How to Tune a PID Temperature Controler: A Comprehensive Guide (باللغة الإنجليزية)

تعلم كيفية التعامل مع هذاجهاز التحكم في درجة الحرارةمع دليلنا التفصيلي. فهم أدوار مكونات تعريف الهوية الشخصية واستكشاف طرق الضبط اليدوية والاستكشافية والآلية للحصول على الأداء الأمثل.

  1.المقدمة

تلعب وحدات التحكم التناسبية المتكاملة المشتقة (PID) دورًا حيويًا في العديد من الإعدادات الصناعية والتجارية للحفاظ على التنظيم الدقيق لدرجة الحرارة. ضبط وحدة التحكم في تعريف المعلمات بشكل صحيح لتحقيق أعلى أداء وثبات لأي نظام )، يقدم هذا المقال دليلاً متعمقاً لضبطه من خلال الأساليب اليدوية والاستكشافية والأتمتة.

  2.فهم مكونات PID

لضبط وحدة تحكم معرِّف المعلمات بنجاح، من المهم للغاية أن تفهم مكوناتها الثلاثة الأدوار الخاصة بها:

نسبي (P)

هذا المكون يتحكم في نظامنا#(39) استجابة الأخطاء الحالية بالربط المباشر مع قيمة الخطأ الخاصة بها ؛ زيادة المكاسب النسبية سوف تحسن من الاستجابة ولكن يمكن أن تزيد من المخاطر إذا وضعت عالية جدا.

تكامل (I)

يعالج المكون المتكامل الأخطاء السابقة المتراكمة، في محاولة للقضاء على أخطاء الحالة الثابتة المتبقية التي تنشأ مع وحدات التحكم التناسبية وحدها. يجب توخي الحذر عند ضبط Ki لتجنب التذبذبات الزائدة.

الاشتقاق (D)

يتنبأ المكون المشتق بأخطاء مستقبلية على أساس معدل التغير. ويساعد ذلك على تثبيط استجابات النظام وتقليل تجاوز الحد وتعزيز الاستقرار ؛ يجب تعيين مكاسبها (Kd) بحيث توازن بين الاستجابة والاستقرار.

  3. الاستعداد للضبط

قبل ضبط وحدة التحكم في تعريف المعلمات، تأكد من أن جميع المستشعرات تعمل على النحو المطلوب وأن المكونات الميكانيكية صوت. ابدأ عملية الإعداد الأولية لجهاز التحكم في تعريف المنتج مع تعيين كل المكاسب (Kp, Ki, Kd) إلى صفر للحصول على أفضل النتائج.

طرق الضبط اليدوي

ويتضمن الضبط اليدوي إجراء التغييرات اللازمة على معلمات تعريف المعلمات اعتمادًا على استجابة النظام وتحليل الاستجابة. فيما يلي خطوات الضبط اليدوي

الضبط النسبي 

بدء التكامل والمكاسب المشتقة إلى الصفر. 2. زيادة المكاسب النسبية حتى يبدأ النظام في التأرجح، ثم خفض ببطء حتى ما يقرب من نصف قيمة التذبذب قد مرت بالتناقص التدريجي Kp حتى يمكن تحقيق استجابة مستقرة.

الضبط المتكامل 2.1 مع تعيين Kp، زيادة Ki تدريجيا للحد من خطأ الحالة الثابتة. 2. تتبع استجابة النظام وضبط Ki للحد من التذبذبات مع الحفاظ على دقة ثابتة.

  4. توليف مشتق

1. زيادة طفيفة Kd&#كسب مشتق 39;s (Kd)، تدريجيًا، من أجل تقليل تجاوز الهدف وتعزيز الاستقرار.

2. قم بضبط K حتى تصل إلى توازن مثالي بين الاستجابة والثبات.

توفر الطرق الإرشادية مناهج منهجية لضبط وحدات تحكم تعريف المعلمات. وتشمل اثنين من هذه الاستراتيجيات زيغلر -نيكولز (Ziegler-Nichols) وتيريوس -لويبن (Tyreus-Luyben) منهجيات الضبط.

  5.طريقة زيغلر نيكولز

1. ضع كي و كي دي على الصفر 2. زيادة Kp حتى الوصول إلى ربح نهائي (Ku)، حيث يتذبذب مع تذبذب سعة ثابت. 3. لتحديد معلمات تعريف المعلمات استخدم هذه الصيغ: * Kp = 0.6* Ku * Ki = 2* Kp/Pu (حيث Pu هو فترة التذبذب).

إيجابيات Kd=Kp*Pu/8 تحسين الإنتاج * نقطة البداية السريعة للضبط

المخازن: (*) قد تكون هناك حاجة إلى الضبط الدقيق للأداء الأمثل.

1. ضع كي و كي دي على الصفر

2. استخدم طريقة تيروس -لويبن وعدّل Kd/Ki لموازنة النسبة K/Kd.

زيادة Kp حتى يتذبذب النظام مع سعة ثابتة، ثم استخدام إحدى هذه المعادلات لتحديد معاملات معرِّف المعلمات: * Kp = 0.45* Ku * Ki = Kp/(2.2 * Pu) * Kd = Kp * Pu/6.3pros وعيوب استخدام معلمات معرِّف المعلمات في الممارسة العملية. 6.1.1.1 Kd تساوي 0.45*Ku, Ki=Kp/2.2*Pu و Kd=Kd=Kd =Kd=Kd =Kd=Kd =Kd=Kd =Kd=Kd 6.3 Pros.

* غالباً ما تعطي أنظمة زيغلر -نيكولز أنظمة أكثر استقراراً.

المخابيل:* قد يلزم إدخال تعديلات إضافية بناءً على تطبيقك ومتطلباتك.

  6.  طرق الضبط الآلي

غالبًا ما تكون وحدات التحكم في تعريف الهوية الشخصية الحديثة مجهزة بميزات الضبط التلقائي لتبسيط عملية الضبط واستيعاب استجابتها للتغيرات داخل الأنظمة. بدلا من إجراء التعديلات اليدوية يدويا لكل تغيير يحدث أثناء جلسات الضبط، تستخدم هذه الخاصية خوارزميات تقوم بضبط معلمات تعريف المنتج بناء على مدى سرعة تغيرها داخل الأنظمة.

الاستحقاقات

* توفر الوقت والجهد على أساليب الضبط اليدوي.

* توفر أساساً فعالاً لمزيد من الصقل.

القيود

* قد لا تصل إلى نفس مستويات التحسين التي تصل إليها النهج اليدوية أو النهج الاستكشافية.

* من أجل الضبط الدقيق، تتطلب هذه المهمة نظامًا فعالاً للعمل بكفاءة.

بعد ضبط وحدة تحكم تعريف المعلمات، من المهم اختبار أدائها تحت ظروف مختلفة، بما في ذلك تشغيل نقاط ضبط مختلفة من خلالها والتشغيل تحت ظروف حمل متغيرة. * إجراء اختبارات باستخدام قيم نقاط محددة مختلفة.

* تقييم الاستجابة للاضطرابات.

* إدخال تعديلات على بارامترات معرفات الأعراض التنفسية وفقاً للأداء الملاحظ.

  7. خاتمة

ويُعد ضبط جهاز التحكم في درجة حرارة المُعرّف المسبق مهمة بالغة الأهمية تضمن عمل النظام بكفاءة ودقة. من خلال فهم أدوار المكونات النسبية والمتكاملة والمشتقة، وباستخدام أساليب الضبط اليدوية أو الاستطلاعية أو الآلية، يمكنك تحقيق الأداء الأمثل. الصيانة المنتظمة وإعادة الضبط مهمة أيضا للتكيف مع أي تغييرات في النظام.