KONTROL SİSTEMLERİNE GİRİŞ – I

Merhaba değerli arkadaşlar,

Bu yazımızda mühendislik alanlarının en önemli sistemlerinden olan Kontrol Sistemlerini ele alacağız. Bu yazımız bir giriş yazısı olduğundan dolayı daha çok Kontrol Sistemleri ve Kontrol Mühendisliğinde ele alınan ek ifadeleri ve terimlere açıklık getireceğiz.

Konumuzun en önemli sorularından biri hiç kuşkusuz ki bir kontrol sisteminin ne olduğunun sorusudur. Kontrol Sistemleri, birçok mühendislik sistemlerinde, bilimlerde ve hatta ve hatta insan vücudunda mevcut olan bir sistemdir.  Bundan dolayı, kontrol sistemleri günlük yaşantımız içinde hayatımızın birçok alanına etki ettiğini söyleyebiliriz. Kontrol Sistemleriyle ilk kez karşılaşan veya daha önce karşılaştığı halde tam anlamıyla verim alamayan arkadaşlar için genel bir tanım yapacak olursak şunu söylemek mümkündür;

Bir Kontrol Sistemini anlamak için öncellikle “Kontrol” ve “Sistem” kavramlarını anlamamız gerekmektedir.

Kontrol:  En kaba tanımıyla; Düzenlemek, yönlendirmek/yönetmek/direktif vermek, komuta etmek, yönetmek anlamına gelmektedir.

Sistem: Sistemin tanımını yapacak olursak; Öğelerin/Elemanların (alt sistemler) düzenlenmesi veya set edilen elemanlar kümesidir.

Yani; Belli bir görevi yerine getiren tek bir öğeye veya birbirleri ile fiziksel anlamda ilişkilendirilmiş öğelere denilmektedir.

Kontrol Sistemi: Bir Sistem ve Kontrolün tanımını yaptıktan sonra bir Kontrol Sisteminin ne olduğunu açıklayabiliriz.

Bir Kontrol Sistemi; Öğelerinin birbirine etkisi ile sebep sonuç ilişkilerine göre sıralanıp giriş (amaçlar) ve çıkışlarının(sonuçlar) bağlandığı, aralarındaki bilgi akışının (kontrol sistemi) blok diyagramları ile gösterildiği, kontrol edilmek istenen kavramın çıktı (sonuçlar) , kontrol edilmek için verilen değerin ise girdi (amaçlar) olarak isimlendirildiği mekanizmaya denir.

Yani daha net bir şekilde ifade edecek olursak, yukarıda vermiş olduğumuz Kontrol ve Sistem kavramlarından yola çıkarak şunu söyleyebiliriz.

Yukarıda vermiş olduğumuz bir Kontrol Sisteminin tanımı ışığında, bir kontrol sisteminin temel öğelerini söylemek mümkündür.

Kontrol Sisteminin Temel Öğeleri:

1. Girdi veya Amaçlar (u) – Uyarıcı (İstenen Cevap)
2. Kontrol Sistemi Elamanları
3. Çıkış veya Sonuçlar (y) – Cevap ( Mevcut Cevap)

Olarak söylenebilir.

          Bir Kontrol Sisteminin Temel Öğeleri

Şeklimizi açıklayacak olursak;

Kontrol Sisteminin amacını söylemek mümkündür. Buna göre bir kontrol sisteminin amacı:

Amaç: “Kontrol Sisteminin öğeleri aracılığı ile girişleri (amaçları) kullanarak, çıkışları (sonuçları) önceden belirlenmiş bir şekilde kontrol etmektir .” diyebiliriz.

Kontrol Sistemlerinin Uygulama Alanları

Günümüz dünyasında teknolojinin gelişmesine paralel olarak Kontrol Sistemlerinin önem arz edecek şekilde sanayide yer alması kontrol sistemlerinin önemini arttırmaya başlamıştır. Bu nedenle Kontrol Sistemleri;

         a- Ürünlerin Kalite Kontrolunda

         b- Otomatik Montaj Hatlarında

         c- Makine ve cihazların kontrolunda

         d- Savunma Teknolojilerinin Silah Sistemlerinde

         e- Bilgisayarlı Kontrol Sistemlerinde

         f-  Uzay Teknolojilerinde ve bunlara bağlı silah sistemlerinde

         g- Ulaşım, güç ve elektronik sistemlerinde

         h- Robotik Sektöründe

         i-  Medikal Sistemlerinde

         j-  Mekanik Enerji Sistemlerinde

         k- Stok Kontrolunda

         l-  Fabrika otomasyon Kontrolunda

         m- Sosyal ve Ekonomik Sistemlerin Kontrolunda

         n-  Gemi ve Deniz Kontrol Sistemleri

         o-  Kıtalararası Füze Yönlendirme Sistemleri

         ö-  Deniz Otobüsleri için Otomatik Kontrol Sistemleri

         p-  Yüksek Hızlı Raylı Sistemlerde

         r-   Uçak oto pilot sistemleri ve Kontrollerinde

Gibi birçok sanayi sektörlerinde OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ yaygın olarak kullanılmaktadır.

Dolayısıyla bir Kontrol Sistemi, birden fazla Girdiye ve Çıkışa sahip olabilir. Bu anlamda Kontrol Sistemlerini 3’e ayırabiliriz. Bunlar;

1. İnsan yapımı Kontrol Sistemleri
2. Doğal, Biyolojik Kontrol Sistemleri
3. Hem İnsan yapımı hem de Biyolojik, doğal Kontrol Sistemleri

Olarak söylenebilir.

Örneğin;

Bir elektrik anahtarı, elektrik akışını kontrol eden insan yapımı kontrol sistemidir. İnsanın bir parmağıyla, gözüyle, eliyle, koluyla ve diğer vücut uzuvlarıyla hareketi ve kontrolü sağlayan insanın beynidir. Bu anlamda amaçlara uygun sonuçların elde edilmesini sağlayan beyin doğal ve biyolojik bir kontrol sistemidir.

Bir otomobili oluşturan ve bu otomobile ait bileşenlerle birlikte ve otomobili süren insanın kontrolünde gerçekleşen bir sistemden bahsedebiliriz. Otomobil ve otomobili oluşturan bileşenler insan yapımı kontrol sistemi iken, otomobili süren insan ( el, kol, göz ve ayakları yönlendiren insan beyninin kontrolü) hem biyolojik hem de insan yapımı kontrol sistemine örnek olarak verilebilir.

KONTROL SİSTEM UYGULAMALARI ÖRNEĞİ

Bir kontrol sisteminin temel öğelerini gösteren şeklimizi incelediğimizde bu şekle ilişkin basit bir kontrol sistemine örnek verecek olursak, otomobillerdeki komut kontrolü örnek olarak verilebilir.

İki ön tekerleğin yönü y kontrol değişkeni yâda çıkış (sonuç), dümen milinin u yönü ise giriştir. (amaç) Böyle bir sistem için Kontrol Sistemi ise, yönlendirme mekanizması ve tüm otomobilin dinamiğinden oluşur

Eğer amacımız, otomobilin hızını kontrol etmek ise, ivmelendiriciye uygulanan basıncın girdiye (amaca), araç hızı ise kontrol edilen değişkene karşılık düşmüş olur.

Yani buradan şu sonucu çıkararak daha sade hale getirirsek;

En temel bir kontrol sistemine sahip bir otomobil komut kontrolü, iki girişli (yönlendirme ve ivmelendirme) ve iki çıkışlı (konum ve hız) bir sistem olarak açıklanabilir.

NOT: İki kontrol girişi ve çıkışı birbirinden bağımsızdır. Birbiriyle ilişkili olan sistemlerde mevcuttur. Bu tür Sistemlere Çok Değişkenli Sistemler denir.

Kontrol Sistemlerine Örnekler

1-Bir termostat tarafından kontrol edilen konut ısıtma ve klima sistemleri

2-Otomobillerde Boşta Hız Kontrolü

3-Elektronik Yazıcı Baskı Tekeri Kontrol Sistemi

4-Elle Kontrol;

            -  Hava durumunu ve sıcaklığını ayarlamak için bir pencerenin açılması veya kapanmas
            -  Bir odadaki ışığın durumunu ayarlamak için ışık anahtarının aktive edilmesi

5-​Karayollarında kavşaklarda bulunan Trafik Kontrol Sistemleri

6-Karanlık çökünce sokak lambalarının otomatik olarak yanması ve gün doğduğunda otomatik olarak lambaların kapanması kontrol sistemi

7-Otomatik sıcak su ısıtıcı

8-Bir füze fırlatmak için otomatik konumlandırma kontrol sistemi

9-Bir alan kontrollü DC motor için otomatik hız kontrolü

10-Kalp pili kullanan insan kalbi

11-Yüksek hızlı otomatik tren sisteminin otomatik pozisyon kontrol sistemi

Gibi birçok örnek verilebilir. Bu örnekleri çoğaltmak mümkündür.

Kontrol Sistemlerine giriş yazımızın birinci bölümünü burada sonlandırmaktayız. Bir sonraki yazımızda Kontrol Sistemleri, Otomatik Kontrol Sistemleri ve Kontrol Mühendisliğinin derinliğine inecek yazı serimizin 2. Kısmıyla sizlerle olacağım.

Bir sonraki yazımızda görüşmek dileğiyle faydalı olmasını temenni ederim.

Muhammed ÖNAL
Bilgisayar Mühendisi
RFID Sistemleri Uzmanı
BT Yönetişimcisi

Blog:  http://www.muhammedonal.com
Web : http://www.yazilimdilleri.net