TRM148 OWEN के उदाहरण पर ऑटोमेशन सिस्टम में PID कंट्रोलर का उपयोग

स्वचालित समायोजन, समायोजन प्रणाली

स्वचालित नियंत्रण एक प्रकार का स्वचालित नियंत्रण है। तकनीकी प्रक्रिया की विशेषता वाले एक निश्चित मूल्य की स्थिरता को बनाए रखना, या किसी दिए गए कानून के अनुसार इसका परिवर्तन, वस्तु के नियामक निकाय को प्रभावित करके किसी नियंत्रित वस्तु या गड़बड़ी की स्थिति को मापने के द्वारा किया जाता है।

स्वचालित विनियमन करने के लिए, उपकरणों का एक सेट विनियमित होने के लिए स्थापना से जुड़ा होता है, जिसके संयोजन को नियामक कहा जाता है।

प्रक्रिया को चिह्नित करने वाले एक या अधिक चर के माप के आधार पर, नियंत्रक नियंत्रित चर के सेट मान को बनाए रखते हुए, एक या अधिक नियंत्रण क्रियाओं को बदलकर प्रक्रिया को प्रभावित करता है।

एक नियंत्रण प्रणाली - एक निश्चित भौतिक मात्रा के परिवर्तन के दिए गए कानून को बनाए रखने के लिए डिज़ाइन की गई प्रणाली को नियंत्रित मात्रा कहा जाता है।नियंत्रित चर का सेटपॉइंट स्थिर हो सकता है, या यह समय या किसी अन्य चर का कार्य हो सकता है।

नियमन प्रक्रिया में, नियंत्रित मूल्य की तुलना निर्धारित मूल्य से की जाती है, और निर्धारित मूल्य से नियंत्रित मूल्य के विचलन की उपस्थिति में, विनियमन क्रिया नियंत्रण वस्तु में प्रवेश करती है, नियंत्रित मूल्य को पुनर्स्थापित करती है।

किसी व्यक्ति द्वारा नियामक कार्रवाई मैन्युअल रूप से दर्ज की जा सकती है। यदि नियंत्रित चर का मापन एवं नियंत्रण क्रिया का परिचय मानवीय हस्तक्षेप के बिना यंत्रों द्वारा किया जाता है तो नियंत्रण प्रणाली को स्वायत्त प्रणाली कहते हैं।

नियंत्रण कार्रवाई के अलावा, नियंत्रण प्रणाली उन गड़बड़ी से प्रभावित होती है जो नियंत्रित चर को निर्धारित मूल्य से विचलित करने और नियंत्रण त्रुटियों की घटना का कारण बनती हैं।

नियंत्रण क्रिया में परिवर्तन की प्रकृति से, नियंत्रण प्रणालियों को स्वचालित स्थिरीकरण प्रणालियों में विभाजित किया जाता है (नियंत्रण क्रिया एक स्थिर मूल्य है या क्रमादेशित नियंत्रण प्रणाली के समय का एक दिया गया कार्य है) और सर्वो प्रणाली (नियंत्रण में परिवर्तन) क्रिया पहले अज्ञात नियंत्रण क्रिया द्वारा निर्धारित की जाती है)।

पीआईडी ​​​​नियंत्रक

पीआईडी ​​​​नियंत्रक एक तैयार-निर्मित उपकरण है जो उपयोगकर्ता को एक स्वचालित प्रणाली के एक या दूसरे उपकरण को नियंत्रित करने के लिए एक सॉफ्टवेयर एल्गोरिथ्म को लागू करने की अनुमति देगा। यदि आप OWEN कंपनी के 8 चैनलों के लिए यूनिवर्सल PID कंट्रोलर TRM148 जैसे तैयार उपकरणों का उपयोग करते हैं तो विनियमन (नियंत्रण) सिस्टम बनाना और कॉन्फ़िगर करना बहुत आसान हो जाता है।

मान लीजिए कि आपको ग्रीनहाउस में सही जलवायु परिस्थितियों के रखरखाव को स्वचालित करने की आवश्यकता है: पौधों की जड़ों के पास मिट्टी के तापमान, हवा के दबाव, हवा की नमी और मिट्टी को ध्यान में रखें और निर्दिष्ट मापदंडों को बनाए रखें। नियंत्रण के माध्यम से गर्म करने वाला तत्व और प्रशंसक। यह आसान नहीं हो सकता, बस PID कंट्रोलर को ट्यून करें।

आइए पहले याद करें कि पीआईडी ​​​​नियंत्रक क्या है? पीआईडी ​​​​नियंत्रक एक विशेष उपकरण है जो आउटपुट मापदंडों को तीन तरीकों से लगातार परिष्कृत करता है: आनुपातिक, अभिन्न और अंतर, और प्रारंभिक पैरामीटर सेंसर (दबाव, आर्द्रता, तापमान, रोशनी, आदि) से प्राप्त इनपुट पैरामीटर हैं।

इनपुट पैरामीटर एक सेंसर से पीआईडी ​​​​नियंत्रक के इनपुट को खिलाया जाता है, उदाहरण के लिए एक आर्द्रता सेंसर। नियामक वोल्टेज या करंट का मान प्राप्त करता है, इसे मापता है, फिर अपने एल्गोरिथ्म के अनुसार गणना करता है और अंत में संबंधित आउटपुट को एक संकेत भेजता है, जिसके परिणामस्वरूप स्वचालित प्रणाली को एक नियंत्रण क्रिया प्राप्त होती है। मिट्टी की नमी कम हो गई - पानी देना था कुछ सेकंड के लिए चालू।

लक्ष्य एक उपयोगकर्ता-परिभाषित आर्द्रता मान प्राप्त करना है। या उदाहरण के लिए: प्रकाश कम हो गया है - पौधों पर फाइटोलैम्प चालू करें, आदि।

पीआईडी ​​नियंत्रण

वास्तव में, हालांकि सब कुछ सरल दिखता है, नियामक के अंदर का गणित अधिक जटिल है, सब कुछ एक चरण में नहीं होता है। सिंचाई चालू होने के बाद, पीआईडी ​​​​नियंत्रक फिर से मापता है, मापता है कि इनपुट मूल्य अब कितना बदल गया है - यह नियंत्रण त्रुटि है।ड्राइव पर अगली कार्रवाई अब मापी गई समायोजन त्रुटि को ध्यान में रखते हुए, और इसी तरह प्रत्येक नियंत्रण चरण पर तब तक ठीक की जाएगी जब तक कि लक्ष्य - एक उपयोगकर्ता-परिभाषित पैरामीटर - तक नहीं पहुंच जाता।

विनियमन में तीन घटक शामिल हैं: आनुपातिक, अभिन्न और अंतर। प्रत्येक विशेष प्रणाली में प्रत्येक घटक का अपना महत्व होता है, और इस या उस घटक का योगदान जितना अधिक होता है, विनियमन प्रक्रिया में इसे बदलना उतना ही आवश्यक होता है।

आनुपातिक घटक सबसे सरल है, जितना अधिक परिवर्तन, उतना अधिक गुणांक (सूत्र में आनुपातिकता), और प्रभाव को कम करने के लिए, यह केवल गुणांक (गुणक) को कम करने के लिए पर्याप्त है।

मान लीजिए कि ग्रीनहाउस में मिट्टी की नमी निर्धारित बिंदु से बहुत कम है - तो पानी देने का समय तब तक होना चाहिए जब तक कि वर्तमान नमी निर्धारित बिंदु से कम हो। यह एक कच्चा उदाहरण है, लेकिन सिद्धांत मोटे तौर पर वही है।

अभिन्न घटक - पिछले नियंत्रण घटनाओं के आधार पर नियंत्रण की सटीकता में सुधार करना आवश्यक है: पिछली त्रुटियों को एकीकृत किया जाता है और अंततः भविष्य के नियंत्रण में शून्य विचलन प्राप्त करने के लिए उनमें सुधार किया जाता है।

और अंत में, अंतर घटक। यहाँ नियंत्रित चर के परिवर्तन की दर पर विचार किया जाता है। चाहे सेटपॉइंट सुचारू रूप से या अचानक बदल गया हो, नियंत्रण कार्रवाई के दौरान नियंत्रण के दौरान मूल्य में अत्यधिक विचलन नहीं होना चाहिए।

यह पीआईडी ​​​​नियंत्रण के लिए एक उपकरण चुनना बाकी है। आज बाजार में उनमें से कई हैं, मल्टी-चैनल वाले हैं जो आपको एक साथ कई मापदंडों को बदलने की अनुमति देते हैं, जैसा कि उपरोक्त उदाहरण में ग्रीनहाउस के साथ है।

आइए OWEN कंपनी के यूनिवर्सल PID रेगुलेटर TRM148 के उदाहरण का उपयोग करते हुए नियामक के उपकरण को देखें।

आठ इनपुट सेंसर संबंधित इनपुट को सिग्नल फीड करते हैं। सिग्नल को स्केल किया जाता है, फ़िल्टर किया जाता है, ठीक किया जाता है, बटन के साथ स्विच करके उनके मूल्यों को डिस्प्ले पर देखा जा सकता है।

निम्नलिखित के आवश्यक संयोजनों में विभिन्न संशोधनों में डिवाइस के आउटपुट का उत्पादन किया जाता है:

• रिले 4 ए 220 वी;

• ट्रांजिस्टर ऑप्टोकॉपर्स एन-पी-एन-टाइप 400 एमए 60 वी;

• ट्राइक ऑप्टोकॉप्लर्स 50 एमए 300 वी;

• डीएसी "पैरामीटर - वर्तमान 4 ... 20 एमए";

• डीएसी "पैरामीटर-वोल्टेज 0 ... 10 वी";

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

तो, नियंत्रण क्रिया एनालॉग या डिजिटल हो सकती है। डिजिटल सिग्नल - ये चर चौड़ाई की दालें हैं, और एनालॉग - एक समान रेंज में निरंतर वैकल्पिक वोल्टेज या करंट के रूप में: वोल्टेज के लिए 0 से 10 V तक और 4 से 20 mA तक - करंट सिग्नल के लिए।

ये आउटपुट सिग्नल केवल एक्चुएटर्स को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, एक सिंचाई प्रणाली पंप या एक रिले कहते हैं जो एक एक्ट्यूएटर वाल्व को नियंत्रित करने के लिए हीटिंग तत्व को चालू और बंद या मोटर को चालू करता है। कंट्रोल पैनल पर सिग्नल इंडिकेटर हैं।

कंप्यूटर के साथ इंटरेक्शन के लिए, TPM148 रेगुलेटर RS-485 इंटरफ़ेस से लैस है जो अनुमति देता है:

• डिवाइस को कंप्यूटर पर कॉन्फ़िगर करें (कॉन्फ़िगरेशन सॉफ़्टवेयर निःशुल्क प्रदान किया जाता है);

• नेटवर्क को मापा मूल्यों के वर्तमान मूल्यों, नियामक की उत्पादन शक्ति, साथ ही साथ सभी प्रोग्राम करने योग्य मापदंडों को प्रेषित करें;

• नियंत्रण संकेत उत्पन्न करने के लिए नेटवर्क से परिचालन डेटा प्राप्त करें।