ما هي هندسة التحكم الصناعي؟
هندسة التحكم الصناعي هي أحد الفروع الهندسية التي تعنى بتطبيق نظرية التحكم لتصميم الأنظمة لتحقيق السلوك المطلوب من خلال الضبط والتحكم ببعض متغيرات النظام.
حيث يتم قياس أداء المخرجات في النظام المراد التحكم به باستخدام مجسات وتستخدم هذه القياسات في إرسال إشارات التغذية الراجعة (الارتجاع) لمؤثرات المدخلات لعمل التصحيح المرغوب به للأداء.
مجالات العمل لمهندس التحكم الصناعي
يمكن لمهندس التحكم الصناعي العمل بالمجال الهندسي أو الإداري بواحدة أو أكثر من المجالات الصناعية التالية:
- التحكم بالعمليات (بالإنجليزية: Process control)
- إدارة الإنتاج .
- أتمتة المصانع والمباني
- أنظمة التحكم الموزعة ( Distributed Control Systems )
- المتحكمات المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs)
- التحكم الإشرافي وتحصيل البيانات (SCADA)
- التصميم الصناعي والاستشارات
- المبيعات الهندسية وضبط الجودة
- العمليات والصيانة والدعم التقني
- التحكم والروبوتات الصناعية وأجهزة القياس
وهذه المجالات لها تطبيقات في عدة قطاعات صناعية منها:
- قطاع النفط والغاز الطبيعي.
- البتروكيماويات.
- الهندسة الكيميائية .
- التصنيع.
- البحث العلمي.
- النقل والمواصلات.
- البنية التحتية.
المسمى الوظيفي لمهندس التحكم الصناعي
يمكن أن يعمل مهندس التحكم الصناعي بأحد المسميات الوظيفية التالية:
- مهندس تحكم.
- مهندس نظم.
- مهندس ميكاترونكس .
- مختص بالبحث علمي.
- مختص بالإدارة الهندسية.
- مهندس أجهزة قياس.
- مهندس تحكم بالعمليات.
المقررات الدراسية لهندسة التحكم الصناعي
يدرس طالب هندسة التحكم الصناعي مجموعة من المقررات المتنوعة تشمل المجالات النظرية والعملية لمعارف ومهارات وطرق هندسة التحكم وأجهزة القياس والإلكترونيات.
وتشمل هذه الدراسة طرق هندسة التحكم التقليدي والتحكم المثالي والتحكم الذكي والتحكم التكيفي، إضافة لما سبق يدرس الطالب المواد الأساسية في الفيزياء والرياضيات والهندسة الكهربائية.
المهارات المطلوبة من مهندس هندسة التحكم الصناعي
يمتاز مهندس التحكم الصناعي بمجموعة من المهارات المتنوعة ومنها القدرة على اتخاذ القرارات الفعالة في المسائل الصعبة والمركبة في مجال أجهزة القياس وهندسة التحكم.
وهو أيضاً قادر على استخدام التفكير الفعال للتعرف على كيفية عمل الأجزاء وترابطها فيما بينها وتوصيلها مع العالم الخارجي بالوقت الحقيقي.
تاريخ هندسة التحكم الصناعي
كان التحكم الصناعي جزءاً من العمليات الصناعية منذ منتصف القرن التاسع عشر وكان في معظمه عبارة عن دوائر تحكم مفتوحة (open loop control) عن الطريق الفتح والإغلاق أو إعطاء إشارات معين للعاملين لاتخاذ الإجراء المناسب.
في عام 1932م تم فهم واستخدام مفهوم الارتجاع السلبي (negative feedback) في نظرية التحكم وبالتالي تطبيقه في تصميم أنظمة التحكم والذي يعد الأساس لأنظمة التحكم المغلقة (closed loop system).
يعتبر الباحثون أن الفترة 1935-1950م هي الفترة الكلاسيكية للتحكم الصناعي، أما بداية التحكم الحديث فتعود إلى بداية الخمسينات من القرن العشرين عندما أخذ الباحثون باعتباراتهم عدم الخطية وكذلك وجود الخطأ في النظام.
في عام 1956م كان أول استخدام لأنظمة التحكم الرقمي. في عام 1968م ظهر أول المتحكمات المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs)، وتطور بعدها التحكم الصناعي بشكل كبير وأصبح الحديث الآن عن تطبيقاته مع الأمن السيبراني والأنظمة السحابية وتطبيقاته في الجيل الرابع للصناعة.
