هندسة الأجهزة والتحكم

هندسة الأجهزة والتحكم هي فرع من فروع الهندسة يدرس قياس متغيرات العمليات والتحكم بها ، وتصميم وتنفيذ الأنظمة التي تتضمنها. تشمل متغيرات العمليات الضغط ، ودرجة الحرارة ، والرطوبة ، والتدفق ، ودرجة الحموضة ، والقوة ، والسرعة .

يجمع هندسة الأجهزة بين فرعين من فروع الهندسة. هندسة الأجهزة هي علم قياس ومراقبة متغيرات العمليات في منطقة الإنتاج أو التصنيع. ^{[ 1 ]} في حين أن هندسة التحكم ، والتي تسمى أيضًا هندسة أنظمة التحكم، هي التخصص الهندسي الذي يطبق نظرية التحكم لتصميم أنظمة ذات سلوكيات مرغوبة.

يتولى مهندسو التحكم مسؤولية البحث والتصميم والتطوير لأجهزة وأنظمة التحكم، لا سيما في المصانع ومنشآت المعالجة . وتستخدم أساليب التحكم أجهزة استشعار لقياس متغيرات خرج الجهاز، وتزويد وحدة التحكم بمعلومات مرجعية تمكنها من إجراء التعديلات اللازمة لتحقيق الأداء المطلوب. أما التحكم الآلي، فيُدير الجهاز دون الحاجة إلى تدخل بشري للتصحيح، كما هو الحال في نظام تثبيت السرعة في السيارة.

تتسم أنشطة هندسة أنظمة التحكم بطابع متعدد التخصصات، إذ تركز على تطبيق أنظمة التحكم، المستمدة أساسًا من النمذجة الرياضية. ونظرًا للدور المحوري الذي تلعبه أجهزة القياس والتحكم في جمع المعلومات من النظام وتغيير معاييره ، فإنها تُعدّ جزءًا أساسيًا من حلقات التحكم .

يُلاحظ طلبٌ كبيرٌ على المهندسين المتخصصين في مجالات أتمتة العمليات. وتشمل التخصصات أجهزة القياس الصناعية ، وديناميكيات الأنظمة ، والتحكم في العمليات ، وأنظمة التحكم . إضافةً إلى ذلك، تُعدّ المعرفة التقنية، ولا سيما في أنظمة الحاسوب، أساسيةً لعمل مهندس أجهزة القياس والتحكم؛ ومن المواضيع التقنية الهامة ذات الصلة: التفاعل بين الإنسان والحاسوب ، ووحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة ، وأنظمة سكادا . وتتمحور المهام حول تصميم وتطوير وصيانة وإدارة أنظمة التحكم. ^{[ 2 ]}

تتمثل أهداف عمل مهندس الأجهزة والتحكم في تحقيق أقصى قدر من:

• إنتاجية
• تحسين
• استقرار
• مصداقية
• أمان
• الاستمرارية

يُعدّ هندسة الأجهزة والتحكم مجالًا دراسيًا حيويًا يُقدّم في العديد من الجامعات حول العالم على مستوى الدراسات العليا . يدمج هذا التخصص مبادئ من فروع هندسية مختلفة، مما يوفر فهمًا شاملًا لتصميم وتحليل وإدارة الأنظمة الآلية.

تشمل المقررات الدراسية النموذجية لهذا التخصص، على سبيل المثال لا الحصر، مواضيع مثل تصميم أنظمة التحكم ، وأساسيات الأجهزة، والتحكم في العمليات ، وأجهزة الاستشعار ومعالجة الإشارات ، والأتمتة، والروبوتات ، واتصالات البيانات الصناعية. وقد تتناول المقررات المتقدمة مواضيع مثل أنظمة التحكم الذكية، ومعالجة الإشارات الرقمية ، وتصميم الأنظمة المدمجة.

تتاح للطلاب في كثير من الأحيان فرصة المشاركة في أعمال مخبرية عملية ومشاريع ذات صلة بالصناعة، مما يعزز مهاراتهم العملية إلى جانب معارفهم النظرية. وتُعد هذه التجارب بالغة الأهمية في إعداد الخريجين لمهن في قطاعات متنوعة تشمل التصنيع ، وتوليد الطاقة ، والنفط والغاز، والرعاية الصحية، حيث يمكنهم تصميم وصيانة أنظمة تعمل على أتمتة العمليات، وتحسين الكفاءة، وتعزيز السلامة.

يتميز هذا المجال بطبيعته متعددة التخصصات، مما يجعله متاحًا للطلاب من مختلف الخلفيات الهندسية. غالبًا ما ينجذب الطلاب الحاصلون على أساس متين في الهندسة الكهربائية والميكانيكية إلى هذا المجال نظرًا لمعرفتهم القوية بأنظمة التحكم ، وديناميكيات الأنظمة، والآلات والأجهزة الكهروميكانيكية، والدوائر الكهربائية (المقررات الدراسية). ومع ذلك، ومع تزايد تعقيد الأنظمة وتكاملها، يساهم طلاب من مجالات مثل هندسة الحاسوب ، والهندسة الكيميائية ، وحتى الهندسة الطبية الحيوية، بشكل متزايد في دراسات هندسة الأجهزة والتحكم، ويستفيدون منها أيضًا .

علاوة على ذلك، فإن التقدم السريع للتكنولوجيا في مجالات مثل إنترنت الأشياء (IoT) والذكاء الاصطناعي (AI) والتعلم الآلي يعمل باستمرار على تشكيل مناهج هذا التخصص، مما يجعله مجال دراسة متطورًا وديناميكيًا باستمرار.

• النظام الصناعي
• الأجهزة في الصناعات البتروكيماوية
• قائمة أجهزة الاستشعار
• علم القياس
• قياس
• وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة
• الجمعية الدولية للأتمتة

• تحالف تكنولوجيا الأجهزة والتحكم الصناعية
• "الأجهزة والتحكم" .