TRM148 OWEN च्या उदाहरणावर ऑटोमेशन सिस्टममध्ये पीआयडी कंट्रोलरचा वापर

स्वयंचलित समायोजन, समायोजन प्रणाली

स्वयंचलित नियंत्रण हा एक प्रकारचा स्वयंचलित नियंत्रण आहे. तांत्रिक प्रक्रियेचे वैशिष्ट्य असलेल्या विशिष्ट मूल्याची स्थिरता राखणे, किंवा दिलेल्या कायद्यानुसार त्याचे बदल, नियंत्रित वस्तूची स्थिती मोजून किंवा ऑब्जेक्टच्या नियामक मंडळावर परिणाम करून अडथळा आणणे.

स्वयंचलित नियमन करण्यासाठी, डिव्हाइसेसचा एक संच नियमन करण्याच्या स्थापनेशी जोडलेला असतो, ज्याच्या संयोजनाला नियामक म्हणतात.

प्रक्रियेचे वैशिष्ट्य दर्शविणार्‍या एक किंवा अधिक चलांच्या मोजमापांवर आधारित, नियंत्रक एक किंवा अधिक नियंत्रण क्रिया बदलून, नियंत्रित व्हेरिएबलचे सेट मूल्य राखून प्रक्रियेवर परिणाम करतो.

नियंत्रण प्रणाली - एखाद्या विशिष्ट भौतिक प्रमाणातील बदलाचा नियम राखण्यासाठी तयार केलेल्या प्रणालीला नियंत्रित मात्रा म्हणतात.नियंत्रित व्हेरिएबलचा सेट पॉइंट स्थिर असू शकतो, किंवा ते वेळेचे कार्य किंवा इतर काही व्हेरिएबल असू शकते.

नियमन प्रक्रियेत, नियंत्रित मूल्याची तुलना सेट मूल्याशी केली जाते आणि सेट मूल्यापासून नियंत्रित मूल्याच्या विचलनाच्या उपस्थितीत, नियमन क्रिया नियंत्रण ऑब्जेक्टमध्ये प्रवेश करते, नियंत्रित मूल्य पुनर्संचयित करते.

नियामक क्रिया एखाद्या व्यक्तीद्वारे व्यक्तिचलितपणे प्रविष्ट केली जाऊ शकते. जर नियंत्रित व्हेरिएबलचे मोजमाप आणि नियंत्रण क्रियेचा परिचय मानवी हस्तक्षेपाशिवाय उपकरणांद्वारे केला जातो, तर नियंत्रण प्रणालीला स्वायत्त प्रणाली म्हणतात.

नियंत्रण क्रिया व्यतिरिक्त, नियंत्रण प्रणाली अशा व्यत्ययांमुळे प्रभावित होतात ज्यामुळे नियंत्रित व्हेरिएबल सेट मूल्यापासून विचलित होते आणि नियंत्रण त्रुटींच्या घटना घडतात.

नियंत्रण क्रियेतील बदलाच्या स्वरूपानुसार, नियंत्रण प्रणाली स्वयंचलित स्थिरीकरण प्रणालींमध्ये विभागली जातात (नियंत्रण क्रिया हे स्थिर मूल्य असते किंवा प्रोग्राम केलेल्या नियंत्रण प्रणालीच्या वेळेचे दिलेले कार्य असते) आणि सर्वो सिस्टम (नियंत्रणातील बदल) क्रिया पूर्वी अज्ञात नियंत्रण क्रियेद्वारे निर्धारित केली जाते) ).

पीआयडी नियंत्रक

पीआयडी कंट्रोलर हे एक रेडीमेड डिव्हाइस आहे जे वापरकर्त्याला स्वयंचलित सिस्टमच्या उपकरणाच्या एक किंवा दुसर्या भागावर नियंत्रण ठेवण्यासाठी सॉफ्टवेअर अल्गोरिदम लागू करण्यास अनुमती देईल. जर तुम्ही OWEN कंपनीच्या 8 चॅनेलसाठी युनिव्हर्सल PID कंट्रोलर TRM148 सारखी रेडीमेड उपकरणे वापरत असाल तर नियमन (नियंत्रण) प्रणाली तयार करणे आणि कॉन्फिगर करणे खूप सोपे होईल.

समजा आपण ग्रीनहाऊसमध्ये योग्य हवामान परिस्थितीची देखभाल स्वयंचलित करणे आवश्यक आहे: वनस्पतींच्या मुळांजवळील मातीचे तापमान, हवेचा दाब, हवेची आणि मातीची आर्द्रता लक्षात घ्या आणि निर्दिष्ट पॅरामीटर्स राखा. नियंत्रणाद्वारे हीटिंग घटक आणि चाहते. हे सोपे असू शकत नाही, फक्त PID कंट्रोलर ट्यून करा.

प्रथम PID कंट्रोलर म्हणजे काय ते आठवूया? पीआयडी कंट्रोलर हे एक विशेष उपकरण आहे जे तीन प्रकारे आउटपुट पॅरामीटर्स सतत परिष्कृत करते: आनुपातिक, अविभाज्य आणि भिन्नता आणि प्रारंभिक पॅरामीटर्स हे सेन्सर्स (दबाव, आर्द्रता, तापमान, प्रदीपन इ.) पासून प्राप्त केलेले इनपुट पॅरामीटर्स आहेत.

इनपुट पॅरामीटर सेन्सरवरून PID कंट्रोलरच्या इनपुटला दिले जाते, उदाहरणार्थ आर्द्रता सेन्सर. रेग्युलेटर व्होल्टेज किंवा करंटचे मूल्य प्राप्त करतो, त्याचे मोजमाप करतो, नंतर त्याच्या अल्गोरिदमनुसार गणना करतो आणि शेवटी संबंधित आउटपुटला सिग्नल पाठवतो, परिणामी स्वयंचलित प्रणालीला नियंत्रण क्रिया प्राप्त होते. मातीची आर्द्रता कमी झाली - पाणी पिण्याची काही सेकंदांसाठी चालू केले.

वापरकर्ता-परिभाषित आर्द्रता मूल्य प्राप्त करणे हे ध्येय आहे. किंवा उदाहरणार्थ: प्रकाश कमी झाला आहे - वनस्पतींवर फायटोलॅम्प चालू करा इ.

पीआयडी नियंत्रण

खरं तर, जरी सर्वकाही सोपे दिसत असले तरी, रेग्युलेटरमधील गणित अधिक क्लिष्ट आहे, सर्व काही एका चरणात घडत नाही. सिंचन चालू केल्यानंतर, पीआयडी कंट्रोलर पुन्हा मोजतो, आता इनपुट मूल्य किती बदलले आहे हे मोजतो - ही नियंत्रण त्रुटी आहे.ड्राईव्हवरील पुढील क्रिया आता सुधारली जाईल, मापन केलेल्या समायोजन त्रुटी लक्षात घेऊन, आणि लक्ष्य - एक वापरकर्ता-परिभाषित पॅरामीटर - पोहोचेपर्यंत प्रत्येक नियंत्रण चरणावर.

नियमनमध्ये तीन घटक गुंतलेले आहेत: आनुपातिक, अविभाज्य आणि भिन्नता. प्रत्येक विशिष्ट प्रणालीमध्ये प्रत्येक घटकाचे स्वतःचे महत्त्व असते आणि या किंवा त्या घटकाचे योगदान जितके जास्त असेल तितके नियमन प्रक्रियेत बदल करणे आवश्यक आहे.

आनुपातिक घटक हा सर्वात सोपा आहे, जितका जास्त बदल होईल, तितका जास्त गुणांक (सूत्रातील आनुपातिकतेचा) आणि प्रभाव कमी करण्यासाठी, फक्त गुणांक (गुणक) कमी करणे पुरेसे आहे.

समजा की ग्रीनहाऊसमधील मातीची आर्द्रता निर्धारित बिंदूपेक्षा खूपच कमी आहे - मग पाणी पिण्याची वेळ जोपर्यंत वर्तमान आर्द्रता सेट बिंदूपेक्षा कमी आहे तोपर्यंत असावी. हे एक कच्चा उदाहरण आहे, परंतु तत्त्व अंदाजे समान आहे.

अविभाज्य घटक - मागील नियंत्रण घटनांच्या आधारे नियंत्रणाची अचूकता सुधारणे आवश्यक आहे: मागील त्रुटी एकत्रित केल्या आहेत आणि भविष्यातील नियंत्रणात शून्य विचलन प्राप्त करण्यासाठी त्यामध्ये सुधारणा केली जाते.

आणि शेवटी, विभेदक घटक. येथे नियंत्रित व्हेरिएबलच्या बदलाचा दर विचारात घेतला जातो. सेटपॉईंट सहजतेने किंवा अचानक बदलला आहे की नाही याची पर्वा न करता, नियंत्रण क्रियेमुळे नियंत्रणादरम्यान मूल्यामध्ये जास्त विचलन होऊ नये.

पीआयडी नियंत्रणासाठी डिव्हाइस निवडणे बाकी आहे. आज बाजारात त्यापैकी बरेच आहेत, तेथे मल्टी-चॅनेल आहेत जे आपल्याला ग्रीनहाऊससह वरील उदाहरणाप्रमाणे एकाच वेळी अनेक पॅरामीटर्स बदलण्याची परवानगी देतात.

OWEN कंपनीच्या युनिव्हर्सल PID रेग्युलेटर TRM148 चे उदाहरण वापरून रेग्युलेटरचे डिव्हाइस पाहू.

आठ इनपुट सेन्सर संबंधित इनपुटला सिग्नल पुरवतात. सिग्नल मोजले जातात, फिल्टर केले जातात, दुरुस्त केले जातात, त्यांची मूल्ये बटणासह स्विच करून डिस्प्लेवर पाहिली जाऊ शकतात.

डिव्हाइसचे आउटपुट खालील आवश्यक संयोजनांमध्ये विविध बदलांमध्ये तयार केले जातात:

• रिले 4 A 220 V;

• ट्रान्झिस्टर ऑप्टोकपलर्स n-p-n-प्रकार 400 mA 60 V;

• triac optocouplers 50 mA 300 V;

• DAC «मापदंड — वर्तमान 4 … 20 mA»;

• DAC «पॅरामीटर-व्होल्टेज 0 … 10 V»;

• 4 … 6 V 100 mA सॉलिड स्टेट रिले कंट्रोल आउटपुट.

तर, नियंत्रण क्रिया अॅनालॉग किंवा डिजिटल असू शकते. डिजिटल सिग्नल — या व्हेरिएबल रुंदीच्या डाळी आहेत आणि अॅनालॉग — सतत पर्यायी व्होल्टेजच्या स्वरूपात किंवा एकसमान श्रेणीतील विद्युत् प्रवाह: व्होल्टेजसाठी 0 ते 10 V पर्यंत आणि वर्तमान सिग्नलसाठी 4 ते 20 mA पर्यंत.

हे आउटपुट सिग्नल फक्त अ‍ॅक्ट्युएटर नियंत्रित करण्यासाठी वापरले जातात, जसे की सिंचन प्रणाली पंप किंवा रिले जो हीटिंग एलिमेंट चालू आणि बंद करतो किंवा अॅक्ट्युएटर वाल्व नियंत्रित करण्यासाठी मोटर. कंट्रोल पॅनलवर सिग्नल इंडिकेटर आहेत.

संगणकाशी संवाद साधण्यासाठी, TPM148 रेग्युलेटर RS-485 इंटरफेससह सुसज्ज आहे जो परवानगी देतो:

• संगणकावर डिव्हाइस कॉन्फिगर करा (कॉन्फिगरेशन सॉफ्टवेअर विनामूल्य प्रदान केले जाते);

• नेटवर्कवर मोजलेल्या मूल्यांची वर्तमान मूल्ये, रेग्युलेटरची आउटपुट पॉवर तसेच सर्व प्रोग्राम करण्यायोग्य पॅरामीटर्स प्रसारित करा;

• नियंत्रण सिग्नल व्युत्पन्न करण्यासाठी नेटवर्कवरून ऑपरेशनल डेटा प्राप्त करा.