ماذا يفعل مراقب الهوية الشخصية؟ فهم وظائفها وتطبيقاتها

اكتشف ماوحدة التحكم في تعريف المعلمات)، بما في ذلك وظائفها الأساسية ومكوناتها وتطبيقاتها في الأتمتة الصناعية. تعلم كيفية تحسين أجهزة التحكم في تعريف المنتج لاستقرار العملية وأدائها.

   1. Introduction to Proportional-Integral-التحكم الاشتقاقيlers (باللغة الإنجليزية)

وحدات التحكم PID (التناسبي التكاملية الاشتقاقية) هي أجزاء لا تتجزأ من أنظمة التشغيل الآلي والتحكم الصناعية، وتستخدم للحفاظ على النقاط المحددة المرغوبة من خلال تقليل الأخطاء بين نقاط الضبط الخاصة بها ومتغيرات العملية. تلعب أجهزة التحكم في تعريف المنتج دورًا أساسيًا في التحكم في درجة الحرارة والضغط والتدفق حيث يكون التحكم الدقيق والمستقر ضروريًا للأداء الأمثل.

  2. الوظيفة الأساسية لـ PID Controler

التحكم النسبي

يستجيب المكون التناسبي من وحدات التحكم في تعريف المنتج للأخطاء الناجمة عن الاختلافات بين نقطة الضبط ومتغيرات العملية عن طريق ضبط خرج التحكم تناسبيا استجابة لهم. يحدد المكسب النسبي، المشار إليه أيضا باسم (K_p)، حجم الاستجابة ؛ يمكن للزيادة (K_p) أن تتيح تصحيحا أكبر لأخطاء معينة ؛ ومع ذلك، إذا تم تعيينه عاليًا جدًا فقد يؤدي إلى عدم استقرار النظام.

  3. التحكم المتكامل

يعالج التحكم المتكامل تراكم الأخطاء السابقة مع مرور الوقت بإضافة الأخطاء الملخصة إلى مخرجات التحكم، وإزالة أخطاء الحالة الثابتة المتبقية التي لا يمكن التحكم النسبي وحده تصحيحها. المكسب المتكامل، والمعروف باسم K_i، يتحكم في مدى سرعة تصحيح الأخطاء ولكن ارتفاع كبير جدا من K_i قد يسبب تذبذب تشغيل النظام.

  4. Derivative Control

ويتفاعل المكون المشتق مع معدل تغير الخطأ من خلال توقع قيمته المستقبلية على أساس معدل التغير الحالي، مما يساعد على تثبيط استجابة النظام مع تقليل تجاوز الحد وتحسين الاستقرار. يحدد معامل الكسب المشتق حساسيته تجاه التغيرات في الخطأ#39; معدل s ؛ الكثير من الكي -دي يمكن أن يزيد من الضوضاء داخل نظامك.

  5. كيفية عمل أجهزة التحكم في الهوية الشخصية

آلية حلقة التغذية

تعمل أجهزة التحكم في كشف البيانات المعلوماتية ضمن آلية حلقة تغذية ارتجاعية تقاس فيها متغيرات العملية باستمرار مقابل قيم نقطة محددة لاكتشاف أي انحرافات تسبب الخطأ ؛ وبمجرد اكتشافها، يتم إدخال بيانات الخطأ هذه في خوارزمية التحكم في تعريف الهوية الشخصية التي تحسب مخرجات التحكم وفقًا لذلك.

خوارزمية التحكم تستخدم خوارزمية التحكم الحدود النسبية والمتكاملة والمشتقة لتعديل العمليات وفقا لذلك. الصيغة النموذجية لإخراج التحكم في معرِّف المعلمات (u(t)) قد تبدو مثل:

$$على سبيل المثال،$$_p = K_e(t), K_i = IntE, و K_d هي fractionde(t).dt.

وفي الوقت (t) ينشأ خطأ (e(t)) يتطلب تصويب فوري ؛ غير أن عنصره النسبي (K_p e(t)) يوفر تغذية مرتدة فورية ؛ يقوم K_i بتصحيح الأخطاء الماضية مع مرور الوقت بينما يقوم K_d بتوقع الأخطاء المستقبلية بتقديم استجابات فورية وتصحيح الأخطاء.

  6. تستخدم مع أدوات التحكم في تعريف المعلمات (أدوات التحكم في التأخير المستحث القابلة للبرمجة)

التحكم في درجة الحرارة

يتم استخدام أجهزة التحكم في تعريف المنتج على نطاق واسع كمنظمات لدرجة الحرارة. وتعتمد أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء عليها لتحقيق المناخ المطلوب عن طريق ضبط عناصر التدفئة أو التبريد حسب الاقتضاء ؛ تستخدم الأفران الصناعية أجهزة التحكم في تحديد الهوية الشخصية لتنظيم درجة الحرارة بدقة أثناء عمليات مثل الخبز والمعالجة والحرارة.

التحكم في الضغط

تتطلب أنظمة المعالجة الكيميائية والأنظمة الهيدروليكية من وحدات التحكم في تعريف المنتج إدارة الضغط من أجل العمليات الآمنة والفعالة، مما يساعد على منع تلف المعدات مع ضمان جودة المنتج الثابتة. من خلال التحكم في الضغط عند مستوياته المطلوبة، تضمن وحدات التحكم هذه عمليات آمنة مع نتائج متسقة لجودة المنتج.

التحكم في التدفق

وتستخدم وحدات التحكم في تعريف المنتج في تطبيقات مختلفة لإدارة معدل تدفق السوائل والغازات. وتستخدمها محطات معالجة المياه لضمان جودة المياه الثابتة من خلال التحكم في التدفقات الكيميائية وتدفقات المياه في حين تستخدم أنظمة حقن الوقود أجهزة التحكم في تحديد المنتج لتحسين خليط الوقود والهواء من أجل الاحتراق الفعال.

  7. فوائد أجهزة التحكم في تعريف المنتج

توفر وحدات التحكم في تعريف المنتج العديد من المزايا لتحسين استقرار العملية وتقليل التباين وتحسين أداء النظام. ومن خلال الضبط المستمر لإخراج التحكم بناءً على الأخطاء المكتشفة في الوقت الحقيقي، تساعد وحدات التحكم في تعريف المعلمات هذه في الحفاظ على النقطة المحددة المطلوبة بشكل أكثر موثوقية مما يؤدي إلى عمليات أكثر اتساقًا بشكل عام.

الضبط والتحسين

 ضبط وحدات التحكم في تعريف المعلمات هو المفتاح للأداء الأمثل، ويتضمن الضبط تعديل مكاسبهم (K_p) و (K_i) و (K_d) للحصول على الاستجابات المطلوبة. ويمكن أن تشمل استراتيجيات الضبط المشتركة ما يلي:

* طريقة زيغلر -نيكولز: يحدد هذا الإجراء الإرشادي جميع المكاسب المتكاملة والمشتقة بما يساوي صفر قبل زيادة الكسب النسبي حتى يحدث تذبذب النظام، وذلك باستخدام المكسب النهائي وكذلك فترة التذبذب كأساس لحساب مكاسب تحديد الهوية المسبق.

* التجربة والخطأ: زيادة مستويات الكسب تدريجياً حتى إيجاد توازن مقبول بين استقرار النظام واستجابته.