تطبيق الذكاء الاصطناعي في مستشعرات الضغط ودرجة الحرارة

الوصف العام

يجمع مستشعر الضغط ودرجة الحرارة الرقمي بين محوّل ضغط أولي ومحوّل درجة حرارة أولي في هيكل واحد.

تعتمد قناة التحليلات الذكية على وحدة عتاد وبرمجيات للذكاء الاصطناعي مدمجة في المستشعر. وهي توفّر تحكمًا تحليليًا في كيفية تغيّر الكميتين الفيزيائيتين للضغط ودرجة الحرارة مع مرور الوقت.

باستخدام هذه القناة، يمكن تدريب المستشعر على عمليات محددة تتبعها القيم المقاسة عبر الزمن. وعندما تنحرف القيم المقاسة انحرافًا حادًا عن نموذج السلوك الذي جرى تدريبه مسبقًا، يطلق المستشعر حدثًا عتاديًا (مقاطعة) عبر قناة التحليلات ويولّد متتالية json تصف كيفية انحراف القيم المقاسة عبر الزمن — وهو ما يُسمى “الأثر الحراري” أو “الفجوة”. ويتيح ذلك للنظام الأعلى مستوى أن يتصرف فوريًا (“في الحال”) وفقًا للخوارزمية المهيأة.

سلاسل التحكم

يجعل هذا المستشعر من الممكن التخلي عن سلسلة التحكم الكلاسيكية واستخدام التحكم المباشر أو غير المباشر في العملية بدلًا منها، مع إرسال متوازٍ للأحداث إلى الخادم.

كما يمكن التحكم المباشر في بعض أجهزة التشغيل:

تعمل قناتا مستشعر الضغط ودرجة الحرارة الذكي على نحو مستقل ومتوازٍ. ويتيح ذلك استخدام المستشعر في أنظمة المراقبة والتحكم الكلاسيكية وفي الأنظمة الذكية ذاتية التعلّم على حد سواء.

عند العمل ضمن أنظمة القياس عن بُعد، تتيح القناة الرقمية للمستشعر تدريبه عن بُعد على التعرّف على الحالات الشاذة في العملية التقنية. كما تدعم الاستنساخ السريع لخوارزمية الذكاء الاصطناعي الخاصة بالمستشعر، مما يمكّن من التوسّع السريع عبر العمليات المتطابقة تقنيًا.

يكمن الفرق الرئيسي بين أنظمة التحكم المبنية على مستشعر ذكي وأنظمة التحكم التناسبي-التكاملي-التفاضلي (PID) في مرونة تدريب المستشعر على عملية تقنية محددة تجري عبر الزمن. فهذا يتيح استجابةً مباشرةً وفوريةً “لحظة وقوع الحدث”، في حين تضبط أنظمة PID المعاملات المقاسة تكراريًا عبر جهاز تشغيل باستخدام التغذية الراجعة.

المزايا الرئيسية

أهم مزايا المستشعرات الذكية هي:

• سرعة استجابة فورية لتغيّرات العملية عبر الزمن، تصل إلى 1 ms — أسرع بما يصل إلى 1000 مرة من الأنظمة الحالية.
• خفض التكلفة الإجمالية لنظام مراقبة العملية والتحكم فيها (بما يصل إلى 100 مرة) عبر إلغاء سلسلة الأجهزة الوسيطة بأكملها.
• انتفاء الحاجة إلى تطوير آليات معقدة للمراقبة والتحكم.
• انخفاض احتمال الأعطال وتحسّن موثوقية أنظمة المراقبة والتحكم عدة أضعاف، بفضل قصر سلسلة الأجهزة.