Understanding PID Control Systems: Compents, Working and Applications (باللغة الإنجليزية)

التعرف علىالتحكم في تعريف المعلمات)، ومكوناتها، ومبادئ العمل، والأنواع، والتطبيقات، والمزايا، وأساليب الضبط. اكتشاف كيف توفر وحدات التحكم في تعريف المنتج تحكمًا دقيقًا ومستقرًا في مختلف التطبيقات الصناعية.

1. المقدمة

المشتق التناسبي المتكامل أو أنظمة التحكم PID هي آلية فعالة للتحكم في التغذية الراجعة تستخدم على نطاق واسع في أنظمة التحكم الصناعية. ويتمثل دورها الرئيسي في الحفاظ على الناتج المرغوب فيه عن طريق تقليل الأخطاء بين النقطة المحددة والناتج الفعلي إلى أدنى حد ؛ تلعب أجهزة التحكم في تعريف المنتج دورًا أساسيًا في تطبيقات التحكم في درجة الحرارة والضغط والسرعة نظرًا لقدرتها على التحكم الدقيقة والمستقرة.

2. مكونات نظام التحكم في PID

يتألف نظام التحكم في الهوية الشخصية المسبقة من ثلاثة عناصر رئيسية.

1. العنصر التناسبي: ينتج هذا العنصر نواتج تتناسب مع قيم الخطأ الحالية ويساعد على تقليل الأخطاء الكلية بتكييف مراقبة النواتج وفقا لذلك ؛ هذا النهج يساعد على تقليل الأخطاء العامة ولكن لا يمكن القضاء تماما على خطأ حالة الاستقرار.

2.

المكون المتكامل (I) (Integral (I) Component): يراكم هذا المكون المتكامل الأخطاء الماضية بمرور الوقت ويدمجها لإنتاج مخرجات التحكم، مما يخفّف بشكل فعال من أخطاء الحالة الثابتة عن طريق تغيير المخرجات على أساس تراكمات الأخطاء المتراكمة في الماضي.

3. مكون داروي المشتق (D): المكون المشتق يتنبأ بالأخطاء المستقبلية على أساس التغييرات في الأخطاء الحالية، مما يساعد على تحسين استقرار نظام التحكم وأوقات الاستجابة من خلال العمل مثل تأثير التخميد.

3. مبدأ العمل في أنظمة التحكم في تعريف المنتج

تعمل أنظمة التحكم في تعريف المنتج من خلال حساب قيم الخطأ باستمرار كالفرق بين النقطة المحددة المطلوبة والمخرجات الفعلية، وذلك باستخدام الحدود النسبية والمتكاملة والمشتقة للحد منها. تضمن آلية حلقة التغذية الراجعة أن يعود الخرج إلى حالته الأصلية المقصودة باستمرار.

4. أنواع المتحكمات PID

هناك أنواع مختلفة من وحدات التحكم في تعريف المعلمات، يقدم كل منها فوائد وتطبيقات محددة:

1. أجهزة التحكم في التشغيل/إيقاف التشغيل: تقدم هذه الأجهزة حلولاً بسيطة وقوية، وتوفر إمكانية التشغيل/إيقاف التشغيل الكاملة استنادًا إلى أي قيمة خطأ تم اكتشافها، مما يجعلها مناسبة للأنظمة التي لا يكون التحكم الدقيق فيها ضروريًا.

2. المتحكمين التناسبيين: تغير المتحكمين التناسبيين الإخراج بشكل متناسب مع أي قيمة خطأ، مما يوفر تحكمًا أكبر من المتحكمين في التشغيل/إيقاف التشغيل ولكن قد لا يزال يحتوي على أخطاء الحالة الثابتة.

3. أجهزة التحكم القياسية في تعريف الهوية الشخصي: تجمع أجهزة التحكم في تعريف الهوية الشخصي بين مكونات متناسبة ومتكاملة ومشتقة من أجل توفير تحكم دقيق ومستقر، مما يجعلها شائعة الاستخدام من قبل المنظمات الصناعية بسبب قدرتها على القضاء على أخطاء الحالة الثابتة مع زيادة استقرار النظام.

5. تطبيقات أنظمة التحكم PID

ولنظم التحكم في هذه البيانات استخدامات عديدة عبر الصناعات:

1.

التحكم في درجة الحرارة: تستخدم أجهزة التحكم في تعريف درجة الحرارة الشخصي بشكل شائع في أنظمة التدفئة والتبريد لتحقيق درجات حرارة ثابتة عن طريق تكييف ناتج التسخين أو التبريد على أساس أي انحراف في درجات الحرارة عن المطلوب.

2. يمكن لأجهزة التحكم في تعريف الضغط الحفاظ على الضغط: في العمليات التي يكون فيها التحكم في الضغط مهمًا بشكل حيوي، تقوم أجهزة التحكم في تعريف الضغط بضبط مخرجاتها من أجل الحفاظ على الضغط المطلوب عند المستويات المناسبة. 3.

أجهزة التحكم في تعريف المعلمات ضرورية: يتم استخدام أجهزة التحكم في تعريف المعلمات بشكل شائع في أنظمة تدفق السوائل للمساعدة في إدارة معدل التدفق من خلال تعديل الصمامات وفقًا لأي اختلاف في معدل التدفق ينشأ.

4. في التحكم في المحرك: تعتبر أجهزة التحكم في تعريف السرعة مثاليًا لتنظيم سرعة المحرك من خلال التحكم في المدخلات اعتمادًا على مؤشرات الخطأ مثل المحرك#خطأ في السرعة.

6. مزايا أنظمة التحكم في تعريف المعلمات أنظمة التحكم في تعريف المعلمات

) فوائد عديدة تجعلها خيارات استثمارية جذابة:

1. الثبات والدقة: توفر وحدات التحكم في تعريف المنتج تحكما موثوقًا به من خلال الضبط المستمر للإخراج اعتمادًا على الأخطاء التي يتم اكتشافها أثناء التحكم في الإخراج اعتمادًا على قيم الخطأ. 2. المرونة والموثوقية: يمكن استخدام وحدات التحكم المتعددة الاستخدامات هذه عبر التطبيقات لأداء التحكم الثابت.

أساليب الموالفة (وحدات تحكم معرفات المعلمات) يتضمن ضبط وحدة تحكم معرفات المعلمات ضبط مكاسبها النسبية والمتكاملة والمشتقة حتى تفي بمعايير الأداء المطلوبة. وتشمل بعض تقنيات الضبط الشائعة لأجهزة التحكم في معرِّف المعلمات ما يلي:

1. طريقة زيغلر -نيكولز: تتضمن هذه التقنية وضع كل من المكاسب المتكاملة والمشتقة إلى الصفر مع زيادة المكاسب النسبية تدريجيًا حتى يحدث تذبذب النظام، وعندها يمكن استخدام أقصى المكاسب والفترة لحساب مكاسب معرفي المعلومات الشخصية.

2.

طرق ضبط إضافية: يمكن استخدام تقنيات ضبط أخرى مثل طريقة كوهين -كون أو التجربة والخطأ أيضًا لتحسين وحدات التحكم في تعريف المعلمات وفقًا لاحتياجات تطبيقية محددة.