چه در محل کار باشید و چه در خانه، تقریباً هر قطعه یا سیستمی که استفاده می کنید یک تیم کامل در پشت آن قرار دارد - و یکی از تأثیرگذارترین اعضای آن تیم مهندس سیستم کنترل است. این مهندسان ماهر به دلیل توانایی در طراحی و توسعه بخشهای مهم سیستمهای کنترلی، یکی از پرطرفدارترین کارمندان در صنعت تولید هستند.
مهندس سیستم های کنترل چیست؟
مهندسان سیستم کنترل (همچنین به عنوان مهندسان سیستم کنترل یا مهندسان کنترل شناخته می شوند) جنبه ها و راه حل های سیستم های کنترل را طراحی، توسعه و پیاده سازی می کنند. مهندسان سیستم های کنترل، سیستم های پویا را که نیاز به توسعه و به روز رسانی مجدد دارند تا نیازهای جامعه را برآورده سازند، ثبات می بخشند. درک نکات و نکات این سیستم های همیشه در حال تغییر برای مهندسان بسیار مهم است زیرا آنها باید نتایج مطلوب را برای مصرف کنندگان ارائه دهند.
یک مهندس سیستم های کنترل چگونه کار می کند؟
هدف یک مهندس سیستم های کنترل این است که خارج از چارچوب فکر کند و به ایجاد محصولی کمک کند که بتواند نیازهای جامعه را از طریق یک سیستم کنترل برآورده کند.
بسیاری از کارهایی که مهندسان کنترل انجام می دهند، مدل سازی ریاضی بر روی کامپیوترها است، به این معنی که آنها باید به کامپیوتر مسلط باشند و دانش تخصصی ریاضیات داشته باشند. درک نحوه عملکرد ماشینها و برنامهها امکان کنترل بیشتر در مراحل آزمایش، بهروزرسانی و توسعه را فراهم میکند.
به لطف فناوری مدرن، رایانه ها می توانند تعیین کنند که چگونه متغیرهای یک مهندس سیستم کنترل در خط تولید تبدیل می شوند. با استفاده از این نرم افزار مدل سازی، مهندس سیستم نمونه های اولیه محصول واقعی را طراحی و توسعه می دهد.
هر محصول نهایی باید دارای کیفیت برتر بوده و انتظارات مرحله تهیه را برآورده کند. مهندس سیستم کنترل باید اطمینان حاصل کند که همه متغیرها و اجزاء به درستی و کارآمد کار می کنند.
رشته مرتبط مهندسی سیستم های کنترل چیست؟
خبر خوب این است که مهندسان تقاضای زیادی دارند، بنابراین همیشه کارهای زیادی برای انجام در این زمینه وجود دارد. طبق این ادعا، مشاغل و زمینه های مرتبط زیادی وجود دارد که ممکن است نیاز به استفاده از مهندسین سیستم های کنترل داشته باشد:
- مهندس هوانوردی
- مهندس کشاورزی و بیولوژی
- مهندس صدا
- مهندس بیو مهندسی و بیوشیمی
- مهندس زیست پزشکی
- مهندس سرامیک و مواد
- مهندس شیمی
- مهندس عمران
- مهندس کامپیوتر
- مهندس برق
- مهندسان محیط زیست
- مهندس زمین شناسی و ژئوفیزیک
- مهندس صنایع/تولید
- مهندس دریایی
- مهندس مکانیک
- مهندسین معدن
- مهندس هسته ای
- مهندس نفت
- مهندس علوم کامپیوتر
با این حال، صرف نظر از صنعت دقیق، مهندسین سیستمهای کنترل خالقانی هستند که برای ایجاد راهحلهایی برای مشکلات فنی به علم و ریاضیات تکیه میکنند. آنها باید از برنامه های تجاری و صنعتی برای رفع نیازهای مصرف کننده استفاده کنند. این می تواند به معنای حل یک فراخوان فنی جزئی در یک خودرو برای توسعه یک محصول کاملاً جدید باشد.
سیستم کنترل چیست؟
یک سیستم کنترل برای مدیریت، فرمان، هدایت یا تنظیم رفتار سایر دستگاه ها با استفاده از حلقه های کنترل طراحی شده است. یکی از حیاتیترین بخشهای کار یک مهندس، طراحی پیرامون عملکرد حلقه باز و بسته است.
در اینجا چند نمونه رایج از سیستم های کنترل روزمره آورده شده است:
- تلویزیون
- بازی های ویدیویی
- ماشین ها
- کوره ها
- ترموستات ها
- هواپیماها
- یخچال
تفاوت اصلی بین این دو این است که حلقه بسته بازخورد دارد. بازخورد با کنترل کننده ورودی ارتباط برقرار می کند تا اطلاعات مهم را ارسال کند تا بتواند اقدامات مناسب را انجام دهد.
به عنوان مثال، فرض کنید یک بخاری با دمای کنترل شده خریداری کرده اید زیرا اتاق خواب شما در شب سرد است. قبل از خواب، دمای بخاری را روی 75 درجه تنظیم می کنید. بخاری شروع به کار می کند و هوای گرم را می دمد تا اینکه احساس کند به 75 درجه رسیده است. سپس بازخورد به کنترل کننده می گوید که به دمای مورد نظر رسیده است. به نوبه خود، کنترل کننده بخاری را خاموش می کند تا زمانی که دوباره به زیر 75 درجه برسد. این سیستم حلقه بسته به جلوگیری از گرمای بیش از حد و کار بیش از حد کمک می کند.
سیستم های کنترل در تولید
در تولید، از سیستم های کنترل برای مدیریت فرآیندها و ماشین آلات استفاده می شود. مشابه اتوماسیون، به افزایش تولید و کارایی کمک می کنند. در نتیجه، مهندسان سیستم های کنترل ممکن است خود را در تعدادی از زمینه های تخصصی کار کنند، مانند:
- کشاورزی
- نیروگاه های شیمیایی، نیروگاهی و هسته ای
- تصفیه خانه های آب و فاضلاب
- کارخانه های خمیر و کاغذ
- کنترل کیفیت، دیگ بخار و محیط زیست
- غذا و فرآوری مواد غذایی
- تولید دارو
با این حال، اتوماسیون به سرعت صدها مورد از این صنعت را در دست گرفته است، که ممکن است مهندسان سیستم های کنترل را به این فکر وادار کند که آیا شغل آنها با فناوری آینده رشد خواهد کرد یا خیر.
مهندسین سیستم های کنترل و فناوری های آینده
شکی نیست که استفاده از اتوماسیون در حال افزایش است. انتظار میرود که اتوماسیون صنعتی در محیطهای صنعتی، اتوماسیون فرآیند، نرمافزار صنعتی و روباتیک محبوبتر باشد و انتظار میرود 214 میلیارد دلار در سراسر جهان تولید کند.
دلیل خوبی برای این وجود دارد: اتوماسیون سودمند است و نحوه تولید همه چیز را تغییر می دهد. زمان تولید را افزایش می دهد، بهره وری را افزایش می دهد و هزینه کمتری دارد. برای تولیدکنندگان بزرگ غیرمعمول نیست که برای برآورده کردن بهتر نرخ های عرضه و تقاضای امروزی تغییر وضعیت دهند.
اما این سؤالات کلیدی را ایجاد می کند: کارکنان انسانی کجا رفته اند؟ آیا شغل مهندسان سیستم کنترل در خطر است؟
اتوماسیون در واقع جایگزین کارمندان انسانی می شود، اما به نظر می رسد که مهندسان سیستم اینجا هستند تا بمانند. در نهایت به امکان جایگزینی خلاقیت و آموزش پذیری کارگران می رسد - به همین دلیل است که مهندسان سیستم های کنترل هنوز ضروری هستند.
مهندسان سیستم های کنترل در دهه آینده شاهد رشد 3 درصدی خواهند بود که تقریباً با میانگین ملی یکسان است. با این حال، حوزههای خاصی مانند تولید و تاسیسات، رشد آهستهتر اما همچنان مثبت خواهند داشت.
علاوه بر این، با رایجتر شدن اتوماسیون، مهندسان سیستمهای کنترل با تغییر زمان نقشهای پیشرفتهتری را بر عهده میگیرند. برخی از شرکت ها اکنون عناوین شغلی جدیدی مانند "مهندس سیستم های اتوماسیون و کنترل" را ارائه می دهند.
نقش ترکیبی اتوماسیون و سیستم های کنترل به این معنی است که مهندسان باید با اتوماسیون آشنا باشند و نحوه کار با آن را بدانند. این کار آنطور که برخی فکر می کنند آسان نیست، زیرا اتوماسیون هنوز در بسیاری از زمینه های تولید نسبتاً جدید است.
این بدان معنی است که تبدیل شدن به یک مهندس متخصص اتوماسیون و سیستم های کنترل نیاز به برتری دارد.
چگونه مهندس سیستم های کنترل شویم؟
یک مهندس سیستم های کنترل تنها یک مسیر شغلی بالقوه در دنیای بزرگ مهندسی است. در بیشتر موارد، این نقشها برای محیطهای تولید و اتوماسیون مناسب هستند که نیاز به دانش خاصی دارند. به طور معمول، تحصیلات یک مهندس سیستم های کنترل با مهندسی برق و مکانیک همپوشانی دارد.
با این حال، مزایا فراوان است: متوسط حقوق یک مهندس سیستم های کنترل 79879 دلار است و تقاضای زیادی برای افراد با این مجموعه مهارت وجود دارد. بنابراین اگر شما علاقه مند به تبدیل شدن به یک مهندس سیستم های کنترل هستید، باید چند قدم بردارید تا در مسیر درست قرار بگیرید.
- کسب مدرک لیسانس:در رشته مهندسی عمومی مدرک لیسانس بگیرید. برنامه شما همچنین دروس برق، مکانیک و مهندسی عمران و همچنین دروس علوم کامپیوتر را پوشش خواهد داد.
- کسب مدرک کارشناسی ارشد:در حالی که بسیاری از شرکت ها فقط به مدرک لیسانس نیاز دارند، اگر می خواهید مهندس سیستم های کنترل شوید، کسب مدرک کارشناسی ارشد در یک رشته مهندسی خاص ایده هوشمندانه ای است. هرچه تحصیلات بیشتری برای خود قرار دهید، حقوق و دستمزد شما بیشتر می شود و ممکن است بتوانید فرصت های شغلی بیشتری کسب کنید.
- دریافت مجوز:شما باید مجوز مهندسی حرفه ای (PE) را دریافت کنید. این در هر ایالت مورد نیاز است و شما نمی توانید بدون آن شروع به کار کنید. در اینجا نحوه درخواست مجوز PE آورده شده است.
- کسب تجربه در زمینه:چه تصمیم به گرفتن دکترا در مهندسی داشته باشید، باید زمانی که هنوز در مدرسه هستید به دنبال تجربه میدانی باشید. بسیاری از موقعیت های حرفه ای مانند مهندسان کنترل نیازمند سال ها تجربه و کار میدانی هستند و شواهد زیادی برای اثبات آن وجود دارد.
علاوه بر این، مهندس سیستم های کنترل باید مهارت های خاص زیر را داشته باشد:
- دانش و تجربه در اتوماسیون صنعتی
- تجربه با سیستم هایی مانند سیستم های کنترل توزیع شده (DCS)، کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC)، سیستم های اسکادا و سیستم های بینایی
- درک مهارت های توسعه نرم افزار مانند C/C++/C#، VB، SQL و Java
- مهارت های ریاضی قوی، زیرا از برنامه های کامپیوتری مبتنی بر ریاضی استفاده خواهید کرد
- مهارتهای حل مسئله چون هیچ پروژه، مشکل یا محصولی یکسان نیست
- ارتباط خوب برای ایجاد تیم های مشارکتی و موثر
- آشنایی با خدمات شبکه مانند LAN، WAN، WLAN و VPN
چه قبلاً مسیر شغلی خود را برای تبدیل شدن به یک مهندس سیستمهای کنترل آغاز کردهاید یا به تازگی تحقیقات خود را آغاز کردهاید، این راهنمای کوچک میتواند به شما کمک کند تعیین کنید که آیا مهندسی برای شما مناسب است یا خیر.
نتیجه گیری
مهندسان سیستم های کنترل یکی از انواع مختلفی از افرادی هستند که نقش مهمی در "پشت صحنه" دارند. بدون تخصص، خلاقیت و دانشی که مهندسان سیستم های کنترل به میز ارائه می کنند، بسیاری از چیزهایی که ما هر روز استفاده می کنیم به اندازه آنها پیشرفته نخواهند بود.
خبر خوب این است که مهندسان کنترل مسیر شغلی در حال رشد و پرباری هستند، حتی با تکامل اتوماسیون صنعتی. کار به عنوان یک مهندس سیستم های کنترل یک راه عالی برای تبدیل شدن به یک متخصص در کامپیوتر و طراحی فوق العاده است و در عین حال مهارت های ریاضی خود را نیز بهبود می بخشد. با این حال، این مسیر آسانی نیست - بنابراین مطمئن شوید که مهندسی برای شما مناسب است.