كيفية مراقبة خوارزمية PID التحكم في درجة الحرارة

أصبحت وحدات التحكم النسبية المتكاملة المشتقة أدوات لا غنى عنها في جميع الصناعات لتوفير تنظيم دقيق لدرجة الحرارة. تحكم PID ' ؛ الدقة والاستقرار يتيحان لها أن تصبح خيارات شائعة ؛ وسوف نستكشف هنا خوارزمية التحكم والمكونات وإجراءات الإعداد/التكوين/الضبط الخاصة بها فضلاً عن التحديات التي تواجهها والتطبيقات الشائعة في هذه المقالة.

  1. Understanding PID Controllers (باللغة الإنجليزية)

(مايو _2013) ضوابط تعريف المنتج هي آليات حلقة التحكم التي تستخدم ثلاثة معاملات تعرف باسم النسبية والتكامل والمشتقة لحساب الأخطاء بين القيم المحددة المطلوبة وقيم متغيرات العملية المقيسة وقيم العملية الفعلية التي يتم قياسها من خلال مدخلات التحكم في العملية. يحاول جهاز التحكم في تعريف الهوية المسبق تقليل قيم الخطأ هذه من خلال التعديلات التي يتم إجراؤها على مدخلات التحكم في العملية ومدخلات العملية.

* نسبي (P): عند تطبيق التناسب، ينتج التناسب قيمة إخراج تتوافق مباشرة مع قيم الخطأ الحالية، مما يجعل هذا المصطلح مناسبًا للتعديل عن طريق ضرب الأخطاء في ثابت الربح النسبي.

* المصطلح المتكامل (I): يعالج المصطلح المتكامل أخطاء الماضي عن طريق جمع المجموع التراكمي لها مع مرور الوقت ؛ إذا استمرت المشكلة لفترة طويلة جدًا، فإن المدى المتكامل لها سيراكم المزيد من القيمة، مما يساعد على إزالة خطأ الحالة الثابتة المتبقي وإزالة أخطاء الحالة الثابتة المتبقية تمامًا.

* الاشتقاق (D): يمكن للمصطلح الاشتقاقي أن يتنبّأ بالأخطاء المستقبلية استناداً إلى معدل تغيرها، مما يتيح أثراً مثبطياً يعزز استقرار النظام وزمن الاستجابة.

  2. مكونات نظام التحكم في درجة حرارة PID

أي نموذجيالتحكم في درجة حرارة معرِّف المعلماتيحتوي النظام على العديد من العناصر الرئيسية. وهي تشمل ما يلي:

* وحدة وحدة التحكم في بيانات تحديد الهوية الشخصية: يعمل هذا المكون بمثابة دماغ النظام، ويعالج المدخلات من أجهزة استشعار درجة الحرارة ويدخل التعديلات اللازمة وفقاً لذلك.

مجسات درجة الحرارة: تشمل المزدوجات الحرارية أو مكشافات درجة حرارة المقاومة المستخدمة لقياس درجات حرارة العملية.

* المشغِّلات: أجهزة مثل السخانات أو المبرِّدات التي تضبط درجة الحرارة استناداً إلى المدخلات الواردة من أجهزة التحكم.

  3. إعداد جهاز التحكم في درجة حرارة معرِّف المعلمات خطوة بخطوة| Step by Step

ينطوي تجميع جهاز التحكم في درجة حرارة معرِّف المعلمات على عدة خطوات.

1. تأمين وحدة تحكم تعريف المعلمات: قم بتثبيت ومراقبة وحدة تحكم تعريف المعلمات بأمان في موضع يسهل الوصول إليه والمراقبة.

2. توصيل مستشعر درجة الحرارة: يتم توصيل أجهزة استشعار درجة الحرارة مباشرة في العملية مع توصيلها أيضًا بجهاز التحكم في تعريف درجة الحرارة لأغراض الرصد. 3. إرفاق مستشعر درجة الحرارة بعملية الرصد عن طريق الاتصال بجهاز التحكم في تعريف المعلمات.

5. إنشاء وصلة المشغل: ضم المشغل الخاص بك (السخان أو المبرد) مباشرة إلى وحدة التحكم PID والطاقة على النظام. أخيراً، شغل نظامك بالطاقة! تأكد من أن جميع الاتصالات آمنة قبل تشغيل النظام.

  4. تهيئة جهاز التحكم في الهوية الشخصية

بعد اكتمال إعداد الجهاز، يجب تكوين وحدة تحكم معرِّف المعلمات

1. تحديد درجة الحرارة المطلوبة: أدخل درجة الحرارة التي ترغب في الحفاظ عليها (إما يدويا أو باستخدام نقاط). 2. ضبط بارامترات تحديد الهوية الشخصية: تعديل البارامترات النسبية والمتكاملة والاشتقاقية وفقا لذلك من أجل تحقيق المراقبة المثلى ؛ وتعرف هذه العملية باسم توليف PID. وأخيرا: إدخال وتعديل بيانات درجة الحرارة في ملف واحد: املأ درجة الحرارة المطلوبة التي تحتاج إلى الحفاظ (أي أدخل SetPoint المطلوبة). 3]. (3) لتحقيق التحكم الأمثل (ضبط تعريف المنتج)، يجب إجراء ضبط تعريف المنتج باستخدام عملية ضبط تعريف المنتج التي تنطوي على تعديلات المعلمات النسبية المتكاملة والمعلمات الاشتقاقية كل على حدة من أجل تحقيق التحكم الأمثل أي ضبط تعريف المنتج).

3. توليف معايير درجة الحرارة ينطوي توليف دقيق معلمات الاشتقاق المتكاملة النسبية بحيث يتم الوصول إلى التحكم الأمثل أي أن عملية توليف معرفات البيانات معروفة. نسبة الإنكوربو والمعلمات الاشتقاقية لتحقيق التحكم الأمثل أو المعروفة بطريقة أخرى باسم عملية ضبط معرفات المعلمات وبالتالي جعل عملية ضبط معرفات المعلمات معروفة. -3 أمبير 3. بضبط توليف المشتق التناسبي المتكامل 3. لضبط جميع المتغيرات الاشتقاقية النسبية 3 للوصول إلى التحكم الأمثل المعروف من خلال الضبط. 4.0 إلى ضبط 3 3 أخيراً 3 معلمات معرِّف المعلمات النغمي هذه العملية المعروفة بعملية ضبط إنكورب 3.53.000 3. لتحسين ثلاث خطوات يتم تنفيذها (عملية ضبط تعريف المنتج معروفة بشكل عام). إنها عملية ضبط (عملية ضبط PID). 4 [ضبط تحديد الهوية الشخصي]. & & ضبط الاشتقاق. 3

ضبط الحماية 3. 3 بريماري 4. ضبط ضبط معرفة الهوية الشخصية 3. [PID الضبط]. & & اشتقاق ضبط PID]. في المعلمات الأخرى في ما يتعلق بضبط معرِّف المعلمات = ضبط معرِّف المعلمات 3.

ضبط ضبط معرفي المعلمات]. 3. توليف المشتق المتكامل النسبي = توليف) [PID]. 3 3 3] 3. تكامل نسبي]. القصدير. 3. 3]. عند الضبط]. [3-3-5] incadr 3]. 3) 3). لتحسين التحكم] 3] 3. [13.5] بضبط [3]]. 4. 3] 3]. [3]، التي [توليف] بين نسبي]. 3-3-1]3 = ضبط]. 3. >> 5 >>. [T]. 4]. ضبط الأطنان للتحكم الأمثل بواسطة T (ضبط PI D) T 3) = TUN 5 3. (T3 In: المجموعة النهائية 3 >> الضبط [PI D 3 إذا 5 = النهائي 3. [T = T 3. ] (3's] P I" 3 >> 3]. 3]. incadr

اختبار وضبط الإعدادات: إجراء سلسلة من الاختبارات على نظامك لمراقبة استجابته للبيئات المتغيرة وإجراء أي تعديلات مطلوبة على معلمات تعريف المعلمات.

  5. طرق ضبط تعريف المعلمات

إن ضبط معلمات وحدة التحكم في تعريف المعلمات أمر أساسي لبلوغ أهداف الأداء المرغوبة، وتوجد عدة طرق لضبطها بنجاح:

* الضبط اليدوي: ينطوي على الضبط اليدوي لبارامترات التعرّف المسبق ورصد تأثيرها، ويتطلب الضبط اليدوي خبرة لتحقيق النجاح، وقد يستغرق بعض الوقت.

* طريقة زيغلر -نيكولز: يتطلب هذا النهج المشترك تحديد المكاسب المتكاملة والمشتقة إلى الصفر وزيادة المكاسب النسبية إلى أن يتذبذب النظام ؛ ثم يتم استخدام قيمة الربح والفترة النهائية لاشتقاق معلمات تعريف المعلمات.

* التوليف القائم على البرمجيات: تأتي العديد من وحدات التحكم في معرفات البيانات الشخصية الحديثة مجهزة بأدوات برمجية تقوم تلقائيًا بضبط معلمات معرفات البيانات الشخصية وفقاً لاستجابة النظام، مما يجعل التوليف القائم على البرمجيات خياراً.

تحديات مراقب تعريف الهوية الشخصية واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

على الرغم من فعالية أجهزة التحكم في تعريف المعلمات، إلا أنها قد تطرح عدة صعوبات فريدة:

* التجاوز والتذبذب: إذا كان الكسب النسبي أكبر مما ينبغي، يمكن أن يتجاوز النظام نقطته المحددة ويتذبذب اختلال التوازن.

* وقت الاستجابة البطيئة: إذا كان الكسب التكاملي منخفضاً جداً، فقد لا تؤثر التغييرات إلا تدريجياً داخل النظام.

* قضايا الاستقرار: يمكن أن يؤدي الضبط غير الصحيح لمكاسب الاشتقاق إلى عدم استقرار داخل النظام.

يوجد العديد من التطبيقات في أجهزة التحكم في درجة حرارة PID وهي#39; إعادة استخدامها في أنظمة التبريد وتكييف الهواء لإدارة درجات الحرارة داخل المبنى الخاص بك وأنها تجعل التحكم في المناخ الداخلي أكثر دقة بكثير!

* العمليات الصناعية: تستخدم في عمليات التصنيع التي يكون فيها التنظيم الدقيق لدرجة الحرارة أمراً بالغ الأهمية.

* المعدات المختبرية: ضرورية للحفاظ على درجات حرارة مستقرة عند إجراء التجارب العلمية، والمعدات المختبرية عنصر أساسي في الحفاظ على درجات حرارة دقيقة من أجل نجاح التجارب العلمية.

* نظم التدفئة والتهوية وتكييف الهواء: تساعد نظم التدفئة والتهوية وتكييف الهواء على تهيئة بيئات داخلية مريحة.

  5. خاتمة 

تلعب أجهزة التحكم في درجة حرارة أجهزة تعريف درجة الحرارة دورًا حيويًا في توفير تنظيم دقيق لدرجة الحرارة عبر العديد من التطبيقات. اكتساب المعرفة بعناصرها، وإجراءات تركيبها، وعمليات تشكيلها، وطرائق ضبطها أمر بالغ الأهمية لبلوغ ذروة الأداء ؛ الضبط والصيانة الصحيحين يساعدان في التغلب على التحديات المشتركة لضمان إدارة مستقرة ودقيقة لدرجة الحرارة.