TRM148 OWEN ના ઉદાહરણ પર ઓટોમેશન સિસ્ટમ્સમાં PID નિયંત્રકનો ઉપયોગ

આપોઆપ ગોઠવણ, ગોઠવણ સિસ્ટમ

સ્વચાલિત નિયંત્રણ એ સ્વચાલિત નિયંત્રણનો એક પ્રકાર છે. તકનીકી પ્રક્રિયાને દર્શાવતા ચોક્કસ મૂલ્યની સ્થિરતા જાળવવી, અથવા આપેલ કાયદા અનુસાર તેનું પરિવર્તન, નિયંત્રિત ઑબ્જેક્ટની સ્થિતિને માપીને હાથ ધરવામાં આવે છે અથવા ઑબ્જેક્ટના નિયમનકારી સંસ્થાને અસર કરીને વિક્ષેપ થાય છે.

સ્વચાલિત નિયમન કરવા માટે, ઉપકરણોનો સમૂહ નિયમન કરવા માટેના ઇન્સ્ટોલેશન સાથે જોડાયેલ છે, જેનું સંયોજન નિયમનકાર કહેવાય છે.

પ્રક્રિયાને દર્શાવતા એક અથવા વધુ ચલોના માપના આધારે, નિયંત્રક એક અથવા વધુ નિયંત્રણ ક્રિયાઓને બદલીને, નિયંત્રિત ચલના સેટ મૂલ્યને જાળવી રાખીને પ્રક્રિયાને અસર કરે છે.

કંટ્રોલ સિસ્ટમ - ચોક્કસ ભૌતિક જથ્થાના ફેરફારના આપેલ કાયદાને જાળવવા માટે રચાયેલ સિસ્ટમને નિયંત્રિત જથ્થો કહેવામાં આવે છે.નિયંત્રિત ચલનો સેટપોઈન્ટ સ્થિર હોઈ શકે છે, અથવા તે સમયનું કાર્ય અથવા કોઈ અન્ય ચલ હોઈ શકે છે.

નિયમન પ્રક્રિયામાં, નિયંત્રિત મૂલ્યની તુલના સેટ મૂલ્ય સાથે કરવામાં આવે છે, અને સેટ મૂલ્યમાંથી નિયંત્રિત મૂલ્યના વિચલનની હાજરીમાં, નિયમનકારી ક્રિયા નિયંત્રણ ઑબ્જેક્ટમાં પ્રવેશ કરે છે, નિયંત્રિત મૂલ્યને પુનઃસ્થાપિત કરે છે.

નિયમનકારી કાર્યવાહી વ્યક્તિ દ્વારા મેન્યુઅલી દાખલ કરી શકાય છે. જો નિયંત્રિત ચલનું માપન અને નિયંત્રણ ક્રિયાની રજૂઆત માનવ હસ્તક્ષેપ વિના સાધનો દ્વારા કરવામાં આવે છે, તો નિયંત્રણ સિસ્ટમને સ્વાયત્ત સિસ્ટમ કહેવામાં આવે છે.

નિયંત્રણ ક્રિયા ઉપરાંત, નિયંત્રણ પ્રણાલીઓ વિક્ષેપથી પ્રભાવિત થાય છે જેના કારણે નિયંત્રિત ચલ સેટ મૂલ્ય અને નિયંત્રણ ભૂલોની ઘટનાથી વિચલિત થાય છે.

કંટ્રોલ એક્શનમાં ફેરફારની પ્રકૃતિ દ્વારા, કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સને ઓટોમેટિક સ્ટેબિલાઈઝેશન સિસ્ટમ્સમાં પેટાવિભાજિત કરવામાં આવે છે (નિયંત્રણ ક્રિયા એ સતત મૂલ્ય છે અથવા પ્રોગ્રામ કરેલ નિયંત્રણ સિસ્ટમના સમયનું આપેલ કાર્ય છે) અને સર્વો સિસ્ટમ્સ (નિયંત્રણમાં ફેરફાર. ક્રિયા અગાઉની અજ્ઞાત નિયંત્રણ ક્રિયા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે)).

PID નિયંત્રકો

પીઆઈડી કંટ્રોલર એ એક તૈયાર ઉપકરણ છે જે વપરાશકર્તાને સ્વચાલિત સિસ્ટમના સાધનોના એક અથવા બીજા ભાગને નિયંત્રિત કરવા માટે સોફ્ટવેર અલ્ગોરિધમનો અમલ કરવાની મંજૂરી આપશે. જો તમે OWEN કંપનીની 8 ચેનલો માટે યુનિવર્સલ PID કંટ્રોલર TRM148 જેવા તૈયાર ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરો તો રેગ્યુલેશન (કંટ્રોલ) સિસ્ટમ્સનું નિર્માણ અને ગોઠવણી ખૂબ સરળ બની જાય છે.

ચાલો કહીએ કે તમારે ગ્રીનહાઉસમાં યોગ્ય આબોહવાની પરિસ્થિતિઓની જાળવણીને સ્વચાલિત કરવાની જરૂર છે: છોડના મૂળની નજીકની જમીનનું તાપમાન, હવાનું દબાણ, હવા અને જમીનની ભેજને ધ્યાનમાં લો અને ઉલ્લેખિત પરિમાણોને જાળવો. નિયંત્રણ દ્વારા હીટિંગ તત્વ અને ચાહકો. તે સરળ ન હોઈ શકે, ફક્ત PID નિયંત્રકને ટ્યુન કરો.

ચાલો પહેલા યાદ કરીએ કે પીઆઈડી કંટ્રોલર શું છે? PID કંટ્રોલર એ એક વિશિષ્ટ ઉપકરણ છે જે સતત ત્રણ રીતે આઉટપુટ પરિમાણોને શુદ્ધ કરે છે: પ્રમાણસર, અભિન્ન અને વિભેદક, અને પ્રારંભિક પરિમાણો સેન્સર (દબાણ, ભેજ, તાપમાન, રોશની, વગેરે) માંથી મેળવેલા ઇનપુટ પરિમાણો છે.

ઇનપુટ પેરામીટર સેન્સરમાંથી PID કંટ્રોલરના ઇનપુટને આપવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે ભેજ સેન્સર. રેગ્યુલેટર વોલ્ટેજ અથવા વર્તમાનનું મૂલ્ય મેળવે છે, તેનું માપ લે છે, પછી તેના અલ્ગોરિધમ મુજબ ગણતરીઓ કરે છે અને અંતે અનુરૂપ આઉટપુટ પર સિગ્નલ મોકલે છે, જેના પરિણામે સ્વયંસંચાલિત સિસ્ટમ નિયંત્રણ ક્રિયા મેળવે છે. જમીનમાં ભેજ ઓછો થયો - પાણી પીવું થોડી સેકંડ માટે ચાલુ.

ધ્યેય વપરાશકર્તા દ્વારા નિર્ધારિત ભેજ મૂલ્ય પ્રાપ્ત કરવાનો છે. અથવા ઉદાહરણ તરીકે: લાઇટિંગમાં ઘટાડો થયો છે - છોડ પર ફાયટોલેમ્પ્સ ચાલુ કરો, વગેરે.

PID નિયંત્રણ

હકીકતમાં, જો કે બધું સરળ દેખાય છે, નિયમનકારની અંદરનું ગણિત વધુ જટિલ છે, બધું એક પગલામાં થતું નથી. સિંચાઈ ચાલુ થયા પછી, PID નિયંત્રક ફરીથી માપે છે, જે માપે છે કે ઇનપુટ મૂલ્ય હવે કેટલું બદલાઈ ગયું છે - આ નિયંત્રણ ભૂલ છે.ડ્રાઇવ પરની આગળની ક્રિયા હવે માપવામાં આવેલ એડજસ્ટમેન્ટ ભૂલને ધ્યાનમાં લઈને સુધારવામાં આવશે, અને લક્ષ્ય - વપરાશકર્તા-વ્યાખ્યાયિત પરિમાણ - સુધી પહોંચે ત્યાં સુધી દરેક નિયંત્રણ પગલા પર.

નિયમનમાં ત્રણ ઘટકો સામેલ છે: પ્રમાણસર, અભિન્ન અને વિભેદક. દરેક ચોક્કસ સિસ્ટમમાં દરેક ઘટકનું પોતાનું મહત્વ છે, અને આ અથવા તે ઘટકનું યોગદાન જેટલું વધારે છે, તે નિયમન પ્રક્રિયામાં બદલાવવું વધુ જરૂરી છે.

પ્રમાણસર ઘટક સૌથી સરળ છે, જેટલો મોટો ફેરફાર, તેટલો મોટો ગુણાંક (સૂત્રમાં પ્રમાણસરતાનો) અને અસર ઘટાડવા માટે, તે ફક્ત ગુણાંક (ગુણક) ઘટાડવા માટે પૂરતું છે.

ચાલો કહીએ કે ગ્રીનહાઉસમાં જમીનની ભેજ નિર્ધારિત બિંદુ કરતા ઘણી ઓછી છે - પછી પાણી આપવાનો સમય ત્યાં સુધી હોવો જોઈએ જ્યાં સુધી વર્તમાન ભેજ સેટ બિંદુ કરતા ઓછો હોય. આ એક અસંસ્કારી ઉદાહરણ છે, પરંતુ સિદ્ધાંત લગભગ સમાન છે.

અવિભાજ્ય ઘટક - અગાઉના નિયંત્રણની ઘટનાઓના આધારે નિયંત્રણની ચોકસાઈમાં સુધારો કરવો જરૂરી છે: અગાઉની ભૂલોને એકીકૃત કરવામાં આવે છે અને ભાવિ નિયંત્રણમાં આખરે શૂન્ય વિચલન મેળવવા માટે તેમના પર સુધારણા કરવામાં આવે છે.

અને છેલ્લે, વિભેદક ઘટક. અહીં નિયંત્રિત ચલના ફેરફારનો દર ગણવામાં આવે છે. સેટપોઈન્ટ સરળતાથી અથવા અચાનક બદલાઈ જાય તે ધ્યાનમાં લીધા વિના, નિયંત્રણ ક્રિયા નિયંત્રણ દરમિયાન મૂલ્યમાં વધુ પડતા વિચલનો તરફ દોરી જવી જોઈએ નહીં.

તે PID નિયંત્રણ માટે ઉપકરણ પસંદ કરવાનું બાકી છે. આજે બજારમાં તેમાંથી ઘણા છે, ત્યાં મલ્ટિ-ચેનલ છે જે તમને ગ્રીનહાઉસ સાથેના ઉપરના ઉદાહરણની જેમ, એક સાથે ઘણા પરિમાણો બદલવાની મંજૂરી આપે છે.

ચાલો OWEN કંપનીના સાર્વત્રિક PID રેગ્યુલેટર TRM148 ના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને નિયમનકારના ઉપકરણને જોઈએ.

આઠ ઇનપુટ સેન્સર સંબંધિત ઇનપુટ્સને સિગ્નલ ફીડ કરે છે. સિગ્નલો માપવામાં આવે છે, ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે, સુધારેલ છે, તેમના મૂલ્યો બટનો સાથે સ્વિચ કરીને ડિસ્પ્લે પર જોઈ શકાય છે.

ઉપકરણના આઉટપુટ નીચેનાના જરૂરી સંયોજનોમાં વિવિધ ફેરફારોમાં ઉત્પન્ન થાય છે:

• રિલે 4 એ 220 વી;

• ટ્રાન્ઝિસ્ટર ઓપ્ટોકોપ્લર્સ n-p-n-પ્રકાર 400 mA 60 V;

• triac optocouplers 50 mA 300 V;

• DAC «પેરામીટર — વર્તમાન 4 … 20 mA»;

• DAC «પેરામીટર-વોલ્ટેજ 0 … 10 V»;

• 4 … 6 V 100 mA સોલિડ સ્ટેટ રિલે કંટ્રોલ આઉટપુટ.

તેથી, નિયંત્રણ ક્રિયા એનાલોગ અથવા ડિજિટલ હોઈ શકે છે. ડિજિટલ સિગ્નલ — આ ચલ પહોળાઈના કઠોળ છે, અને એનાલોગ — સતત વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ અથવા સમાન શ્રેણીમાં વર્તમાનના સ્વરૂપમાં: વોલ્ટેજ માટે 0 થી 10 V અને વર્તમાન સંકેત માટે 4 થી 20 mA સુધી.

આ આઉટપુટ સિગ્નલોનો ઉપયોગ માત્ર એક્ટ્યુએટરને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે, જેમ કે સિંચાઈ સિસ્ટમ પંપ અથવા રિલે કે જે હીટિંગ એલિમેન્ટને ચાલુ અને બંધ કરે છે અથવા એક્ટ્યુએટર વાલ્વને નિયંત્રિત કરવા માટે મોટર. નિયંત્રણ પેનલ પર સિગ્નલ સૂચકાંકો છે.

કમ્પ્યુટર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા માટે, TPM148 રેગ્યુલેટર RS-485 ઇન્ટરફેસથી સજ્જ છે જે પરવાનગી આપે છે:

• કમ્પ્યુટર પર ઉપકરણને ગોઠવો (રૂપરેખાંકન સોફ્ટવેર વિના મૂલ્યે પ્રદાન કરવામાં આવે છે);

• માપેલ મૂલ્યોના વર્તમાન મૂલ્યો, નિયમનકારની આઉટપુટ પાવર, તેમજ તમામ પ્રોગ્રામેબલ પરિમાણોને નેટવર્ક પર પ્રસારિત કરો;

• નિયંત્રણ સંકેતો પેદા કરવા માટે નેટવર્કમાંથી ઓપરેશનલ ડેટા મેળવો.