::
Rocking The Control ::
|
เรียนรู้เกี่ยวกับระบบควบคุม
เบื้องต้น โปรแกรมาเบิลลอจิก
คอนโทรล์ ไมโครคอนโทร -
เลอร์ และการประยุกต์ใช้งาน
เบื้องต้น
........................................... |
|
This
site is best viwed with IE4 or later version with resolution set at
least 800 x 600

This site is host by geocities server
|
|
|
|
Instrument
& Measuerment->PID
Temperature Control II
|
ในหัวข้อก่อนหน้านี้เราได้กล่าวถึงการควบคุมอุณหภูมิในแบบ
ON-OFF ซึ่งจัดอยู่ในระบบควบคุมแบบ Sequence Control System ไปแล้ว ในตอนนี้เราจะได้พูดถึงการควบคุมในระบบ
Feedback Control System ซึ่งตัวอย่างของวิธีการควบคุมแบบดังกล่าวคือ
PID control
การควบคุมอุณหภมิแบบ PID เป็นการการควบคุมแบบ
feedback control ประกอบด้วยวิธีการควบคุมแบบ Proportinal control
action(P - Action) Integral control action (I-Action) และ Derivative
control action (D-Action) รวมกันเพื่อให้ระบบเข้าถึงจุดเป้าหมาย (set
point) ได้อย่างรวดเร็วและรักษาเสถียรภาพของระบบให้คงที่
P Action
เป็นการกำหนดการทำงานของ ouput ให้เป็นสัดส่วนเปอร์เซ็นกับค่า
error หรือการเปลี่ยนแปลงของค่าที่วัดได้
Output=(error X 100) / p band ; error=(ค่าset
point) - (ค่าที่วัดได้)
หรือก็คือการกำหนดขอบเขตในการควบคุมช่วง
overshoot และช่วง hunting ขึ้นมาเป็นขอบเขตหนึ่งเรียกว่า P-band โดยขอบเขตดังกล่าวจะแบ่งเป็นช่วงจาก
0 - 100% ซึ่งค่าตั้งแต่ 0-100 % นี้เรียกว่า manipulated value โดยที่กำหนดให้ค่าเป้าหมายหรือ
set point อยู่ที่ 50% ของช่วงดังกล่าว โดยการทำงานของ P Action จะแบ่งเป็นช่วงการทำงานได้
2 ช่วงใหญ่ คือในช่วงเริ่มต้นของการทำงาน ระบบควบคุมจะมีการจ่าย ouput
ที่ 100% เพื่อให้ระบบเข้าสู่ set point เมื่อระบบเริ่มเข้าสู่ set point
ก็จะเป็นช่วงที่2 ในช่วงนี้จะมีการปรับเปลี่ยนการจ่าย ouput ให้สัมพันธ์กันระหว่างค่า
error ค่าที่วัด และค่า set point ในช่วงเวลาหนึ่ง ซึ่งจะเปิด-ปิดการจ่าย
output เป็นช่วงๆให้สัมพันธ์กับค่า error หากค่า error มีมากก็จะทำการเปิด(หรือปิด)
การจ่าย output ในระยะเวลาที่นานกว่า หากค่าerror ที่ได้ลดลงก็จะทำการเปิด(หรือปิด)
การจ่าย output ในระยะเวลาที่เร็วขึ้น เพื่อให้ระบบเข้าสู่ set point
แต่ในทางปฎิบัติ P Action จะเข้าใกล้ค่าหนึ่ง ซึ่งไม่ใช่ค่า set point
จริง ซึ่งเรียกว่าค่า offset
I Action
ในการแก้ปัญหาที่เกิดจากค่า offset จาก
P Action คือการใช้การควบคุมแบบ I Action เข้าทำการควบคุมร่วมด้วย(ช่วยกัน
รึเปล่า) จากในช่วง P Action ได้กำหนดขอบเขต P band ขึ้นมาเพื่อควบคุมให้ระบบเข้าสู่ค่าๆหนึ่ง
แต่ยังไม่ถึงค่า set point ใน I Action ก็จะนำค่าๆที่ได้จาก P Action
มาทำการควบคุมต่อเพื่อให้ระบบเข้าสู่ set point โดยในช่วงนี้จะเป็นการใช้เวลาในการกำหนดการควบคุมซึ่งเรียกเวลาดังกล่าวว่า
Integral Time โดยจะเป็นลักษณะที่ควบคุมให้ระบบเข้าสู่ set point จากในเวลา
Integral Time ที่กำหนดขึ้น หากกำหนดให้ integral time น้อย ระบบจะเข้าสู่
set point ได้อย่างรวดเร็วแต่จะเกิดการกระเพื่อมของอุณหภูมิ(hunting)
มากด้วย หากกำหนดให้ Integral time มากจะเกิด hunting น้อย แต่จะใช้เวลานานกว่าระบบจะเข้าสู่
set point
D Action
ในกรณีที่มีการรบกวนระบบจากภายนอกเป็นผลให้อุณภูมิของระบบมีการเปลี่ยนแปลงอย่างทันที่ทันใดจะใช้การควบคุมแบบ
D Action ซึ่งการควบคุมแบบนี้จะเหมือนกับการควบคุมแบบ I Action แต่การควบคุมแบบ
D Action จะมีการตอบสนองที่รวดเร็วกว่า เป็นผลให้ระบบเข้าสู่ set point
ได้รวดเร็วขึ้นเช่นกัน
ซึ่งเมื่อรวมวิธีการควบคุมทั้ง 3 แบบดังกล่าวก็จะเป็นการควบคุมแบบ
PID ซึ่งจะเป็นการนำในส่วนที่ดีมาทำงานร่วมกัน และเป็นการปรับเปลี่ยนจุดด้วยของแต่ละวิธีเพื่อให้การควบคุมมีประสิพธิภาพ
และสามารถสร้างเสถียรภาพให้เกิดขึ้นในระบบได้
References :
C.D.H
Williams
www.expertune.com
OMRON Training Manual
รูปประกอบบางส่วนจาก:
Expertune |
|
|
|