Amaç

 

Bir kontrol sistemini diyagram biçiminde temsil etmek için bir blok diyagram kullanılır . Başka bir deyişle, bir kontrol sisteminin pratik gösterimi onun blok diyagramıdır. Kontrol sisteminin her elemanı bir blok ile temsil edilir ve blok, o elemanın transfer fonksiyonunun sembolik temsilidir.

​

Karmaşık bir kontrol sisteminin tüm transfer fonksiyonunu tek bir fonksiyonda elde etmek her zaman uygun değildir. Sisteme bağlı olan kontrol elemanının transfer fonksiyonunun ayrı ayrı türetilmesi daha kolaydır. Bir blok daha sonra her bir elemanın transfer fonksiyonunu temsil eder ve daha sonra sinyal akışının yolu ile bağlanırlar.

Giriş

​

Blok diyagram, donanım veya yazılım sistemlerini geliştirmek ve tanımlamak ve bunların iş akışlarını ve süreçlerini temsil etmek için kullanılan temel bir yöntemdir. Blok diyagramlar, elektronikte sistemleri ve bunların değişimini, örneğin kamyon taşımacılığı endüstrisindeki mekatronik sistemleri temsil etmek için kullanılır.

​

Blok diyagramlar genellikle bilgi veya kontrol akışlarının görselleştirilmesi önemli olduğunda veya süreçler söz konusu olduğunda kullanılır. Bu şekilde, örneğin seri üretim için tasarlanmış bir tesiste olduğu gibi, büyük bir sistem içindeki bireysel bileşenler arasındaki karmaşık algoritmaları veya bilgi veya iletişim akışlarını temsil edebiliriz. Grafiksel bir temsilin anlaşılması genellikle metinsel bir temsilden daha kolaydır.

​

Blok diyagram kullanmak aslında sistem mühendisliğinin konusudur. Sistem mühendisliği, karmaşık sistemlerin yaşam döngüleri boyunca nasıl tasarlanacağına, entegre edileceğine ve yönetileceğine odaklanan disiplinler arası bir mühendislik ve mühendislik yönetimi alanıdır.

 

Özünde, sistem mühendisliği, bu bilgi birikimini düzenlemek için sistem düşüncesi ilkelerini kullanır. Bu tür çabaların bireysel sonucu, tasarlanmış bir sistem, birlikte yararlı bir işlevi yerine getirmek için sinerji içinde çalışan bileşenlerin bir kombinasyonu olarak tanımlanabilir. 

 

Gereksinim mühendisliği; güvenilirlik, lojistik, farklı ekiplerin koordinasyonu, test etme ve değerlendirme, sürdürülebilirlik ve başarılı sistem tasarımı, geliştirme, uygulama ve nihai hizmetten çıkarma için gerekli diğer birçok disiplin gibi konular, büyük veya karmaşık projelerle uğraşırken daha zor hale gelir. İşte zor hale gelen sistemin açık bir şekilde görülebilmesi için blok diyagramlar kullanılır.

​

Sistem mühendisliği, geliştirme döngüsünün başlarında müşteri ihtiyaçlarını ve gerekli işlevselliği analiz etmeye ve ortaya çıkarmaya, gereksinimleri belgelemeye, ardından tüm sorunu, sistem yaşam döngüsünü göz önünde bulundurarak tasarım sentezi ve sistem doğrulama ile ilerlemeye odaklanır .

​

Karmaşıklığı Yönetmek

​

Sistem mühendisliğine duyulan ihtiyaç, sistemlerin ve projelerin karmaşıklığının artmasıyla ortaya çıktı, bu da bileşen sürtünme olasılığını ve dolayısıyla tasarımın güvenilmezliğini katlanarak artırdı. Bu bağlamda konuşurken, karmaşıklık yalnızca mühendislik sistemlerini değil, aynı zamanda verilerin mantıksal insan organizasyonunu da içerir. Aynı zamanda, veri miktarındaki, değişkenlerdeki veya tasarımda yer alan alanların sayısındaki artışın yanı sıra boyuttaki artış nedeniyle bir sistem daha karmaşık hale gelebilir.

​

Blok diyagramlar tipik olarak, uygulamanın ayrıntılarıyla ilgilenmeden genel kavramları netleştirmeyi amaçlayan daha yüksek düzeyde, daha az ayrıntılı açıklamalar için kullanılır.

​

Örnek olarak, bir telsizin blok şemasının her bağlantıyı ve aramayı ve anahtarı göstermesi beklenmez, ancak şematik diyagramdır. Bir radyonun şematik diyagramı, baskılı devre kartındaki her bağlantının genişliğini göstermez , ancak yerleşimi gösterir.

​

Blok Diyagramlar neden Gereklidir?

​

Blok Diyagramları; alt sistemleri ve bileşenleri de dahil olmak üzere bir sistemi, ekipman arıza oranlarının, çalışma felsefelerinin ve bakım stratejilerinin etki açısından nicel olarak değerlendirilebileceği şekilde bir dizi blok olarak temsil etmenin bir yoludur. Sistem performansına sahip olması beklenmektedir.

​

Blok diyagram, donanım veya yazılım sistemlerini geliştirmek ve tanımlamak ve bunların iş akışlarını ve süreçlerini temsil etmek için kullanılan temel bir yöntemdir. Blok diyagramlar, elektronikte sistemleri ve bunların değişimini temsil etmek için kullanılır.

​

Blok diyagramlar genellikle bilgi veya kontrol akışlarının görselleştirilmesi önemli olduğunda veya süreçler söz konusu olduğunda kullanılır. Bu şekilde, örneğin seri üretim için tasarlanmış bir tesiste olduğu gibi, büyük bir sistem içindeki bireysel bileşenler arasındaki karmaşık algoritmaları veya bilgi veya iletişim akışlarını temsil edebiliriz. 

 

Grafiksel bir temsilin anlaşılması genellikle metinsel bir temsilden daha kolaydır.Blok diyagram, bir sistemin, programın veya sürecin basitleştirilmiş bir diyagramıdır. 

 

Etiketli geometrik şekiller ve birbirine bağlanan çizgiler, birimler veya bölümler arasındaki işlevsel ilişkileri ve bilgi akışını temsil eder. 

 

Blok diyagramlar çizmesi ve okuması en kolay diyagram şeklidir, bu da onları sınırlı teknik bilgiye sahip kişilere bilgi iletmek için ideal kılar. 

​

Elektronikte, belirli devre bağlantılarını veya tam elektronik bileşeni göstermenin önemsiz olduğu durumlarda blok diyagramlar kullanılır. 

 

Her bağımsız blok, bağımsız bir işlev olarak toplam sistemin bir aşamasını, alt aşamasını veya birimini temsil eder. 

 

Bireysel bloklar, akış diyagramlarında olduğu gibi bir sürecin yönlerini temsil edebilir. Blok diyagramlar, bir sistemin tasarım sürecindeki ilk adımdır. 

 

Mühendis veya tasarımcı, belirli bir sistemi tüm ilgili birimleriyle tanımlamak için blok diyagramı kullanır. Bir sistemin işlevi ve amacı, bir blok veya akış diyagramı kullanıldığında daha kolay aktarılabilir ve anlaşılabilir.

 

Bağlantıları, devreleri ve bileşenleri dahil olmak üzere bir sistemin her aşamasının veya biriminin gerçek bileşimi blok diyagramda gösterilmez.

​

Bloklar, birden çok bölümden oluşan toplam bir sistemin ayrı modüllerini, birimlerini veya çıkarılabilir bölümlerini temsil edebilir. 

 

Bir blok, eksiksiz bir şasi birimi gibi büyük bir şeyi veya örneğin bir grup entegre devre gibi küçük bir şeyi temsil edebilir.

​

Blok Şeması Nedir?

​

Blok diyagram, bir sistemin grafiksel bir temsilidir - bir sistemin işlevsel bir görünümünü sağlar. Blok diyagramlar, bir sistemin işlevlerini daha iyi anlamamızı sağlar ve içinde ara bağlantılar oluşturmaya yardımcı olur. 

 

Blok diyagramlar, adlarını bu diyagram türünde bulunan dikdörtgen elemanlardan alır. Donanım ve yazılım sistemlerini tanımlamak ve süreçleri temsil etmek için kullanılırlar. Blok diyagramlar, işlevlerine ve yapılarına ve diğer bloklarla olan ilişkilerine göre tanımlanır.

​

Bir blok diyagramdaki bir blok, birlikte ele alındığında söz konusu bloğu tanımlayan birçok tanımlanabilir özelliği tanımlar. Bloklar, bir sistemi belirli bir bağlamda belirli bir rol oynayan parçaların bir koleksiyonu olarak tanımlar.

​

Blok Diyagramların Türleri ve Kullanımları

 

Bir blok diyagram, ilgilenilen noktaları veya sorunlu noktaları hızla belirlemek için bir sistemin hızlı, üst düzey bir görünümünü sağlar. Üst düzey perspektifi nedeniyle, daha kapsamlı planlama veya uygulama için gereken ayrıntı düzeyini sunamayabilir. Bir blok şema her kabloyu ve anahtarı ayrıntılı olarak göstermez, bu bir devre şemasının işidir .

​

Bir blok diyagram, özellikle bir sistemin giriş ve çıkışına odaklanır. Girdiden çıktıya geçerken ne olduğuyla daha az ilgilenir. Bu ilke mühendislikte kara kutu olarak adlandırılır. Bizi girdiden çıktıya götüren kısımlar ya bilinmiyor ya da önemli değil.

Blok Diyagramların Kullanımı
 

Askeri sistemler, genellikle fiziksel ve hesaplama açısından karmaşık ve dinamiktir. Bu sistemler, verimli bir genel sistem davranışı üretmek için etkileşime giren maliyetli donanım ve yazılım alt sistemleri arasındaki karmaşık etkileşimlerin varlığı ile karakterize edilir.

​

Cihazı edinme, entegre etme, çalıştırma ve daha da önemlisi, etkileşimli sistem davranışlarının karmaşıklıklarını anlama ile ilgili maliyetler, simülasyon ve prototip oluşturma faaliyetlerini destekleyen bir yazılım geliştirme ortamına olan ihtiyacı yaratır.

​

Planlama ve programlama gibi yazılım faaliyetleri, dinamik sistem ve çevre gereksinimlerine yanıt vermeli ve bunları karşılamalıdır. Sistem doğrulaması için sistem yürütmesinin izlenmesi de gereklidir.

​

Buradaki sistem mühendisliği sürecinin amacı, gereksinim analizi yoluyla belirlenen işlevsel, performans, arayüz ve diğer gereksinimleri, takip eden Tasarım Sentezi etkinliğini yönlendirmek için kullanılabilecek sistem işlevlerinin tutarlı bir tanımını elde etmektir.

​

Tasarımcının sistemin ne yapması gerektiğini, ne kadar iyi yapması gerektiğini ve hangi kısıtlamaların tasarım esnekliğini sınırlayacağını bilmesi gerekecektir.

​

Bu, işlevleri mantıksal sıralar halinde düzenleyerek, üst düzey işlevleri daha düşük düzey işlevlere ayırarak ve performansı üst düzey işlevlerden alt düzey işlevlere ayırarak gerçekleştirilir.

​

Kullanılan araçlar arasında fonksiyonel akış blok diyagramları ve zaman çizelgesi analizi ve ürün hep birlikte işlevsel bir mimaridir. Yani; fiziksel bir tanımdan çok işlevler ve performans parametreleri açısından sistemin komple ve özet olarak açıklamasıdır.

 

Bilgisayar Destekli Tasarım (CAD:Computer-Aided Design), Bilgisayar Destekli Sistem Mühendisliği (CASE:Computer Aided-Systems Engineering) gibi otomatik mühendislik yönetimi araçları ve Bilgisayar Destekli Mühendislik (CAE: Computer-Aided-Engineering), tasarım çabasını organize etmeye, koordine etmeye ve belgelendirmeye yardımcı olacaktır.

 

CAD (Computer-Aided Design), SBD (Schematic Block Diagram)' ler, ayrıntılı çizimler, üç boyutlu ve katı çizimler dahil olmak üzere ürün tasarımını açıklayan ayrıntılı belgeler oluşturur ve bazı teknik performans ölçümlerini izler. CAD (Computer-Aided Design), sanal modelleme ve simülasyonlar için önemli girdi sağlayabilir.

 

Ayrıca, entegre tasarım geliştirmeleri için ortak bir tasarım veritabanı sağlar. Bilgisayar Destekli Mühendislik, ticaret çalışmaları, sekiz temel işlevle ilgili analizler ve maliyet analizlerini desteklemek için sistem gereksinimleri ve performans analizi sağlayabilir.

 

Bilgisayar Destekli Sistem Mühendisliği, teknik yönetim analizleri ve dokümantasyonunun otomasyonunu sağlayabilir.

​

Modelleme

​

Modelleme teknikleri, fiziksel ürünün tasarım kararlarından önce görselleştirilmesine ve değerlendirilmesine izin verir.

 

Modeller, donanım ve yazılım parametrelerinin optimizasyonuna izin verir, performans tahminlerinin yapılmasına izin verir, operasyonel dizilerin türetilmesine izin verir ve sistem elemanları arasında işlevsel ve performans gereksinimlerinin optimum tahsisine izin verir.

​

Fonksiyonel Akış Blok Diyagramı (FFBD: Functional Flow Block Diagram) Kullanımı

 

Fonksiyonel akış blok diyagramının (FFBD: functional flow block diagram) amacı, sistem gereksinimlerini fonksiyonel terimlerle açıklamaktır.

​

Hedefler

​

FFBD(functional flow block diagram) şunları sağlamak için yapılandırılmıştır:

 

• Tüm yaşam döngüsü işlevleri kapsanmıştır.

• Sistemin tüm unsurları tanımlanır ve tanımlanır (örn. Ana ekipman, eğitim, yedek parçalar, veriler, yazılım vb.).

• Sistem destek gereksinimleri, belirli sistem işlevlerine göre belirlenir.

• Kritik tasarım arayüzleri dahil olmak üzere faaliyetlerin ve tasarım ilişkilerinin uygun şekilde sıralanması sağlanır.

​

Özellikler

​

FFBD (Functional flow block diagram), çözüm odaklı değil, işlevsel olarak odaklıdır. Daha düşük seviyeli fonksiyonları tanımlama ve ilişkileri sıralama süreci genellikle fonksiyonel ayrıştırma olarak adlandırılır. Katlar boyunca dikey izlenebilirlik sağlar. Tasarımların sentezlenebileceği işlevsel mimarinin geliştirilmesinde önemli bir adımdır.

​

Şematik Blok Diyagramı (SBD:Schematic Block Diagram) Kullanımı

 

Şematik Blok Diyagramı (SBD: Schematic Block Diagram), donanım ve yazılım bileşenlerini ve bunların birbirleriyle ilişkilerini gösterir. Yani; şematik Blok Şeması (SBD: Schematic Block Diagram) gibi mantık modelleri, sistem içindeki tasarımı ve ilişkileri kurar.

 

Analiz ilerledikçe, daha yüksek seviyeli gereksinimler içinde daha düşük seviyeli işlevleri tanımlamak için ilerledikçe, art arda daha düşük seviyelerde geliştirilirler. Bu gereksinimler, Gereksinim Tahsis Formu (RAS: Requirements Allocation Sheet) kullanılarak alt bölümlere ayrılır ve tahsis edilir.

 

SBD (Schematic Block Diagram) 'ler, ilgili sistem öğelerinin görünürlüğünü ve RAS (Requirements Allocation Sheet), FFBD (Functional flow block diagram) ve diğer sistem mühendisliği belgelerine izlenebilirlik sağlar.

 

İşlevsel mimari tarafından oluşturulan işlevsel ve performans gereksinimlerine bir çözüm açıklarlar; sistem bileşenleri arasındaki ve sistem bileşenleri ile diğer sistemler veya alt sistemler arasındaki arayüzleri gösterin; bileşenler ve işlevsel kökenleri arasındaki izlenebilirliği desteklemek; ve konfigürasyon kontrolünü geliştirmek için değerli bir araç sağlar.

 

SBD (Schematic Block Diagram) ayrıca Arayüz Kontrol Belgelerini (ICD: Interface Control Documents) geliştirmek için kullanılır ve sistem işlemlerinin genel olarak anlaşılmasını sağlar.

 

Her bileşen içinde gerçekleştirilen ayrıntılı işlevleri ve bunların birbirleriyle ilişkilerinin ayrıntılı bir tasvirini gösteren genişletilmiş bir sürüm genellikle geliştirilir.

​

Bir sistem tasarlanırken sistemde yer alan en önemli şeylerden biri de güç kaynağı devreleridir. Bu devrelerin ve bu devrelerin bağlı olduğu zemin(ground) ve toprak(earth) bağlantılarının olduğu bir blok diyagram çizilmesi çok önemlidir. Bu sayede güç kaynağı blok diyagramı üzerinden sistemden ne kadar güç çekileceği ve sistemde ayrık olarak yer alan DC-DC çeviricilerden ne kadar güç çekileceği ortaya çıkmış olacaktır.

 

Blok Şeması Oluşturmadan Önce Yapılması Gerekenler

​

Sistemi Anlayın

​

Blok diyagramını çizmek üzere olduğunuz sistemi iyi anlamak önemlidir. Aklınızda net bir fikirle kağıda koyacağınız illüstrasyonlar, ekip üyeleriniz ve projenizde yer alan diğer kişiler için daha bilgilendirici ve yardımcı olacaktır.

​

Kaba Metin Alın

​

Blok diyagram çizecek olan siz olduğunuz için, önemli unsurları, bunların diğer nesnelerle olan ilişkisini ve bilgi/süreç akışının yönünü mutlaka bir kağıda yazın. Diyagramı oluştururken bu tür notları sadece siz okuyacağınız için bu dökümü istediğiniz zaman hazırlayabilirsiniz. İçerik yazıldıktan sonra başvuru kılavuzu olarak kullanılabilir.

​

Gerekirse Ayrıntılara Girin

​

Blok diyagram çoğunlukla sadece temel unsurları göstermek ve bir sistemin tüm sürecine genel bir bakış sağlamak için kullanılsa da, daha derin bir analiz gerekirse, çizimi olabildiğince ayrıntılı hale getirmekte özgürsünüz.

​

Sizin için bir "Çizim Aracı" Bulun

​

Daha önce blok diyagramlar, uzun kağıt sayfalarına (grafik sayfaları olarak adlandırılır) renkli işaretleyicilerle çizilirdi. Ancak, teknolojinin ilerlemesi ve tablet veya bilgisayar gibi akıllı cihazlara erişim kolaylığı ile, Visio gibi verimli bir çizim programı kullanmayı tercih ederseniz çok daha uygun olacaktır.

​

Blok Diyagramın İlk Çizimi

 

Elektronik blok diyagramlar, tasarım mühendisi ile eskiz şeklinde ortaya çıkar. Bitmiş blok diyagram, tasarımcı tarafından çizilir. Nihai çizimin dengeli, basit ve kesin bir düzenini oluşturmak taslak hazırlayanın sorumluluğundadır.

 

Mühendis blok şemasını çizdikten sonra, çizimi yapan kişi toplam blok sayısını düzenler, uygun blok boyutlarını ve konfigürasyonunu belirler ve bloklar arasında akış hatları için yeterli boşluk sağlar. (Blok diyagram yerleşimi için önerilen özellikler Bölümün ilerleyen kısımlarında verilmektedir.) Çizimi hazırlayanın çeşitli yerleşimleri denemek için şemayı birkaç kez yeniden çizmesi gerekebilir.Bu süreçte bazı deneme yanılmalar normaldir.

 

Mühendisin orijinal taslağının çok daha kaba olacağını ve etiketlerin çoğunlukla kısaltmalar olacağını unutmayın. Deneme taslağı, blokların boyutunu, alan ihtiyaçlarını ve yazı gereksinimlerini belirlemek için gereklidir. Bir CAD sistemi ile bir blok diyagram çizildiğinde, bloklar ve semboller çizim kitaplığına girilebilir ve diyagrama yerleştirilmek üzere geri çağrılabilir. Bu işlem, her tekrarlanan bloğu ve sembolü yeniden çizme ihtiyacını ortadan kaldırır.

 

Yeni bir sisteme başlamak istiyorsanız ve planlama aşamasındaysanız, fikrinizi görsel olarak göstermek ve açıklamak için bir blok diyagrama ihtiyacınız vardır . Sadece bu değil, aynı zamanda iyi hazırlanmış bir blok diyagram , uygulamayı planladığınız sürecin beklenen sonuçlarına ilişkin bir genel bakış da sağlar.

 

Özetle, bir blok diyagram, yeni bir sistemin veya mevcut bir sistemin geliştirilmiş bir versiyonunun belirli bir görevi yerine getirmek için nasıl çalışacağını göstermeyi amaçlayan daha az ayrıntılı bir akış şeması biçimidir. 

 

Bir blok diyagram çoğunlukla mühendislik alanında kullanılır; burada bir işlemin her yönü pratik olarak uygulanmadan önce kuru bir çalışmaya (tipik olarak kağıt üzerinde) ihtiyaç duyar.

Normal akış şemalarından farklı olarak, bir blok diyagram, tüm süreci dakika ayrıntılarıyla detaylandırmak yerine önerilen sistemin temel unsurlarına odaklanır.

​

Blok diyagram çizmenin temel amacı, tamamlandıktan sonra sistemden beklenebilecek iş akışına genel bir bakış sağlamaktır. 

 

Net bir örnekle, mühendislerin sürecin düzgün işleyişini değerlendirmesi ve çıktıyı engelleyebilecek, engelleyebilecek veya gereksiz yere geciktirebilecek mevcut öğeleri (veya eksik olanları) belirlemesi kolaylaşır.

​

Blok diyagrama sahip olmanın faydası, mühendislerin ve takım arkadaşlarının uzun cümleler kurmadan fikri anlamalarına yardımcı olmasıdır. Bu, personelin dünyanın çeşitli bölgelerinden insanları işe alırken birçok kuruluşun/departmanın karşılaştığı dil engelini aşmasına yardımcı olur.

 

Bir blok diyagram, büyük ölçüde bloklar olarak bilinen dikdörtgen şekillerden ve sonunda ok bulunan düz çizgilerden oluşur. 

 

Bloklar tüm sürecin kilit unsurlarını temsil ederken, oklu çizgiler iki nesne arasındaki ilişkiyi ve veri, bilgi, işlem, sinyal veya elektrik akımının aktığı yön arasındaki ilişkiyi gösterir.

​

Unutulmaması ve her zaman akılda tutulması gereken önemli bir nokta, burada tüm blokların ve bağlantı hatlarının iyi etiketlenmesi gerektiğidir. 

 

Bir blok etiketleneceği zaman dikdörtgenin içine ismi (temsil ettiği eleman) yazılmalıdır. Öte yandan, bağlantı hatları söz konusu olduğunda, isim uygun yakınlıkta üstlerine veya altına yazılabilir.

​

Blok Şeması Oluşturmak İçin İpuçları

​

Birçok profesyonelin her zaman takip ettiği ve herkesin de aynısını yapmasını önerdiği bazı en iyi uygulamalar şunlardır:

​

Büyük ve Net Semboller

– Sayfa veya tuval ne kadar küçük veya büyük olursa olsun, sembolleri ve simgeleri açıkça görülebilecek ve okunabilecek kadar büyük çizdiğinizden emin olun.

​

Doğru Etiketleme

– Blokları etiketlerken çok dikkatli olmalısınız. Adlandırma sırasındaki tek bir hata bile, tamamen farklı bir çıktı üretilmesine neden olabilir.

​

Doğru Akış Yönü

– Etiketlemede olduğu gibi, bir blok diyagramın her bölümünde doğru akış yönünü göstermek, beklenen sonucu elde etmek için eşit derecede önemlidir.

​

Birkaç Kez Üzerinde Çalışma

– Blok diyagramı oluşturulduktan sonra birkaç kez değerlendirdiğinizden emin olun. Bu, beklentilerinize göre ürünü/sonucu almanızı sağlayacaktır.