วิศวกรรมระบบควบคุม คือ

วิศวกรรมระบบควบคุม เป็นสาขาวิชาสำคัญสาขาหนึ่งของการศึกษาทางวิศวกรรมศาสตร์ มุ่งน้นการศึกษาค้นคว้าและประยุกต์ทฤษฎีระบบควบคุมในการออกแบบระบบเพื่อควบคุมให้มีพฤติกรรม (เสถียรภาพและสมรรถนะ) ตามต้องการโดยเป็นไปตามที่วิเคราะห์คาดการไว้ล่วงหน้า  การใช้งานระบบควบคุมโดยทั่วไปแล้วนิยมอาศัยอุปกรณ์วัดหรือเซนเซอร์ (sensors) เพื่อวัดค่าผลลัพธ์หรือเอาต์พุตของระบบที่ต้องการควบคุม แล้วนำผลดังกล่าวไปเปรียบเทียบกับเป้าหมายที่ต้องการ ซึ่งเมื่อสามารถออกแบบตัวควบคุมที่เหมาะสมได้แล้ว ตัวควบคุมจะประมวลผลคำสั่งแล้วส่งไปยังอุปกรณ์ขับเพื่อขับระบบที่ต้องการควบคุมต่อไป กระบวนการดังกล่าวทั้งหมดจะสามารถดำเนินการได้อย่างแม่นยำโดยอัตโนมัติและไม่ต้องอาศัยมนุษย์ช่วยตัดสินใจ สามารถทนต่อสัญญาณรบกวนและความไม่แน่นอนในระบบ ตลอดจนทำงานได้ภายใต้ขีดจำกัด (constraints) ในระดับที่ออกแบบรองรับไว้ได้ ดังแนวคิดพื้นฐานในรูป

 

control.JPG

 

จากแนวคิดดังกล่าวข้างต้นนี้ เห็นได้ว่าวิศวกรรมระบบควบคุมเป็นสหวิทยาการ (multi-discipline) ที่ครอบคลุมการศึกษาไม่เพียงแต่ด้านทฤษฎีระบบควบคุม แต่ยังศึกษาถึงพลวัตของระบบ  ศึกษาการใช้งานอุปกรณ์วัด  ศึกษาการใช้งานและการออกแบบวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์  ตลอดจนศึกษาการใช้งานอุปกรณ์ดิจิตอล ทั้งคอมพิวเตอร์ และไมโครคอนโทรเลอร์   และศึกษาการใช้งานอุปกรณ์ควบคุมและรูปแบบการควบคุมเฉพาะในทางอุตสาหกรรม เช่น พีแอลซี (PLC: Programmable Logic Controller) และดีซีเอส (DCS: Distributed Control System) เป็นต้น

ในปัจจุบันมีระบบสำคัญ ๆ จำนวนมากทั้งในชีวิตประจำวันและในทางอุตสาหกรรมได้อาศัยเทคโนโลยีด้านวิศวกรรมระบบควบคุม อาทิ ระบบครุยส์คอนโทรลในรถยนต์ ที่สามารถรักษาระดับความเร็วรถได้เอง ระบบนักบินอัตโนมัติที่ช่วยให้เครื่องบินสามารถรักษาระดับเพดานบินและทิศทางบินได้เอง ระบบควบคุมความเร็วและตำแหน่งมอเตอร์ที่ทำให้สามารถควบคุมอุปกรณ์ต่าง ๆ ในทางอุตสาหกรรม เช่น สายพานลำเลียง และเครื่องรีดเหล็ก เป็นต้น ระบบควบคุมอุณหภูมิ ความดัน หรือความชื้น ในกระบวนการอุตสาหกรรมต่าง ๆ  และระบบควบคุมอื่น ๆ อีกหลากหลายเกินกว่าจะกว่าให้ครบถ้วนในที่นี้

(รศ.ดร.ถาวร เบญจนราสุทธิ์ ผู้แต่ง/เรียบเรียง)