كيفية برمجة جهاز التحكم في درجة الحرارة

1. وفيما يلي مقدمة موجزة للموضوع:

PID (التناسبي التكاملي الاشتقاقي) وحدات التحكم في درجة الحرارة) أدوات أساسية في مختلف الصناعات حيث يعد التنظيم الدقيق لدرجة الحرارة أمراً بالغ الأهمية. تقوم أجهزة التحكم بضبط متغيرات التحكم وفقًا للتغذية المرتدة الواردة من جهاز استشعار درجة الحرارة. ويمكن أن يؤدي تنفيذ وبرمجة جهاز التحكم في درجة حرارة أجهزة تعريف المنتج إلى تعزيز كفاءة ودقة العمليات المعتمدة على درجة الحرارة بشكل كبير.

2. فهم التحكم في معرِّف المعلمات

يتكون التحكم في ارتجاع تعريف المنتج من ثلاثة مكونات: تناسبي، متكامل، ومشتق. وحدات التحكم في تعريف المنتج متعددة الاستخدامات لأن كل مكون له دور محدد في عملية التحكم.

التحكم النسبي: المكون الذي يعدل الناتج بالتناسب مع الخطأ (الفرق بين درجة حرارة النقطة المحددة المطلوبة ودرجة الحرارة الفعلية). المراقب#يتم تحديد استجابة 39 للتغيرات في درجة الحرارة من خلال الكسب النسبي، أو KpK_p.

التحكم المتكامل: يضيف هذا المكون الأخطاء مع مرور الوقت ويصحح أي حالة ثابتة أو أخطاء مستمرة. المكسب المتكامل (KiK_i)، الذي هو دالة الخطأ، يؤثر على الإجراء التصحيحي على أساس هذا الخطأ التراكمي.

التحكم المشتق: من خلال النظر في معدل تغيير الخطأ، يمكن للمكون المشتق التنبؤ بالاتجاه في المستقبل. يساعد الكسب المشتق KdK_d على تثبيط استجابة النظام وتقليل التجاوز والتذبذبات.

ويمكن التعبير عن معادلة معرّف المعلمات رياضيا على النحو التالي:$$U(t), = K_p + K_i + K_d + K_d + fracdd e (t)dt.

الخطأ هو e(t).

3. ما هي المكونات والأدوات المطلوبة؟

ستحتاج إلى الأدوات والمكونات التالية لبرمجة جهاز التحكم في درجة حرارة تعريف المعلمات

وحدة التحكم في تعريف المنتج للأجهزة/البرمجيات: تشمل وحدات التحكم التجارية في تعريف المنتج، أو حلول تعريف المنتج المصممة خصيصًا باستخدام وحدات التحكم الشخصية المحدودة والمتحكمة الدقيقة.

أجهزة استشعار درجة الحرارة: من أجل مراقبة متغيرات العملية، من الضروري أجهزة استشعار دقيقة لدرجة الحرارة مثل المزدوجات الحرارية و RTDs.

يتم استخدام خرج وحدة التحكم للتحكم في المشغلات، مثل السخانات والمبردات.

المتحكم الدقيق/PLC لمعالجة بيانات المستشعر، ولتنفيذ خوارزميات تعريف المنتج، يلزم وجود متحكم دقيق أو متحكم منطقي قابل للبرمجة (PLC).

4. طريقة خطوة بخطوة

4.1. تكوين النظام

ابدأ باختيار النقاط المحددة والمتغيرات المناسبة لتطبيقك. اختر المجسات والمحركات المناسبة لنظامك يعتمد أداء وحدة التحكم على دقة وموثوقية البيانات التي تقدمها أجهزة الاستشعار.

4.2. كيفية توصيل جهاز التحكم في الهوية الشخصية

قم بتوصيل مسبار درجة الحرارة بالمعرف المعلوماتي تأكد من معايرة المستشعر بشكل صحيح ووضعه بدقة للحصول على قراءات دقيقة قم بتوصيل عنصر التبريد أو التسخين بوحدة التحكم، مع اتباع جميع تعليمات السلامة والقيام بالتوصيلات المناسبة.

4.3. جهاز التحكم في الهوية الشخصية مبرمج

يسمح لك جهاز التحكم في تعريف المعلمات بضبط درجة الحرارة التي تريدها (نقطة ضبط). تكوين معلمات تعريف المنتج بما في ذلك المكاسب التكاملية والمشتقة والنسبية. يمكن أن يوفر جهاز التحكم خوارزميات ضبط تلقائية أو يسمح لك بضبط هذه المعلمات يدويًا. استخدام خوارزمية PID، سواء تم تنفيذها في الأجهزة أو البرامج. يجب أن يعالج البيانات المستشعرة لضبط التحكم في الخرج وفقا لذلك.

4.4. ضبط وحدة التحكم في الهوية الشخصية

لتحقيق أفضل أداء، سيكون ضبط وحدة التحكم في تعريف المعلمات خطوة حاسمة. زيغلر نيكولز هي واحدة من العديد من الطرق التي يمكن استخدامها لضبط مكاسب تعريف الهوية الشخصي. طريقة زيغلر -نيكولز هي طريقة شائعة لضبط مكاسب تعريف الهوية الشخصي. وهو ينطوي على وضع الكسب الأولي، مما يسبب التذبذبات ومن ثم ضبط قيم الاستقرار.

اعتبارات الضبط هي:

منع الركلة المشتقة: تأكد من أن المكون المشتق لا#لا تسبب تغييرات مفاجئة في التحكم في المخرجات.

الحد من التكامل يحد من المكون المتكامل من أجل تجنب التراكم المفرط للأخطاء.

4.5. الفحص والتحقق

لمراقبة أداء وحدة التحكم، محاكاته في إعداد متحكم به. التحقق من وحدة التحكم باستخدام بيانات العالم الحقيقي من أجل التحقق من أنها تفي بالمواصفات المطلوبة. اختبر جهاز التحكم باستخدام سيناريوهات مختلفة.

5. مثال على الاستخدام العملي

مثال PID في Arduino: يمكنك استخدام Arduino لتنفيذ جهاز تحكم في درجة الحرارة مع PID لأنظمة التخمير المنزلي أو الحاضنات. أردينو#تجعل مكتبة تعريف الهوية PID 39 من السهل ضبط المخرجات وتحديد درجة الحرارة المطلوبة.

أجهزة التحكم في تعريف المنتج في الأتمتة الصناعية: تنظم أجهزة التحكم في تعريف المنتج في الأتمتة الصناعية عمليات مثل الحفاظ على درجات حرارة ثابتة في مفاعلات التفاعل الكيميائي. ويمكن تنفيذ أجهزة التحكم في تعريف المنتج باستخدام أجهزة التحكم الشخصية لضمان التحكم الدقيق والاندماج السلس في نظم التشغيل الآلي القائمة.

6. وتخلص المادة إلى ما يلي:

ولتحقيق افضل اداء، يجب ان يكون لديك فهم شامل لكل اجزائه والقيام بضبط دقيق. وبالاستعانة بالنهج الصحيح يصبح بوسع أجهزة التحكم في تحديد الهوية الشخصية أن تعمل إلى حد كبير على تعزيز كفاءة ودقة العمليات المعتمدة على درجة الحرارة. وقد يكون من الضروري في المستقبل استكشاف استراتيجيات تحكم متقدمة مثل الضوابط التكيفية لتحديد الهوية الشخصية.