The Typical Temperature Control PID Setting: An Overview (باللغة الإنجليزية)

مقدمةوحدة التحكم في تعريف المعلمات) أداة لا غنى عنها في أنظمة التحكم في درجة الحرارة. ويمكن العثور عليه في العديد من الصناعات، من التدفئة والتهوية وتكييف الهواء إلى التصنيع. فهي تضمن السلامة والكفاءة والاستقرار من خلال الحفاظ على درجات حرارة دقيقة. يمكن أن توفر وحدات التحكم في تعريف المنتج التي تم ضبطها بشكل صحيح الأداء الأمثل من خلال تقليل تجاوز الحد وتقليل أوقات التسوية. تقدم المقالة رؤى حول إعدادات تعريف الهوية الشخصية المستخدمة للتحكم في درجة الحرارة اعتمادًا على تطبيقات عملية وطرق ضبط راسخة.

1. فهم بارامترات PID

P (نسبي) هذه المعلمة تؤثر على استجابة المتحكم فورا للتغيرات في درجة الحرارة. ويمكن أن تؤدي المكاسب النسبية العالية إلى تصحيحات عدوانية قد تؤدي إلى تجاوز الهدف. قد يكون لقيم الكسب المنخفض استجابة بطيئة. في أنظمة التحكم في درجة الحرارة تكون قيمة P النموذجية معتدلة. وهذا يضمن رد فعل متوازن لأي تغييرات. في الأنظمة ذات المرونة الحرارية المنخفضة، على سبيل المثال، قد تعمل قيم P الأعلى قليلاً.

تكامل هذا المصطلح أمر بالغ الأهمية للقضاء على الأخطاء في الحالة الثابتة، وضمان أن النظام يحقق درجة الحرارة المستهدفة بدقة. ويعدل الناتج على أساس الخطأ التراكمي. لتجنب التذبذب، فمن المهم ضبط بعناية قيمة I للتحكم في درجة الحرارة. بالنسبة للمواقف العملية، فإن الأنظمة الأبطأ التي تعاني من تقلبات درجة الحرارة تستفيد من الإعدادات المعتدلة ل I، في حين أن الأنظمة التي تعاني من تغيرات سريعة تتطلب قيمًا أقل.

مشتق يستخدم هذا المصطلح لتخفيف التذبذبات، وتحسين أوقات الاستجابة. وغالبا ما يتم تجاهلها، ولكن يمكن أن تلعب دورا رئيسيا في الأنظمة التي لديها مجموعة ديناميكية عالية أو عرضة للاضطرابات الخارجية. وعادة ما تكون الإعدادات D صغيرة لأن زيادة المشتقات قد تضخيم الضوضاء أو زعزعة استقرار النظام.

2. طرق التوليف

الموالفة اليدوية الموالفة اليدوية تتضمن تعديلات التجربة والخطأ لقيم P و I و D. على الرغم من أن هذه الطريقة تستغرق وقتًا طويلاً توفر رؤية بديهية للنظام#39. سلوك.

ابدأ مع انخفاض I و P، ثم زيادة الأخير حتى تحصل على استجابة جيدة من النظام الخاص بك دون تجاوزه.

تقديم أنا تدريجيا للقضاء على أخطاء الحالة الثابتة.

وإذا لزم الأمر، تضاف علامة D-term لتخفيف التذبذبات.

تمتلك العديد من وحدات التحكم في معرفات المعلمات الحديثة قدرات ضبط تلقائي، والتي تغير تلقائيًا معلمات P و I و D استجابةً للمنبهات المحددة مسبقًا. وهو مفيد للأنظمة المعقدة، لكنه قد لا يعطي أفضل النتائج في تطبيقات محددة.

طريقة زيغلر نيكولز في هذه الطريقة، يتم تعيين I و D إلى الصفر قبل زيادة P تدريجيًا حتى تستمر التذبذبات. وتسمى قيمة P هذه الربح النهائي، أو كو. كما يتم ملاحظة فترة التذبذب.

P=0.6xKuP = 0.6\times Ku

I=2xoscillation periodI = 2\times \textoscillation

D=0.125 دورة تذبذب D=0.125 مرة \times textoscillation

تحديد العوامل

النظام الديناميكي النظام ذو القصور الذاتي الحراري العالي يتطلب مكسب أقل وإعدادات P. والأنظمة التي تستجيب بسرعة تستفيد من المكاسب الأعلى.

قد تؤثر الاختلافات في درجة الحرارة على إعدادات تعريف المنتج. فعلى سبيل المثال، قد تحتاج النظم الخارجية إلى معايرة أثناء التغيرات الموسمية.

نوع معدات التدفئة/التبريد التي تختارها، مثل وحدات بلتيير أو السخانات المقاومة، سوف تؤثر على الضبط. ووحدات بلتيير هي مثال جيد على الحاجة إلى مكاسب مشتقة أقل لأنها تستجيب بسرعة.

تحديات وحلول مشتركة

تجاوز الهدف غالبًا ما يُرى هذا مع القيم العالية للمتباين P. يمكن تخفيف تجاوز الهدف عن طريق تقليل P أو زيادة D.

الرد البطيء: عدم وجود P أو I يمكن أن يؤخر تصحيح درجة الحرارة. ويمكن حل ذلك باستخدام زيادات تدريجية.

الصوت: قد يسبب ضجيج المستشعر تقلبات في درجة الحرارة يمكن أن تؤثر على استقرار النظام. المرشحات أو تقليل D قد يساعد.

أمثلة على الإجراءات العملية

فرن صناعي:

هذا الإعداد يوفر الاستقرار للأنظمة التي لديها قصور حراري عال.

حوض مياه المختبر

الطريقة المثالية للحفاظ على درجات الحرارة الدقيقة في الماء مع الحد الأدنى من تجاوز الحد هي P = 1، 5، I = 0، D = 0.05.

نظام التدفئة والتهوية والتهوية

يتحقق التوازن بين كفاءة الطاقة وراحة المستخدم عن طريق P = 1، I = 0، 4، D = 0.22.

الاستنتاج: يضمن الضبط الصحيح لإعدادات تعريفات المعلمات التحكم الأمثل في درجة الحرارة. إن فهم دور P و D و I واستخدام طرق الضبط المناسبة يمكن أن يساعد الأنظمة على العمل بشكل موثوق وفعال. يمكن أن يكون الضبط التلقائي، زيغلر نيكولز وغيرها من الطرق نقطة بداية جيدة. ومع ذلك، بالنسبة للعديد من التطبيقات التعديلات اليدوية هي الأكثر فعالية. وللحفاظ على الأداء في بيئات دينامية، فإن التجريب والرصد أمران أساسيان.