرة على وحدات مخصصة للإدخال والإخراج (IO). ففي إعدادات أنظمة التحكم الموزعة (DCS) أو وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) القياسية، يخصص مهندسو التصميم بطاقات محددة لأنواع إشارات مختلفة. فعلى سبيل المثال، تعالج بطاقة الإدخال الرقمي التقليدية ذات 16 قناة إشارات رقمية حصريًا. لكن المشاريع الهندسية كثيرًا ما تشهد تغييرات في اللحظات الأخيرة في أعداد الإشارات. لذلك، فإن اكتشاف نقص قناة إدخال تناظري (AI) في مرحلة متأخرة من التصميم يجبر المهندسين على شراء بطاقة مخصصة جديدة للإدخال التناظري وتركيبها. ونتيجة لذلك، تزيد هذه الصلابة نفقات الأجهزة، وتهدر مساحة الخزائن، وتؤخر جداول التشغيل.

في مجال الأتمتة الصناعية، تتحكم محركات التردد المتغير (VFDs) في سرعة المحرك وعزمه في مختلف المصانع وأنظمة مناولة المواد. ومع ذلك، تتعرض بعض التطبيقات الشاقة لأحمال خارجية قد تدير عمود المحرك من دون أمر تشغيل. فعلى سبيل المثال، تسحب الجاذبية الأحمال إلى الأسفل في معدات الرفع غير المثبتة. لذلك، يدمج المهندسون المكابح الميكانيكية مع منطق محركات التردد المتغير للحفاظ على السلامة التامة ومنع الأضرار الهيكلية أو إصابات العاملين أثناء الإيقاف.

يواجه مهندسو الأتمتة الصناعية كثيرًا تحديات تنظيم مستوى السوائل في مختلف مصانع العمليات. وغالبًا ما تؤثر آليات التحكم التقليدية بالتشغيل والإيقاف سلبًا في استقرار النظام بسبب التبديل المفاجئ للمشغلات. لذا، يؤدي الانتقال إلى بنى التحكم ذات الحلقة المغلقة، مثل التحكم التناسبي، إلى استجابات أكثر سلاسة. وفي بيئة PLC نموذجية، مثل Siemens TIA Portal، يستخدم المهندسون التغذية الراجعة ذات الحلقة المغلقة لتقليل أخطاء العملية دون الحاجة إلى تعقيد نظام PID الكامل.