Kontrol Sistemleri

İnsan ve insan gücü tarihi dönemlerin başlarında iş gücü olarak çok sık ve normal görülerek değerlendirilmekteydi. Zenginlik, fakirlik, işgal, savaş, anavatanını terk etme zorunda kalma gibi sonuçlardan sonra kölelik kavramı insanların kas gücüne ihtiyaç duyulduğu içindi. Günümüzde ise insan makine arasındaki denge insan gücünün gün geçtikçe azalmasıyla değişmekte. Otomatik kontrol sistemleri ya da diğer bir adıyla kontrol ve otomasyon teknolojisi ile makinelerin dışında makine kullanımlarının rolünde bile insan gücü gittikçe azalmaktadır.

Kontrol Sistemlerinin Tarihçesi

Kontrol sistemleri denilince ilk kullanılan kendiliğinden kontrolü sağlayan sistemin buhar makinesi olduğu görülmektedir. Buhar makinelerinde kontrol mekanizması makinenin dönen miline bağlı dönen toplarla olmaktadır. Bu topların merkezkaç kuvvetleriyle buhar girişi kendiliğinden kontrol edilmektedir. Bu teknolojinin önemi 2. Dünya Savaşı’nda anlaşılmıştır. Çok tehlikeli görevlerin kontrol sistemlerine ihtiyaç duyduğu savaş esnasında görülmüştür. Savaş sonrasında bu teknolojinin önemi düşünülüp üretime entegre edilmeye başlamıştır. Özellikle risk grubundaki ve insan gücünün yorgunluk ve tehlikeden sonra pahalı olduğu düşünülüp bu sektörler ön plana alınmıştır.

Kontrol Sistemlerinin Temel Kavramları

Kontrol sistemlerini kurmak ve işletmek için bazı temel kavramların tanımlarını, bağlı oldukları parametreleri ve ne ile ilgili olduklarını bilmek gerekmektedir. Bu kavramlar sistem, giriş, çıkış ve kontrol sistemidir. Sistem birden fazla bileşenden oluşan ve bu bileşenlerin bir işlem ve ortak amaç için kullanıldığı yapıya denir. Kontrol sistemi ise sistem adlı yapının içinde bulunan bileşenlerden bazılarının denetlenmesi için işleyen mekanizmaların olduğu sisteme denir. Giriş ve çıkış kavramları bilgisayar alanlarında ve elektronik alanlarda sıklıkla karşılaşılan kavramlardır. Bilgisayar ve elektronik sistemleri kendine özgü dil ve yapılara sahiptir. Bu yapılardan biri olan giriş kavramı bileşenlerden oluşan sistemin içine giren ve işlem geçirecek büyüklüklere denilmektedir. Çıkış kavramı ise sistemin içindeki bileşenler ve mekanizmalar sonucunda giriş ile sisteme giren büyüklüklerin işlemlerden geçtikten sonra sistemden çıkan haline denmektedir.

Kontrol Sistemlerinin Çeşitleri

Kontrol sistemleri ilk önce çevrim çeşitlerine göre ikiye ayrılır. Açık çevrim kontrol sistemleri ve kapalı çevrim kontrol sistemleri olarak 2 kategoride incelemek mümkündür.
Açık çevrim sistemleri bağımsız bir değişken olan girişin çıkışı etkilemediği ve ilk verilen bağımsız değişken giriş değerine göre kontrol işlemlerini gerçekleştirdiği kontrol sistemi teknolojisidir. Maliyet olarak yapım maliyetleri sistemin işletme maliyetlerinden her zaman daha azdır.

Kapalı çevrim sistemleri ise biraz daha gelişmiş bir teknolojidir ve kullanım olarak daha faydalıdır. Kontrol sistemlerinde olan giriş ve çıkışın arasındaki fonksiyonel ilişkinin dışında bir de çıkış değerine göre değerlendirme yapma kapalı çevrim sistemlerinin bir özelliğidir. Çıkış değeri ölçüldükten sonra giriş değerini geri besleme denilen bir işlem ile kontrol etme işlemini de gerçekleştirip süreç tamamlanmış olur. Trafik ışıklarının düzenlenmesinde, santral ve fabrikaların iş akışında kapalı çevrim sistemleri daha avantajlı olmaktadır.

Aynı zamanda çalışma prensiplerine ve kullanılan teknolojiye göre de kategorilere ayırmak mümkündür. Bu kategorilere göre kontrol sistemleri çeşitleri aşağıdaki gibidir.

  • Pnömatik Kontrol Sistemleri
  • Elektronik Kontrol Sistemleri
  • Hidrolik Kontrol Sistemleri
  • Elektronik ve Pnömatik Karışımlı Kontrol Sistemleri
  • Elektrikli Kontrol Sistemleri
  • Elektrik ve Manyetik Karışımlı Kontrol Sistemleri
  • Kendinden Bağımsız Kontrol Sistemleri

En Çok Kullanılan Kontrol Sistemleri Nelerdir?

Kontrol sistemlerinin seçimi duruma bağlı olarak değişiklik göstermekte olsa da bazı kontrol sistemleri sıklıkla tercih edilmektedir. Bu kontrol sistemleri aşağıdaki gibidir.

  • PID (Proportional–Integral–Derivative) Kontrol Sistemleri
  • Pole Placement Kontrol Sistemleri
  • Servo Senkro Kontrol Sistemleri
  • Gözetleyici Kontrol Sistemleri
  • Quadratic Optimal Regulator Kontrol Sistemleri

Tek bir sonuç gösteriliyor