اكتشاف تعقيداتأجهزة التحكم في درجة الحرارة. التعرف على مكوناتها، وكيفية عملها، ومزاياها، وتطبيقاتها في مختلف الصناعات

  1. المقدمة

أصبحت أجهزة التحكم في درجة الحرارة PID جهاز لا غنى عنه يستخدم في جميع الصناعات والتطبيقات لتحقيق درجات الحرارة المطلوبة، مما يساعد على تشغيل العمليات بشكل أكثر سلاسة من خلال الحفاظ عليها ضمن معلمات محددة. منظِّمات درجة حرارة معرِّفات الحرارة (التناسبية المتكاملة المشتقة) هي واحدة من أكثر المنظِّمات استخداما، مما يجعل تشغيلها وفوائدها ضرورية عند فهم العمليات الحساسة للحرارة.

  2. Understanding Proportional-Integral-Derivative Control (باللغة الإنجليزية)

يشير مصطلح PID إلى التحكم النسبي والمتكامل والمشتق -وهي تقنية متقدمة تستخدم للحفاظ على المخرجات المطلوبة من أي نظام. يقوم المراقب باستمرار بحساب قيمة خطأ يقارن النقطة المحددة المرغوبة (SV) بمتغير العملية المقيس (PV)، ثم يصحح هذا الانحراف بحدود نسبية وتكامل ومشتقة ؛ ومن هنا جاء اسمها.

* التحكم النسبي (P): 

وينتج هذا المكون قيمة مخرجات ترتبط مباشرة بأي أخطاء يتم اكتشافها ؛ ويمكن بعد ذلك تغيير الاستجابات بضرب قيمة الخطأ هذه في ثابت قابل للتعديل يعرف باسم المكسب التناسبي إذا أصبح حجمه كبيرا بشكل مفرط ؛ وإلا فقد يؤدي ذلك إلى عدم استقرار النظام.

* المكافحة المتكاملة (I): 

وتجمع الضوابط المتكاملة قيم الخطأ على مر الزمن وتدمجها لإنتاج تصحيح عام يستند إلى تراكم أخطاء الحالة الثابتة المتراكمة على مر الزمن ؛ المساعدة في إزالة أخطاء الحالة الثابتة المتبقية التي لا يمكن التحكم التناسبي بها.

* مكافحة الاشتقاق (D): 

التحكم المشتق هو عنصر أساسي لاستقرار النظام، والعمل كعنصر امتصاص المثبط وتحسين وقت الاستجابة في حين توفير تحسينات وتأخيرات لتحقيق الاستقرار والتأخير الاستجابة.

  3. مكونات جهاز التحكم في درجة حرارة استبانة المعلومات الأولية

 يتألف جهاز التحكم في درجة حرارة معرِّف المعلمات من ثلاثة أجزاء رئيسية تتعاون معًا لتحقيق درجة الحرارة المطلوبة

* العنصر النسبي: 

محاذاة الناتج بشكل متناسب مع مستويات الخطأ، مما يساعد على تقليل الأخطاء الكلية ولكن ليس القضاء عليها بالكامل.

* المكوّن المتكامل: 

تستخدم لمعالجة أي أخطاء مع مرور الوقت والحفاظ على النقطة المحددة.

* عنصر الاشتقاق: 

يستجيب للتغيرات في معدل الخطأ مع التعديلات التنبؤية التي تمنع حدوث تجاوز الحد أو التذبذب.

  4. جهاز التحكم في درجة الحرارة يعمل

تستخدم أجهزة التحكم في درجة حرارة PID آلية حلقة التغذية المرتدة التي يقيس فيها مستشعر درجة الحرارة درجات الحرارة الحالية (PV). واستنادًا إلى المقارنة بين هذه القيمة والنقطة المحددة المطلوبة (SV)، يتم حساب الخطأ، ثم يتم ضبطه باستخدام خوارزمية تعريف المنتج (PID) التي تتحكم بعد ذلك في عناصر التسخين أو التبريد لتقريب درجات الحرارة المحددة من بعضها البعض.

* آلية التغذية المرتدة: 

من خلال القياس والمقارنة وضبط قراءات درجة الحرارة بشكل مستمر ضمن المعلمات المقبولة، تضمن حلقة التغذية المرتدة الآلية تحقيق استقرار درجة الحرارة.

* أجهزة الاستشعار والمشغِّلات:

توفر أجهزة الاستشعار قراءات دقيقة لدرجة الحرارة بينما تقوم المشغلات (مثل السخانات أو المبردات) بإجراء التعديلات اللازمة على أساس مخرجات جهاز التحكم.

* ضبط وحدة تحكم كشف النسل:

ولتحقيق النتائج المثلى، يجب تحقيق الضبط الصحيح لجميع المكاسب الثلاثة لبيانات تعريف المنتج (المكاسب النسبية والمتكاملة والمشتقة) -إما يدويا أو باستخدام أدوات برمجية مصممة خصيصا لأتمتة هذه العملية.

  5. مزايا أجهزة التحكم في درجة الحرارة

توفر أجهزة التحكم في درجة حرارة معرِّف المعلمات العديد من المزايا وهناك العديد من المزايا المرتبطة بأجهزة التحكم في درجة حرارة معرِّف المعلمات مقارنة بمنظمات الحرارة التقليدية

توفر أجهزة التحكم في تعريف المنتج إدارة دقيقة لدرجة الحرارة تقلل من التقلبات مع خلق البيئة المثلى.

* الاستخدامات المتعددة عبر التطبيقات:

ويمكن استخدام هذه المواد القابلة للتكيف في جميع الصناعات وكذلك الأجهزة المنزلية والبحث العلمي، مما يجعلها مواد مرنة للغاية للعمل معها.

* الأتمتة وانخفاض المشاركة البشرية: بمجرد معايرتها بشكل صحيح، تعمل أجهزة التحكم في استعلامات الهوية الشخصية بشكل مستقل مع الحد الأدنى من الإشراف من جانب الموظفين البشرية أو تدخل الأطراف الأخرى.

  6. تطبيقات وحدة التحكم في درجة الحرارة

وللضبط في درجة الحرارة باستخدام أجهزة التحكم في تحديد الهوية المعلوماتية استخدامات كثيرة في مختلف الميادين والصناعات ؛ من قبيل:

* التطبيقات الصناعية: 

فالتحكم في درجة الحرارة في صناعات مثل اللدائن وتجهيز الأغذية والمستحضرات الصيدلانية أمر بالغ الأهمية لجودة المنتج وسلامته، وهو ما تكفله أجهزة التحكم في تحديد المنتج من خلال التأكد من حدوث البثق والخبز والتفاعلات الكيميائية عند درجات حرارة مثالية.

* التطبيقات المحلية: 

تعتمد الأجهزة المنزلية الشائعة مثل الأفران والثلاجات ومكيفات الهواء على أجهزة التحكم في تعريف المنتج للحفاظ على درجات حرارة مريحة وآمنة للتشغيل الأمثل.

* تطبيقات البحث العلمي:

تؤدي أجهزة التحكم في كشف الهوية المسبق دوراً لا غنى عنه في المختبرات العلمية التي تجري تجارب تتطلب شروطاً دقيقة ؛ وحدة تحكم تعريف المعلمات#تساعد قدرات الحفاظ على درجة الحرارة في خلق بيئة مثالية لدرجة الحرارة لتمكين نتائج دقيقة وقابلة للتكرار.

  7. المشكلات الشائعة وحل المشكلات

في حين أن أجهزة التحكم في تعريف المعلمات تقدم أداءً موثوقًا به عادةً، إلا أنه قد تكون هناك أوقات تنشأ فيها الصعوبات التي تسبب الاختلافات بين قراءات PV و SV. وتشمل المسائل الشائعة ما يلي:

المستشعرات المعيبة يمكن أن تؤثر على تنظيم درجة الحرارة:

 قد تنتج أجهزة الاستشعار المعيبة قراءات كهروضوئية غير دقيقة وتؤدي إلى تنظيم غير صحيح لدرجة الحرارة، مما يتطلب معايرة دورية وصيانة للحفاظ على قراءات وقياسات دقيقة. من أجل ضمان دقة القياسات.

* إعدادات المراقب: 

يمكن أن يؤدي التهيئة أو الإعدادات غير الصحيحة داخل جهاز التحكم إلى عدم استجابته للتغيرات في إنتاج الطاقة الكهروضوئية ؛ ومن شأن استعراض معاييرها وتغييرها أن يساعد على حل هذه المشاكل.

* العوامل البيئية: 

العوامل الخارجية مثل التغيرات في درجات الحرارة المحيطة أو أنماط تدفق الهواء يمكن أن يكون لها تأثير على الأداء الكهروضوئي، مما يجعل التحكم الدقيق في درجة الحرارة أكثر صعوبة. يجب أن توجد بيئات مستقرة حول أنظمة التحكم في درجة الحرارة إذا كان التحكم الدقيق في درجة الحرارة للحفاظ على الاستقرار.

  8. خاتمة

إن فهم أدوار الألواح الضوئية والألواح الضوئية في أجهزة التحكم في درجة الحرارة أمر أساسي للإدارة الفعالة لدرجة الحرارة في مختلف التطبيقات. من خلال المراقبة المستمرة وضبط الألواح الضوئية لمطابقة SV، تضمن أجهزة التحكم في درجة الحرارة تشغيل العمليات بسلاسة وكفاءة. ومع تقدم التكنولوجيا، ستستمر أنظمة التحكم في درجة الحرارة في التطور، مما يوفر المزيد من الدقة والموثوقية.