How PID Temperature Controllers Work: Compents, Applications, and Benefits (باللغة الإنجليزية)

معرفة كيفية عمل أجهزة التحكم في درجة حرارة أجهزة تعريف الهوية الشخصية ومكوناتها وتطبيقاتها في مختلف الصناعات. اكتشاف فوائد استخدام أجهزة التحكم في تعريف المعلمات للتحكم الدقيق والفعال في درجة الحرارة

1. جهاز التحكم في الهوية

المتحكم التناسبي المتكامل المشتق (بالإنجليزية: Proportional-Integral-Derivative controller) هو آلية التغذية الراجعة لدائرة التحكم الصناعي التي توجد عادة في أنظمة التحكم الصناعي والتي هي ضرورية للحفاظ على مخرجات النظام المطلوبة عن طريق تقليل الخطأ بين قيم متغيرات النقطة المحددة وعملية المعالجة. تلعب أجهزة التحكم في تعريف المنتج دورًا أساسيًا عندما يكون التحكم الدقيق في درجة الحرارة والضغط والتدفق ضروريًا.

2. مكونات وحدة التحكم في كشف الهوية الشخصية

يتكون جهاز التحكم في تعريف المنتج من ثلاثة أجزاء رئيسية. وتشمل هذه العناصر ما يلي:

1. مكون داروي النسبي: يولد هذا المكون مخرجات تتناسب مع قيمة الخطأ الحالية ويعمل على تقليل الأخطاء الكلية مع عدم القضاء عليها بالكامل.

2. المكون المتكامل: يراكم هذا المكون الأخطاء السابقة ويدمجها مع مرور الوقت من أجل القضاء على خطأ حالة الاستقرار المتبقية التي لا يمكن للمكون النسبي معالجتها.

3. المشتق المكون: هذا المكون يتنبأ بالأخطاء المستقبلية على أساس معدل التغيير، مما يساعد على التحكم السلس في الناتج مع زيادة استقرار النظام.

مبدأ العمل يستخدم المتحكم في تعريف المعلمات آلية حلقة التغذية الراجعة. أجهزة الاستشعار تقيس باستمرار درجة الحرارة الفعلية مقابل درجة الحرارة المحددة لها ؛ وأي انحراف بين درجة الحرارة الفعلية والنقطة المحددة المرغوبة يمثل خطأ يجب تعديله بعد ذلك بثلاثة مكونات لتقريب متغيرات العملية من قيم النقطة المحددة المرغوبة.

3. التحكم النسبي

يقوم التحكم التناسبي بتكييف المخرجات بناء على الأخطاء الحالية ؛ )، فإن مكسبه النسبي يحدد حجم تعديله ( توفر قيم Kp الأعلى تصحيحًا أكبر لأخطاء محددة، على الرغم من أن التحكم النسبي وحده لا يمكنه القضاء على خطأ الحالة الثابتة لأنه يتفاعل فقط مع المشاكل الفورية.

التحكم المتكامل

تعالج المراقبة المتكاملة أحد حدود المراقبة النسبية عن طريق مراعاة الأخطاء السابقة التي تتراكم بمرور الوقت، على أن يكون Ki مؤشراً يحدد مساهمتها، وعن طريق التكامل يتم القضاء على أخطاء الحالة الثابتة ؛ في نهاية المطاف جلب متغير العملية مرة أخرى في نطاق نقطة محددة.

التحكم الاشتقاقي

وتتوقع السيطرة على الاشتقاق الأخطاء المستقبلية من خلال النظر في معدل التغيير. يحدد Kd مقدار المساهمة المشتقة التي يجب أن تكون هناك، ومن خلال توقع الأخطاء المحتملة، يساعد التحكم في المشتقة على سلاسة الإخراج مع تقليل تجاوز الحد والتذبذبات.

4. ضبط جهاز التحكم في الهوية الشخصية

يتضمن ضبط وحدة التحكم في تعريف المعلمات ضبط مكاسبها النسبية والمتكاملة والمشتقة حتى يتم الوصول إلى الأداء الأمثل. توجد مجموعة متنوعة من تقنيات الضبط -تتضمن طريقة زيغلر -نيكولز تحديد المكاسب على أساس كيفية استجابة النظام لإشارات إدخال الخطوة -ومع ذلك يبقى الضبط الصحيح مفتاحًا لاستقرار النظام وأدائه.

5. تطبيقات أجهزة التحكم في درجة حرارة PID

ولأجهزة التحكم في درجة الحرارة باستخدام أجهزة التكييف المسبق استخدامات واسعة النطاق في العديد من الصناعات، مثل التصنيع وتجهيز الأغذية وأجهزة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء. تساعد أجهزة التحكم في تعريف المنتج المصنعين على تحقيق تنظيم دقيق لدرجة الحرارة أثناء عمليات مثل القالب البلاستيكي أو معالجة المعادن بينما يستخدمها المعالجون لتحقيق درجات حرارة مثالية للطهي أو عمليات البسترة أو الحفاظ على إعدادات الراحة المطلوبة في أنظمة التكييف -لتوفير الراحة مع تحسين توفير الطاقة.

هناك العديد من المزايا المرتبطة باستخدام وحدات التحكم في بيانات التعريف الشخصية، بما في ذلك: * الدقة: تسمح بالتحكم الدقيق في متغيرات العملية لضمان بقائها عند قيمة النقطة المحددة.

* الكفاءة: تعمل وحدات التحكم في تعريف المنتج المسبق على تعزيز كفاءة النظام من خلال تقليل الأخطاء والحد من تجاوز الحد، وبالتالي تحسين كفاءة التشغيل.

* الثبات: تعمل أجهزة التحكم في معرفات الحركة الشخصية المضبوطة بشكل صحيح على تحسين استقرار النظام من خلال القضاء على التذبذبات وتوفير عمليات سلسة.

6. خاتمة

وتُعد أجهزة التحكم في درجة الحرارة المُعرِّفة مسبقًا مكونات أساسية في أنظمة التحكم الصناعية. من خلال دمج التحكم النسبي والمتكامل والمشتق في أداة واحدة، فإنها تسمح للمستخدمين بتقليل الأخطاء مع الحفاظ على ثبات النقاط المحددة المطلوبة. استخدمت في جميع الصناعات اليوم#بيئات التحكم الحديثة في 39 توفر الدقة والكفاءة والاستقرار بالإضافة إلى طرق الضبط المستقبلية والتكامل بين خوارزميات التحكم المتقدمة -الميزات الأساسية في أي بيئة تحكم حديثة.