شهریور ۲۷, ۱۳۹۵ 0

معرفی رشته مهندسی برق گرایش کنترل

نوشته شده توسط :arezuysf درشهریور ۲۷, ۱۳۹۵

با نگاهي اجمالي به صنعت در مي‌يابيم که در ابتدا ( از رنسانس تا قرن بيستم) تمام ابزارها و صنايع، مکانيکي بوده اند و مهندسي عموما به طراحي و ساخت اين وسايل مکانيکي اطلاق مي‌شد؛ اما با به کارگيري الکتريسيته در صنايع، از حجم ابزارها و دستگاه‌ها کاسته شد و صنايع پيچيده تر شد. رشته ي برق در آغاز با مکانيک همراه بود و الکترومکانيک خوانده مي‌شد؛ اما با رشد و پيشرفت چشم گير، اين رشته راه خود را از مکانيک جدا کرد و به عنوان رشته اي مستقل مطرح شد. به جرأت مي‌توان ادعا کرد که علم و صنعت پيشرو در نيم قرن اخير، رشته ي مهندسي برق بوده است. کامپيوتر به عنوان وسيله اي الکترونيکي، از مصنوعات و توليدات رشته ي برق است. در گذشته، مسايل مربوط به کامپيوتر در رشته ي برق مطرح مي‌شد؛ اما با گسترش و تعميق روز افزون آن، اينک از رشته ي برق جدا شده و به عنوان رشته اي مستقل مطرح است. رشته ي برق در مقطع کارشناسي به چهار گرايش: مخابرات، کنترل، قدرت و الکترونيک تقسيم مي‌شود.

 

دانشجويان در ابتدا بدون تعيين متقاضيان هر گرايش پس از گذراندن درس هاي پايه و اصلي، با توجه به معدل درس هاي گذرانده شده و ظرفيت و توان علمي هر دانشکده به انتخاب گرايش مي‌پردازند. تفاوت اين گرايش‌ها چيزي در حدود ۲۰ واحد درسي است زيرا در مسايل کاربردي هر چهار نوع تخصص مورد نياز است. . يكي از بهترين تعريف هايي كه از مهندسي برق شده است، اين است كه محور اصلي فعاليت هاي مهندسي برق تبديل يك سيگنال به سيگنال ديگر است. كه البته اين سيگنال ممكن است شكل موج ولتاژ يا شكل موج جريان و يا تركيب ديجيتالي يك بخش از اطلاعات باشد. کنترل یکی از چهارگرایش مهندسی برق است که درادامه می خواهیم دررابطه با آن به طور مفصل صحبت کنیم. كنترل، در پيشرفت علم نقش ارزنده اي را ايفا مي كند و علاوه بر نقش كليدي در فضاپيماها و هدايت موشكها و هواپيما، به صورت بخش اصلي و مهمي از فرايندهاي صنعتي و توليدي نيز درآمده است. به كمك اين علم مي توان به عملكرد بهينه سيستمهاي پويا، بهبود كيفيت و ارزانتر شدن فرآورده ها، گسترش ميزان توليد، ماشيني كردن بسياري از عمليات تكراري و خسته كننده دستي و نظاير آن دست يافت. . اگر بخواهیم یک تعریف کلی از کنترل ارائه دهیم، می‌توانیم بگوییم که هدف این علم، کنترل متغیرهای اساسی سیستم (که متغیرهای خروجی می تواند تنها بخشی از این متغیرها باشد) بر مبنای برخی ملاکهای مطلوب می باشد. این ملاکها می تواند شامل سرعت، زمان، مصرف سوخت و … باشد. هدف سیستم کنترل عبارت است از کنترل خروجی‌ها به روش معین به کمک ورودی‌ها از طریق اجزای سیستم کنترل که می‌تواند شامل اجزای الکتریکی، مکانیکی و شیمیایی به تناسب نوع سیستم کنترل باشد. در تمامي سيستم ها، مساله ي کنترل اتوماتيک تغيير رفتار سيستم براي نزديک کردن پاسخ هاي آن به مقادير مطلوب، همواره مورد نظر است. مثل کنترل دماي يک کوره، کنترل دور الکتروموتور، کنترل موشک، کنترل هواپيما و سفينه، کنترل ارتفاع آب و کنترل جريان و ولتاژ يک سيستم و نظاير اين ها. در اين علم، با روش هاي کنترل يک سيستم سر و کار داريم؛ نه با خود سيستم. ضروري است يک دانشجوي کنترل از پايه ي رياضي و دانش کامپيوتري قوي برخوردار باشد. . “دكتر كمره اي” در معرفي علم كنترل مي گويد: (علم كنترل فقط در مهندسي برق مورد استفاده قرار نمي گيرد. بلكه در شاخه هاي ديگري از علوم مهندسي و حتي علوم انساني كاربرد دارد. به عنوان نمونه كنترل فرآيند تصفيه نفت در يك پالايشگاه، كنترل عملكرد يك نيروگاه برق، سيستم كنترل ناوبري يك كشتي و يا كنترل تحولات و تغييرات جمعيتي نمونه هاي متنوعي از كاربرد علم كنترل مي باشد) . .”دكتر جبه دار” نيز با اشاره به اينكه گرايش كنترل منحصر به مهندسي برق نمي شود، مي گويد: (در رشته هاي مهندسي مكانيك، مهندسي شيمي، مهندسي هوافضا، مهندسي سازه و مهندسي هاي ديگر نيز ما شاهد علم كنترل هستيم اما نوع سيستم كنترلي در هر رشته مهندسي متفاوت است. براي مثال در مهندسي مكانيك نوع كنترل، مكانيكي و در مهندسي شيمي براساس فرآيندهاي شيميايي است. اما در كل هدف مهندسي كنترل، طراحي سيستمي است كه بتواند عملكرد يك دستگاه را در حد مطلوب حفظ كند). “دكتر جبه دار” در ادامه درباره فعاليت هاي ديگر مهندسي كنترل مي گويد: (خودكار كردن يا اتوماتيك كردن خط توليد، يكي ديگر از فعاليت هاي مهندسي كنترل است. يعني مهندس كنترل مي تواند به گونه اي خط توليد را هماهنگ و كنترل كند كه محصول توليد شده طبق برنامه تعيين شده و با بهترين كيفيت به دست آيد.) کنترل، در پیشرفت علوم دیگر نقش ارزنده‌ای را ایفا می‌کند. به طور کلی می‌توان گفت مهندسی کنترل حلقه اتصال میان مهندسی برق و رشته های دیگر می باشد. علاوه بر نقش کلیدی در فضاپیماها و هدایت موشک‌ها و هواپیماها، به صورت بخش اصلی و مهمی از فرآیندهای صنعتی و تولیدی نیز درآمده است. به عنوان یک مثال ساده می توان کنترل زمان اوج گیری یک هواپیمای جنگنده را در نظر گرفت. زاویه پره ها، میزان سوخت تزریقی و سایر متغیرهای تاثیرگذار بایستی با روشهای ریاضی محاسبه شده تا بتوان به خوبی این زمان را کاهش داد .به کمک این علم می‌توان به عملکرد بهینه سیستم‌های پویا، بهبود کیفیت و ارزان‌تر شدن فرآورده‌های تولیدی، گسترش میزان تولید، ماشینی کردن بسیاری از عملیات تکراری و خسته‌کننده دستی و نظایر آن دست یافت. بنابراین در یک نگاه، هدف از ایجاد این رشته بهینه سازی سیستمها، بهبود کیفیت و ارزانتر شدن فرآورده ها و گسترش میزان تولید و ماشینی کردن بسیاری از عملیات تکراری و خسته کننده دستی می باشد. این رشته در دوره کارشناسی، کارشناسی ارشد و دکترا در ایران ارائه می گردد و دانش آموختگان قادرند در رشته هایی همچون الکترونیک، قدرت، مخابرات و کنترل و بیوالکترونیک به تحصیلات خود ادامه دهد. در صنعت برق، مسؤولیتها برحسب ولتاژ، تفکیک و تقسیم بندی شده است. همانطور که اطلاع دارید تولید نیروگاهها برای اینکه تا محل توزیع با افت ولتاژ مواجه نشود و از میزان تلفات، کاهش پیدا کند ولتاژ را در سطوح ۴۰۰ کیلو ولت و ۲۳۰ کیلو ولت افزایش می دهند. در محل تولید و در چند طبقه از ولتاژ به محل مصرف ولتاژ کاهش پیدا می کند که یکی از سطوح کاهش ولتاژ، ولتاژ ۶۳ کیلو ولت است. پستهایی که در نقاط مختلف تهران و نواحی پراکنده شده به نام پستهای فوق توزیع و یا ۶۳ کیلو ولت، ۲۰ کیلو ولت از این مرکز کنترل می شوند یعنی بدون اینکه آپراتور در محل حضور داشته باشد از راه دور، کلیه اطلاعات پستهای فوق توزیع که متجاوز از ۱۰۰ پست فوق توزیع هستند انتقال داده باشد و در اینگونه مراکز، کنترل می شود.

مجموعه عواملی که در این مرکز مشغول اند، از تخصصهای مختلفی بهره مند هستند. عمدتاً راهبری این نوع سیستمها با تحصیل کرده های رشته کنترل و برق است که عمدتاً مهندس و یا فوق لیسانس برق هستند و دیسکوشرهایی که پشت کنسولهای این مراکز، اِعمال به کنترل از راه دور پستهای فوق توزیع را می کنند تخصص فوق دیپلم برق دارند و باید تجربه طولانی کاری داشته باشند و درآمد آنها نسبت به یک فردی که تازه از دانشگاه وارد به بازار کار شده دو برابر این میزان است و مشغله کاری آنها ۲۴ ساعته است؛ یعنی در تمام طول شبانه روز باید به روند توزیع برق، اشراف و کنترل داشته باشند به دلیل اینکه سیستم برق، یک پروسه ممتد و پشت سرهمی است که امکان اینکه وقفه ای در توزیع آن ایجاد شود اصلاً مجاز نیست به همین دلیل می توان گفت کار در این مرکز که به طور شبانه روزی صورت می گیرد کار سختی است. گفتني است كه گرايش كنترل داراي زير بخش هاي متنوعي مانند ” كنترل خطي، غيرخطي، مقاوم، تطبيقي، ديجيتالي، فازي و غيره است.” دانشجویان رشته مهندسی برق گرایش کنترل با گذراندن دروس عمومی ۵۷ واحد دروس اصلی، ۲۷ درس تخصصی، ۸ واحد درس اختیاری می گذرانند که از آن میان مهمترین آن از این قرار است. .درسهاي تخصصي مهندسي برق) كنترل( : ۱- کنترل سیستمهای خطی : که روشهای کنترل فرآیند و سیستم با استفاده از فرمهای ریاضی را به دانشجویان می آموزد. ۲- کنترل صنعتی : اين درس از درسهاي تخصصي و مهم گرايش كنترل مي باشد كه به بررسي نحوه به كارگيري روابط رياضي و فرمولهايي كه در هر نوع پروسه اي وجود دارد مي پردازد و شامل آشنايي با سيستمهاي كنترل غلظت، سطح، ارتفاع و يا ئبي ورودي، خروجي مخازن حاوي مايعات صنعتي و شيميايي (مانند مخازن موجود در صنايع، پالايشگاهها و …)، مطالعه سيستمهاي كنترل دما و رطوبت يك محفظه و يا اتاق، آشنايي با انواع كنترل كننده هاي صنعتي، مطالعه انواع سيستمهاي نورد موجود در كارخانه ها(مانند نورد فولاد، كاغذ و…) و ديگر سيستمهاي موجود در صنعت است.که به چگونه عمل کردن روشهای موجود در کنترل سیستمهای خطی می پردازد. این درس بیشتر حالتهای فیزیکی مثلاً سیستمهای هیدورلیک و نیوماتیک را مورد بررسی قرار می دهد. ۳- کنترل مدرن : اين درس برخلاف ساير درسها (مانند كنترل صنعتي و …) تا حدي جنبه نظري دارد و ديدي تقريبا رياضي به يك مهندس كنترل مي دهد. آشنايي كلي با مفاهيم كنترل پذيري و مشاهده پذيري سيستمهاي كنترل و مطالعه فيدبكهاي حالت از مباحث اين درس است.سیستمهای مختلف دارویی، شیمیایی و مانند آن را بررسی نموده و به شکل کلی و جامع، روشهای کنترل هر سیستم واقعی و عمومی را بیان می کند. ۴- کنترل دیجیتال و غیرخطی : كنترل ديجيتال از سال ۱۹۶۰ در پيشرفتهاي مربوط به قابليت توليد و كيفيت محصولات و صرفه جويي در هزينه ها، نقش مهمي داشته است. به خصوص با پيشرفتهايي كه در زمينه ميكروپروسسور صورت گرفته، اين رشته توانسته است در بعضي موارد از كنترل آنالوگ پيشي گرفته، دقت كار را بالا ببرد و آزمایشگاه کنترل دیجیتال که چگونگی استفاده کامپیوتر برای کنترل از فرآیندها را به دانشجویان می آموزد. ۵- ابزار دقیق : اصطلاح ابزار دقيق به ابزاري اطلاق مي شود كه سيگنالها را ثبت و نشان داده و يا باعث انتقال سيگنالي بين اجزاي مختلف سيستم مي شوند. اين درس به معرفي سيستمهاي كنترل و ابزار دقيق و همچنين معرفي اجزاي اين سيستمها مي پردازد.و آزمایشگاه ابزار دقیق که به شکل نظری و عملی دانشجویان را با تستگرها آشنا می سازد. ۶- ریز پردازنده : و آزمایشگاه ریز پردازنده که به صورت نظری و عملی به دانشجویان، مکانیزه و کنترل فرآیند و کامپیوتری کردن را می آموزد. -مباني تحقيق در عمليات : اين درس به طور كلي براي تمام دانشجويان مهندسي مفيد است. چون مهندسي ارتباط مستقيم با هزينه و سود اقتصادي دارد. آگاهي به برنامه ريزي خطي كه بحث اصلي اين درس است براي هر مهندسي جنبه هاي مثبت زيادي دارد. با اين درس مي توان هزينه ها را به حداقل و سود و صرفه اقتصادي را با كمترين امكانات به حداكثر رساند. بنابراين آگاهي به اين درس براي تمام كساني كه مي خواهند يك طرح صنعتي انجام دهند مزاياي زيادي دارد. .صنعت و بازار کار : در شرایط فعلی جهان، مهندسین کنترل بیشتر در جوامع صنعتی دارای بازار کار مناسب هستند، با این حال گرایش نوین، به سوی اتوماسیون یعنی خودکار کردن سیستمها نیاز ِ به این سیستم و دانش آموختگان آن را بیشتر نموده است، بنابراین بازار کار این رشته بستگی به سیاستهایی دارد که در مورد یک حوزه به اجرا در می آید. از آنجایی که کنترل فرآیند در یک سیستم مثلاً یک کارخانه به روش قدیمی یا روش جدید کامپیوتری صورت نگیرد، لذا وجود مهندس کنترل بستگی به روش کنترل فرآیند دارد. با این همه چنانکه گفته شد همگام با تقویت ماهیت خودکار نمودن سیستمها که ضرب آهنگ شتابان یافته، آینده ای روشن برای این رشته متصور است. فارغ التحصیلان این دوره آمادگی و مهارتهای زیر را به دست خواهند آورند. ۱. مهارت کافی در شناخت، نحوه عملکرد و چگونگی نگهداری و بهره برداری سیستمها و کنترل و اجرای پروژه ها در گرایش مربوطه ۲. شناسایی تکنولوژی های جدید و ارزیابی آنها به منظور کاربرد در طرح و توسعه و نوآوری ۳. شرکت در پروژه های صنعتی، تحقیقاتی و بررسیهای فنی در زمینه گرایش تخصصی ۴. کسب توانایی های لازم جهت تجزیه و تحلیل سیستمها و طراحی آنها ۵. تهیه گزارش فنی ضرورت و اهمیت: تربیت کارشناسان مهندسی برق با توجه به موارد زیر روشن است: ۱- تنوع سیستمهای برقی موجود در کارخانجات، مراکز صنعتی، واحدهای خدماتی ۲- استفاده گسترده از سیستمهای برقی در ارتقاء کیفی و توسعه کمی توانایی بشر در جهت بکارگیری هر چه بیشتر منابع و استعدادهای طبیعی به منظور پیشبرد بشر در تمامی زمینه های فرهنگی، اجتماعی، اقتصادی ضرورت و اهمیت این رشته را مشخص می سازد. گر چه رشته برق به گرايش هايي تقسيم شده كه دانشجو حداكثر در يك زمينه تخصص مي يابد اما برنامه هاي آموزشي طوري تدوين شده كه دانشجو را براي كار در هر چهار گرايش آماده مي كند و دانشجويان مي توانند با قدري مطالعه بيشتر در گرايش هاي ديگر نيز به كار بپردازند. بازار كار رشته برق وسعتي به اندازه تمام وسائل برق دارد و اين يك شوخي نيست. كافيست مثال ها را بخوانيد تا به بازار كار پي ببريد البته مثال ها مربوط به گرايش هاي رشته برق است. .شناخت، نحوه عملكرد و چگونگي نگهداري و بهره برداري، تجزيه و تحليل و طراحي سيستم هاي مخابراتي، مكانيزم بلندگوها، ارتباطات تلفني بين شهرها و سراسر كشور، فيبرنوري، ارتباطات موبايل، ارتباطات راديويي، ارتباطات بي سيم، محاسبه مكان هاي مناسب براي نصب تقويت كننده، خطوط انتقالي، امواج مايكروويو، آنتن، دستگاه هاي فرستنده و گيرنده، چگونگي پردازش و بازيابي امواج و سيگنال هاي دريافتي، اينترنت انتقال داده ها، ارتباطات ماهواره اي و ساخت رادارها، اصول رادار و رديابي، ارتباطات مخابراتي بين يگان هاي نظامي درگرايش كنترل، كنترل دماي كوره، كنترل دور الكترو موتور، كنترل موشك، هواپيما، سفينه، ارتفاع آب و كنترل جريان و ولتاژ يك سيستم در گرايش قدرت كليه امور مربوط به خطوط انتقال برق، عايق كاري، فشار ولتاژ، فاصله كابل ها، جنس دكل، ارتفاع دكل، ترازيستورها، آشنايي با روش هاي توزيع و پخش جريان در يك كارخانه، ساختمان يا يك شهر در گرايش الكترونيك، بردهاي كنترل آسانسور، بردهاي كنترل فرايندهاي شيميايي، بردهاي كنترل، دستگاه هاي صنعتي، طراحي مدارهاي الكترونيكي.

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

طراحی و پیاده سازی : آژانس خلاقیت سایتینجا آژانس خلاقیت سایتینجا