एक अंतर आनुपातिक-अभिन्न नियंत्रक एक ऐसा उपकरण है जो स्वचालित सिस्टम में किसी दिए गए पैरामीटर को बनाए रखने के लिए स्थापित किया जाता है जो बदलने में सक्षम होता है।
पहली नज़र में, सब कुछ भ्रमित करने वाला है, लेकिन पीआईडी नियंत्रण को डमी के लिए भी समझाया जा सकता है, अर्थात। जो लोग इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम और उपकरणों से पूरी तरह परिचित नहीं हैं।
विषय
पीआईडी नियंत्रक क्या है?
पीआईडी नियंत्रक अनिवार्य प्रतिक्रिया के साथ नियंत्रण लूप में निर्मित एक उपकरण है। इसे हवा के तापमान जैसे सेटपॉइंट्स के सेट स्तरों को बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
डिवाइस सेंसर या सेंसर से प्राप्त डेटा के आधार पर नियंत्रण डिवाइस को नियंत्रण या आउटपुट सिग्नल प्रदान करता है। नियंत्रकों के पास क्षणिक प्रक्रियाओं की सटीकता और कार्य की गुणवत्ता की उच्च दर होती है।
पीआईडी नियंत्रक के तीन गुणांक और संचालन का सिद्धांत
PID कंट्रोलर का काम किसी दिए गए स्तर पर नियंत्रित चर को बनाए रखने के लिए आवश्यक शक्ति की मात्रा का आउटपुट सिग्नल प्रदान करना है। संकेतक की गणना करने के लिए, एक जटिल गणितीय सूत्र का उपयोग किया जाता है, जिसमें 3 गुणांक शामिल होते हैं - आनुपातिक, अभिन्न, अंतर।
आइए हम पानी के साथ एक कंटेनर को विनियमित करने की वस्तु के रूप में लेते हैं, जिसमें भाप के साथ वाल्व के उद्घाटन की डिग्री को समायोजित करके तापमान को एक निश्चित स्तर पर बनाए रखना आवश्यक है।
आनुपातिक घटक इनपुट डेटा के साथ असहमति के क्षण में प्रकट होता है। सरल शब्दों में, ऐसा लगता है - वास्तविक तापमान और वांछित तापमान के बीच का अंतर लिया जाता है, एक समायोज्य गुणांक से गुणा किया जाता है और एक आउटपुट सिग्नल प्राप्त होता है, जिसे वाल्व पर लागू किया जाना चाहिए। वे। जैसे ही डिग्री गिरती है, हीटिंग प्रक्रिया शुरू होती है, वे वांछित निशान से ऊपर उठते हैं - यह बंद हो जाता है या ठंडा भी हो जाता है।
इसके बाद अभिन्न घटक आता है, जिसे एक निश्चित स्तर पर हमारे तापमान को बनाए रखने पर पर्यावरण या अन्य परेशान करने वाले प्रभावों के प्रभाव की भरपाई करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। चूंकि हमेशा अतिरिक्त कारक होते हैं जो नियंत्रित किए जा रहे उपकरणों को प्रभावित करते हैं, आनुपातिक घटक की गणना के लिए डेटा प्राप्त होने के समय तक यह आंकड़ा पहले से ही बदल रहा है। और बाहरी प्रभाव जितना अधिक होगा, संकेतक के उतार-चढ़ाव उतने ही मजबूत होंगे। पावर सर्ज होते हैं।
अभिन्न घटक पिछले तापमान मूल्यों के आधार पर, यदि यह बदल गया है तो इसके मूल्य को वापस करने का प्रयास करता है। प्रक्रिया को नीचे दिए गए वीडियो में अधिक विस्तार से वर्णित किया गया है।
और फिर रेगुलेटर का आउटपुट सिग्नल, गुणांक के अनुसार, तापमान को बढ़ाने या घटाने के लिए लगाया जाता है। समय के साथ, बाहरी कारकों के लिए क्षतिपूर्ति करने वाले मूल्य का चयन किया जाता है, और छलांग गायब हो जाती है।
इंटीग्रल का उपयोग स्थैतिक त्रुटि की गणना करके त्रुटियों को खत्म करने के लिए किया जाता है। इस प्रक्रिया में मुख्य बात सही गुणांक चुनना है, अन्यथा त्रुटि (बेमेल) भी अभिन्न घटक को प्रभावित करेगी।
पीआईडी का तीसरा घटक विभेदक है। इसे सिस्टम पर प्रभाव और प्रतिक्रिया के बीच होने वाली देरी के प्रभाव की भरपाई करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। आनुपातिक नियंत्रक तब तक बिजली की आपूर्ति करता है जब तक तापमान वांछित स्तर तक नहीं पहुंच जाता है, लेकिन जब सूचना डिवाइस तक जाती है, खासकर बड़े मूल्यों पर, त्रुटियां हमेशा होती हैं। इससे ओवरहीटिंग हो सकती है। अंतर देरी या पर्यावरणीय प्रभावों के कारण विचलन की भविष्यवाणी करता है और आपूर्ति की गई शक्ति को पहले से कम कर देता है।
पीआईडी नियंत्रक ट्यूनिंग
PID नियंत्रक ट्यूनिंग 2 विधियों द्वारा की जाती है:
- सिंथेसिस का तात्पर्य सिस्टम के मॉडल के आधार पर मापदंडों की गणना से है। यह सेटिंग सटीक है, लेकिन स्वचालित नियंत्रण के सिद्धांत के गहन ज्ञान की आवश्यकता है। यह केवल इंजीनियरों और वैज्ञानिकों के अधीन है। चूंकि खपत विशेषताओं को हटाना और गणनाओं का एक गुच्छा बनाना आवश्यक है।
- मैनुअल विधि परीक्षण और त्रुटि पर आधारित है। ऐसा करने के लिए, पहले से तैयार सिस्टम के डेटा को आधार के रूप में लिया जाता है, नियामक के एक या अधिक गुणांक में कुछ समायोजन किए जाते हैं। अंतिम परिणाम को चालू करने और देखने के बाद, मापदंडों को सही दिशा में बदल दिया जाता है। और इसी तरह जब तक प्रदर्शन के वांछित स्तर तक नहीं पहुंच जाता।
विश्लेषण और ट्यूनिंग की सैद्धांतिक पद्धति का उपयोग शायद ही कभी व्यवहार में किया जाता है, जो नियंत्रण वस्तु की विशेषताओं की अज्ञानता और संभावित परेशान करने वाले प्रभावों के एक समूह के कारण होता है। सिस्टम की निगरानी पर आधारित प्रायोगिक तरीके अधिक सामान्य हैं।
नियामक के गुणांक को समायोजित करने के लिए कार्यक्रमों के नियंत्रण में आधुनिक स्वचालित प्रक्रियाओं को विशेष मॉड्यूल के रूप में लागू किया जाता है।
पीआईडी नियंत्रक का उद्देश्य
PID नियंत्रक को आवश्यक स्तर पर एक निश्चित मान बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है - तापमान, दबाव, टैंक में स्तर, पाइपलाइन में प्रवाह, किसी चीज़ की एकाग्रता, आदि, एक्ट्यूएटर्स पर नियंत्रण क्रिया को बदलकर, जैसे कि स्वचालित नियंत्रण वाल्व, इसकी सेटिंग के लिए आनुपातिक, एकीकृत, विभेदक मात्राओं का उपयोग करना।
उपयोग का उद्देश्य एक सटीक नियंत्रण संकेत प्राप्त करना है जो बड़े उद्योगों और यहां तक कि बिजली संयंत्र रिएक्टरों को नियंत्रित करने में सक्षम है।
तापमान नियंत्रण उदाहरण
अक्सर तापमान को नियंत्रित करने के लिए PID नियंत्रकों का उपयोग किया जाता है, आइए एक टैंक में पानी गर्म करने का एक सरल उदाहरण लेते हैं और इस स्वचालित प्रक्रिया पर विचार करते हैं।
कंटेनर में एक तरल डाला जाता है, जिसे वांछित तापमान पर गर्म किया जाना चाहिए और एक निश्चित स्तर पर बनाए रखा जाना चाहिए। टैंक के अंदर एक तापमान सेंसर लगाया जाता है - थर्मोकपल या प्रतिरोधक थर्मामीटर और सीधे पीआईडी नियंत्रक से जुड़ा है।
तरल को गर्म करने के लिए, हम भाप की आपूर्ति करेंगे, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, एक स्वचालित नियंत्रण वाल्व के साथ। वाल्व स्वयं नियामक से एक संकेत प्राप्त करता है।ऑपरेटर पीआईडी नियंत्रक में तापमान सेटपॉइंट मान दर्ज करता है, जिसे टैंक में बनाए रखा जाना चाहिए।
यदि नियंत्रक गुणांक सही ढंग से सेट नहीं हैं, तो पानी के तापमान में उछाल आएगा, जिसमें वाल्व पूरी तरह से खुला या पूरी तरह से बंद होगा। इस मामले में, पीआईडी नियंत्रक गुणांक की गणना करना और उन्हें फिर से दर्ज करना आवश्यक है। यदि सब कुछ सही ढंग से किया जाता है, तो थोड़े समय के बाद सिस्टम प्रक्रिया को भी समाप्त कर देगा और टैंक में तापमान एक निश्चित स्तर पर बनाए रखा जाएगा, जबकि नियंत्रण वाल्व के खुलने की डिग्री मध्य स्थिति में होगी।
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