पीआईडी ​​नियंत्रक क्या है: कार्य करना और उसके अनुप्रयोग

जैसा कि नाम से पता चलता है, यह लेख पीआईडी ​​नियंत्रक की संरचना और काम करने के बारे में एक सटीक विचार देने जा रहा है। हालाँकि विवरण में जाने से, हमें PID नियंत्रकों के बारे में एक परिचय मिलता है। पीआईडी ​​नियंत्रक औद्योगिक प्रक्रिया नियंत्रण के लिए आवेदनों की एक विस्तृत श्रृंखला में पाए जाते हैं। के बंद लूप संचालन का लगभग 95% औद्योगिक स्वचालन सेक्टर पीआईडी ​​नियंत्रक का उपयोग करें। पीआईडी ​​आनुपातिक-इंटीग्रल-व्युत्पन्न के लिए खड़ा है। इन तीन नियंत्रकों को इस तरह से संयोजित किया जाता है कि यह एक नियंत्रण संकेत पैदा करता है। एक प्रतिक्रिया नियंत्रक के रूप में, यह वांछित स्तरों पर नियंत्रण आउटपुट वितरित करता है। इससे पहले कि माइक्रोप्रोसेसरों का आविष्कार किया गया था, पीआईडी ​​नियंत्रण को एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक घटकों द्वारा लागू किया गया था। लेकिन आज सभी पीआईडी ​​नियंत्रकों को माइक्रोप्रोसेसरों द्वारा संसाधित किया जाता है। प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर इनबिल्ट पीआईडी ​​नियंत्रक निर्देश भी हैं। PID नियंत्रकों के लचीलेपन और विश्वसनीयता के कारण, इन्हें पारंपरिक रूप से प्रक्रिया नियंत्रण अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।

पीआईडी ​​नियंत्रक क्या है?

शब्द पीआईडी ​​आनुपातिक अभिन्न व्युत्पन्न के लिए खड़ा है और यह औद्योगिक अनुप्रयोगों में दबाव, प्रवाह, तापमान और गति जैसे विभिन्न प्रक्रिया चर को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक प्रकार का उपकरण है। इस कंट्रोलर में, एक कंट्रोल लूप फीडबैक डिवाइस का इस्तेमाल सभी प्रोसेस वेरिएबल्स को रेगुलेट करने के लिए किया जाता है।

इस प्रकार के नियंत्रण का उपयोग किसी उद्देश्य स्थान की दिशा में एक प्रणाली को चलाने के लिए किया जाता है अन्यथा स्तर। यह तापमान नियंत्रण के लिए लगभग हर जगह है और इसका उपयोग वैज्ञानिक प्रक्रियाओं, स्वचालन और असंख्य रसायन में किया जाता है। इस कंट्रोलर में, क्लोज़-लूप फीडबैक का उपयोग वास्तविक आउटपुट को ऑब्जेक्टिव के करीब बनाए रखने के लिए किया जाता है, अन्यथा यदि संभव हो तो फिक्स पॉइंट पर आउटपुट। इस लेख में, PID, I & D जैसे कंट्रोल मोड के साथ PID कंट्रोलर डिज़ाइन की चर्चा की गई है।

इतिहास

पीआईडी ​​नियंत्रक का इतिहास है, 1911 में, एल्डर स्पेरी द्वारा पहला पीआईडी ​​नियंत्रक विकसित किया गया था। उसके बाद, TIC (टेलर इंस्ट्रूमेंटल कंपनी) को वर्ष 1933 में पूरी तरह से ट्यून करने वाला एक पूर्व वायवीय नियंत्रक लागू किया गया। कुछ वर्षों के बाद, नियंत्रण इंजीनियरों ने स्थिर-स्थिति की त्रुटि को हटा दिया, जो आनुपातिक नियंत्रकों के भीतर पाया जाता है, जब तक कि त्रुटि शून्य न हो, तब तक कुछ झूठे मूल्य को समाप्त करने के माध्यम से आनुपातिक नियंत्रकों में पाया जाता है।

इस रीट्यूनिंग में त्रुटि शामिल थी जिसे आनुपातिक-इंटीग्रल कंट्रोलर के रूप में जाना जाता है। उसके बाद, 1 9 40 में, ओवरसूटिंग समस्याओं को कम करने के लिए एक व्युत्पन्न कार्रवाई के माध्यम से पहला वायवीय पीआईडी ​​नियंत्रक विकसित किया गया था।

1942 में, Ziegler & Nichols ने इंजीनियरों द्वारा पीआईडी ​​नियंत्रक के उपयुक्त मापदंडों की खोज और सेट करने के लिए ट्यूनिंग नियम पेश किए हैं। आखिरकार, 1950 के मध्य में उद्योगों में स्वचालित पीआईडी ​​नियंत्रकों का बड़े पैमाने पर उपयोग किया गया।

PID नियंत्रक ब्लॉक आरेख

पीआईडी ​​नियंत्रक की तरह एक बंद लूप सिस्टम में एक प्रतिक्रिया नियंत्रण प्रणाली शामिल है। यह सिस्टम एक त्रुटि संकेत उत्पन्न करने के लिए एक निश्चित बिंदु का उपयोग करके प्रतिक्रिया चर का मूल्यांकन करता है। उसके आधार पर, यह सिस्टम आउटपुट को बदल देता है। यह प्रक्रिया तब तक जारी रहेगी जब तक कि त्रुटि शून्य तक नहीं पहुंच जाती है अन्यथा प्रतिक्रिया चर का मान एक निश्चित बिंदु के बराबर हो जाता है।

यह नियंत्रक ON / OFF प्रकार नियंत्रक की तुलना में अच्छे परिणाम प्रदान करता है। ON / OFF प्रकार नियंत्रक में, सिस्टम को प्रबंधित करने के लिए बस दो स्थितियाँ प्राप्त करने योग्य होती हैं। एक बार जब प्रक्रिया मूल्य तय बिंदु से कम हो जाता है, तो यह चालू हो जाएगा। एक बार मान निश्चित मूल्य से अधिक होने पर, यह बंद हो जाएगा। इस तरह के नियंत्रक में आउटपुट स्थिर नहीं है और यह निश्चित बिंदु के क्षेत्र में अक्सर स्विंग होगा। हालाँकि, यह नियंत्रक ON / OFF प्रकार नियंत्रक की तुलना में अधिक स्थिर और सटीक है।

पीआईडी ​​नियंत्रक का कार्य करना

पीआईडी ​​नियंत्रक का कार्य

कम लागत वाले सरल ओएन-ऑफ नियंत्रक के उपयोग के साथ, केवल दो नियंत्रण राज्य संभव हैं, जैसे पूरी तरह से चालू या पूरी तरह से बंद। इसका उपयोग सीमित नियंत्रण अनुप्रयोग के लिए किया जाता है जहां ये दो नियंत्रण राज्य नियंत्रण उद्देश्य के लिए पर्याप्त हैं। हालाँकि इस नियंत्रण की प्रकृति को दोलन करना इसके उपयोग को सीमित करता है और इसलिए इसे पीआईडी ​​नियंत्रकों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है।

पीआईडी ​​नियंत्रक आउटपुट को ऐसे बनाए रखता है कि प्रक्रिया-चर और सेटपॉइंट / वांछित आउटपुट के बीच बंद-लूप संचालन के बीच शून्य त्रुटि हो। पीआईडी ​​तीन बुनियादी नियंत्रण व्यवहारों का उपयोग करता है जिन्हें नीचे समझाया गया है।

पी- नियंत्रक

आनुपातिक या पी-नियंत्रक एक आउटपुट देता है जो वर्तमान त्रुटि ई (टी) के आनुपातिक है। यह वास्तविक मूल्य या प्रतिक्रिया प्रक्रिया मूल्य के साथ वांछित या सेट बिंदु की तुलना करता है। परिणामी त्रुटि आउटपुट प्राप्त करने के लिए आनुपातिक स्थिर के साथ गुणा होती है। यदि त्रुटि मान शून्य है, तो यह नियंत्रक आउटपुट शून्य है।

P- नियंत्रक

अकेले उपयोग किए जाने पर इस नियंत्रक को पूर्वाग्रह या मैनुअल रीसेट की आवश्यकता होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह कभी भी स्थिर-अवस्था में नहीं पहुंचता है। यह स्थिर संचालन प्रदान करता है लेकिन हमेशा स्थिर-राज्य त्रुटि को बनाए रखता है। आनुपातिक निरंतर केसी बढ़ने पर प्रतिक्रिया की गति बढ़ जाती है।

पी-कंट्रोलर रिस्पांस

मैं-नियंत्रक

पी-नियंत्रक की सीमा के कारण जहां हमेशा प्रक्रिया चर और सेटपॉइंट के बीच एक ऑफसेट मौजूद रहता है, आई-नियंत्रक की आवश्यकता होती है, जो स्थिर-राज्य त्रुटि को खत्म करने के लिए आवश्यक कार्रवाई प्रदान करता है। यह तब तक त्रुटि को एकीकृत करता है जब तक कि त्रुटि मान शून्य तक नहीं पहुंच जाता। यह अंतिम नियंत्रण उपकरण के लिए मूल्य रखता है जिस पर त्रुटि शून्य हो जाती है।

PI नियंत्रक

एक नकारात्मक त्रुटि होने पर इंटीग्रल कंट्रोल इसके आउटपुट को कम कर देता है। यह प्रतिक्रिया की गति को सीमित करता है और सिस्टम की स्थिरता को प्रभावित करता है। अभिन्न लाभ कम होने से प्रतिक्रिया की गति बढ़ जाती है।

पीआई नियंत्रक प्रतिक्रिया

उपरोक्त आंकड़े में, जैसे-जैसे I-नियंत्रक का लाभ कम होता है, स्थिर-स्थिर त्रुटि भी कम होती जाती है। अधिकांश मामलों के लिए, पीआई नियंत्रक का विशेष रूप से उपयोग किया जाता है जहां उच्च गति की प्रतिक्रिया की आवश्यकता नहीं होती है।

पीआई नियंत्रक का उपयोग करते समय, आई-कंट्रोलर आउटपुट को दूर करने के लिए कुछ हद तक सीमित है अभिन्न पवन ऐसी स्थितियां जहां संयंत्र में गैर-मौजूदता के कारण शून्य त्रुटि की स्थिति में भी अभिन्न उत्पादन बढ़ जाता है।

डी-कंट्रोलर

I-नियंत्रक में भविष्य के त्रुटि की भविष्यवाणी करने की क्षमता नहीं है। एक बार सेटपॉइंट बदलने के बाद यह सामान्य रूप से प्रतिक्रिया करता है। D- नियंत्रक त्रुटि के भविष्य के व्यवहार की आशंका से इस समस्या पर काबू पा लेता है। इसका उत्पादन समय के संबंध में त्रुटि के परिवर्तन की दर पर निर्भर करता है, जो व्युत्पन्न स्थिरांक से गुणा किया जाता है। यह आउटपुट के लिए किक स्टार्ट देता है जिससे सिस्टम रिस्पांस बढ़ता है।

पीआईडी ​​नियंत्रक

डी के उपरोक्त आंकड़ा प्रतिक्रिया में, पीआई नियंत्रक की तुलना में नियंत्रक अधिक है, और आउटपुट के निपटान के समय में भी कमी आई है। यह I-नियंत्रक के कारण चरण अंतराल के लिए क्षतिपूर्ति करके प्रणाली की स्थिरता में सुधार करता है। व्युत्पन्न लाभ बढ़ने से प्रतिक्रिया की गति बढ़ जाती है।

पीआईडी ​​नियंत्रक प्रतिक्रिया

इसलिए अंत में हमने पाया कि इन तीन नियंत्रकों को मिलाकर, हम सिस्टम के लिए वांछित प्रतिक्रिया प्राप्त कर सकते हैं। विभिन्न निर्माता अलग पीआईडी ​​एल्गोरिदम डिजाइन करते हैं।

पीआईडी ​​नियंत्रक के प्रकार

PID नियंत्रकों को तीन प्रकारों जैसे ON / OFF, आनुपातिक और मानक प्रकार नियंत्रकों में वर्गीकृत किया जाता है। इन नियंत्रकों का उपयोग नियंत्रण प्रणाली के आधार पर किया जाता है, उपयोगकर्ता को विधि को विनियमित करने के लिए नियंत्रक का उपयोग किया जा सकता है।

पर / बंद नियंत्रण

एक ऑन-ऑफ कंट्रोल विधि तापमान नियंत्रण के लिए उपयोग किया जाने वाला सबसे सरल प्रकार का उपकरण है। डिवाइस आउटपुट किसी भी केंद्र राज्य के माध्यम से चालू / बंद हो सकता है। एक बार तापमान तय होने के बाद यह नियंत्रक आउटपुट चालू कर देगा। एक सीमा नियंत्रक एक विशेष प्रकार का ON / OFF नियंत्रक है जो एक लैचिंग रिले का उपयोग करता है। यह रिले मैन्युअल रूप से रीसेट हो जाता है और एक निश्चित तापमान प्राप्त होने के बाद एक विधि को बंद करने के लिए उपयोग किया जाता है।

आनुपातिक नियंत्रण

इस तरह के नियंत्रक को साइकिल को हटाने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो ON / OFF नियंत्रण के माध्यम से जुड़ा हुआ है। यह पीआईडी ​​नियंत्रक सामान्य शक्ति को कम करेगा जो तापमान तय बिंदु तक पहुंचने के बाद हीटर की ओर आपूर्ति की जाती है।

इस नियंत्रक में हीटर को नियंत्रित करने के लिए एक विशेषता है ताकि यह स्थिर बिंदु से अधिक न हो लेकिन स्थिर तापमान बनाए रखने के लिए यह निर्धारित बिंदु तक पहुंच जाएगा।
यह आनुपातिक अधिनियम छोटे समय अवधि के लिए आउटपुट को चालू और बंद करने के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है। इस बार तापमान को नियंत्रित करने के लिए आनुपातिक समय-समय पर अनुपात बदल जाएगा।

मानक प्रकार पीआईडी ​​नियंत्रक

इस प्रकार के पीआईडी ​​नियंत्रक प्रणाली के भीतर संशोधनों की भरपाई करने के लिए इकाई की स्वचालित रूप से सहायता करने के लिए अभिन्न और व्युत्पन्न नियंत्रण के माध्यम से आनुपातिक नियंत्रण को मर्ज करेंगे। ये संशोधन, अभिन्न और व्युत्पन्न समय-आधारित इकाइयों में व्यक्त किए जाते हैं।

इन नियंत्रकों को उनके पारस्परिक, रेट और रिसेट के माध्यम से भी संदर्भित किया जाता है। पीआईडी ​​की शर्तों को अलग से समायोजित किया जाना चाहिए अन्यथा परीक्षण के साथ-साथ त्रुटि के साथ एक विशिष्ट प्रणाली से जुड़ा हुआ है। ये नियंत्रक 3 प्रकार के नियंत्रक के सबसे सटीक और स्थिर नियंत्रण की पेशकश करेंगे।

वास्तविक समय पीआईडी ​​नियंत्रक

वर्तमान में, बाजार में विभिन्न प्रकार के पीआईडी ​​नियंत्रक उपलब्ध हैं। इन नियंत्रकों का उपयोग दबाव, तापमान, स्तर और प्रवाह जैसी औद्योगिक नियंत्रण आवश्यकताओं के लिए किया जाता है। एक बार इन मापदंडों को पीआईडी ​​के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है, तो विकल्प एक अलग पीआईडी ​​नियंत्रक या पीएलसी का उपयोग करते हैं।
इन अलग-अलग नियंत्रकों को नियोजित किया जाता है, जहाँ एक या दो छोरों की जाँच की आवश्यकता होती है और साथ ही नियंत्रित होती है अन्यथा उन स्थितियों में जहाँ भी यह बड़े सिस्टम के माध्यम से प्रवेश के अधिकार के लिए जटिल है।

ये नियंत्रण उपकरण एकल और जुड़वां लूप नियंत्रण के लिए अलग-अलग विकल्प प्रदान करते हैं। स्वसंपूर्ण प्रकार पीआईडी ​​नियंत्रक स्वायत्त कई अलार्म बनाने के लिए कई निश्चित-बिंदु कॉन्फ़िगरेशन प्रदान करते हैं।
इन स्टैंडअलोन नियंत्रकों में मुख्य रूप से हनीवेल के पीआईडी ​​नियंत्रक, योकोगावा के तापमान नियंत्रक, ओमेगा, सीमेंस, और एबीबी नियंत्रकों के ऑटोट्यून नियंत्रक शामिल हैं।

अधिकांश औद्योगिक नियंत्रण अनुप्रयोगों में पीएलसी का उपयोग पीआईडी ​​नियंत्रकों की तरह किया जाता है। सटीक पीएलसी नियंत्रण के लिए बेहतर विकल्प देने के लिए पीआईडी ​​ब्लॉकों की व्यवस्था पीएसी या पीएलसी के भीतर की जा सकती है। ये कंट्रोलर अलग कंट्रोलर्स के साथ तुलना में स्मार्ट होने के साथ-साथ स्मार्ट भी हैं। प्रत्येक पीएलसी में सॉफ्टवेयर प्रोग्रामिंग के भीतर पीआईडी ​​ब्लॉक शामिल है।

ट्यूनिंग के तरीके

पीआईडी ​​नियंत्रक के काम करने से पहले इसे नियंत्रित करने की प्रक्रिया की गतिशीलता के अनुरूप होना चाहिए। डिज़ाइनर P, I, और D शब्दों के लिए डिफ़ॉल्ट मान देते हैं, और ये मान वांछित प्रदर्शन नहीं दे सकते हैं और कभी-कभी अस्थिरता और धीमी गति से नियंत्रण प्रदर्शन की ओर ले जाते हैं। पीआईडी ​​नियंत्रकों को ट्यून करने के लिए विभिन्न प्रकार के ट्यूनिंग तरीके विकसित किए जाते हैं और आनुपातिक, अभिन्न और व्युत्पन्न लाभ के सर्वोत्तम मूल्यों का चयन करने के लिए ऑपरेटर से बहुत ध्यान देने की आवश्यकता होती है। इनमें से कुछ नीचे दिए गए हैं।

पीआईडी ​​नियंत्रकों का उपयोग अधिकांश औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है, लेकिन किसी को इस नियंत्रक की सेटिंग्स को पता होना चाहिए कि इसे पसंदीदा आउटपुट उत्पन्न करने के लिए इसे सही तरीके से समायोजित किया जाए। यहां, ट्यूनिंग कुछ भी नहीं है, बल्कि सबसे अच्छा आनुपातिक लाभ, अभिन्न और व्युत्पन्न कारकों की स्थापना के माध्यम से नियंत्रक से एक आदर्श उत्तर प्राप्त करने की प्रक्रिया है।

पीआईडी ​​नियंत्रक का वांछित आउटपुट नियंत्रक को ट्यून करके प्राप्त किया जा सकता है। परीक्षण और त्रुटि, ज़िग्लर-निकोल्स और प्रक्रिया प्रतिक्रिया वक्र जैसे नियंत्रक से आवश्यक आउटपुट प्राप्त करने के लिए विभिन्न तकनीकें उपलब्ध हैं। सबसे अक्सर उपयोग की जाने वाली विधियाँ परीक्षण और त्रुटि हैं, ज़िग्लर-निकोल्स, आदि।

परीक्षण और त्रुटि विधि: यह पीआईडी ​​नियंत्रक ट्यूनिंग की एक सरल विधि है। जबकि सिस्टम या कंट्रोलर काम कर रहा है, हम कंट्रोलर को ट्यून कर सकते हैं। इस विधि में, पहले, हमें Ki और Kd मानों को शून्य पर सेट करना है और आनुपातिक शब्द (Kp) को बढ़ाना है जब तक कि सिस्टम दोलन व्यवहार तक नहीं पहुंचता। एक बार जब यह दोलन कर रहा होता है, तो Ki (इंटीग्रल टर्म) को समायोजित करें ताकि दोलन रुक जाएं और अंत में तेजी से प्रतिक्रिया पाने के लिए D को समायोजित करें।

प्रक्रिया प्रतिक्रिया वक्र तकनीक: यह एक ओपन-लूप ट्यूनिंग तकनीक है। यह एक प्रतिक्रिया उत्पन्न करता है जब एक कदम इनपुट सिस्टम पर लागू होता है। प्रारंभ में, हमें मैन्युअल रूप से सिस्टम पर कुछ नियंत्रण आउटपुट लागू करना होगा और प्रतिक्रिया वक्र रिकॉर्ड करना होगा।

उसके बाद, हमें ढलान, मृत समय, वक्र के उदय समय की गणना करने की आवश्यकता है, और आखिरकार पीआईडी, आई और डी समीकरण में इन मूल्यों को पीआईडी ​​शर्तों के लाभ मूल्यों को प्राप्त करने के लिए स्थानापन्न करें।

प्रक्रिया प्रतिक्रिया वक्र

जिगलर-निकोल्स विधि: जिगलर-निकोल्स ने पीआईडी ​​नियंत्रक को ट्यून करने के लिए बंद लूप विधियों का प्रस्ताव किया। उन निरंतर साइकिल विधि और नम दोलन विधि है। दोनों विधियों के लिए प्रक्रियाएं समान हैं लेकिन दोलन का व्यवहार अलग है। इसमें, पहले, हमें पी-कंट्रोलर स्थिरांक, केपी को एक विशेष मान पर सेट करना है जबकि की और केडी मान शून्य हैं। आनुपातिक लाभ तब तक बढ़ जाता है जब तक कि सिस्टम एक स्थिर आयाम पर दोलन नहीं करता।

उस प्रणाली को प्राप्त करें जिस प्रणाली में निरंतर दोलनों का निर्माण होता है, उसे अंतिम लाभ (कू) कहा जाता है और दोलनों की अवधि को अंतिम अवधि (Pc) कहा जाता है। एक बार जब यह पहुंच जाता है, तो हम पी, आई और डी के मूल्यों को ज़िग्लर-निकोल्स तालिका द्वारा दर्ज कर सकते हैं। पी, पीआई या पीआईडी ​​जैसे नियंत्रक पर निर्भर करता है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है।

ज़िग्लर-निकोल्स टेबल

पीआईडी ​​नियंत्रक संरचना

पीआईडी ​​नियंत्रक में तीन शब्द होते हैं, अर्थात् आनुपातिक, अभिन्न और व्युत्पन्न नियंत्रण। इन तीन नियंत्रकों का संयुक्त संचालन प्रक्रिया नियंत्रण के लिए एक नियंत्रण रणनीति देता है। PID नियंत्रक प्रक्रिया चर जैसे कि दबाव, गति, तापमान, प्रवाह आदि में हेरफेर करता है। कुछ एप्लिकेशन कैस्केड नेटवर्क में PID नियंत्रकों का उपयोग करते हैं जहां नियंत्रण प्राप्त करने के लिए दो या अधिक पीआईडी ​​का उपयोग किया जाता है।

पीआईडी ​​नियंत्रक की संरचना

उपरोक्त आंकड़ा पीआईडी ​​नियंत्रक की संरचना को दर्शाता है। इसमें एक पीआईडी ​​ब्लॉक होता है जो प्रोसेस ब्लॉक में अपना आउटपुट देता है। प्रक्रिया / संयंत्र में अंतिम नियंत्रण उपकरण होते हैं जैसे कि उद्योग / संयंत्र की विभिन्न प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने के लिए एक्चुएटर्स, नियंत्रण वाल्व और अन्य नियंत्रण उपकरण।

प्रोसेस प्लांट से एक फीडबैक सिग्नल की तुलना सेट पॉइंट या रेफरेंस सिग्नल यू (टी) से की जाती है और संबंधित एरर सिग्नल ई (टी) को पीआईडी ​​एल्गोरिदम को खिलाया जाता है। एल्गोरिथ्म में आनुपातिक, अभिन्न और व्युत्पन्न नियंत्रण गणना के अनुसार, नियंत्रक एक संयुक्त प्रतिक्रिया या नियंत्रित आउटपुट का उत्पादन करता है जो संयंत्र नियंत्रण उपकरणों पर लागू होता है।

सभी नियंत्रण अनुप्रयोगों को सभी तीन नियंत्रण तत्वों की आवश्यकता नहीं होती है। पीआई और पीडी नियंत्रण जैसे संयोजन अक्सर व्यावहारिक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं।

अनुप्रयोग

PID नियंत्रक अनुप्रयोगों में निम्नलिखित शामिल हैं।

सबसे अच्छा पीआईडी ​​नियंत्रक अनुप्रयोग तापमान नियंत्रण है जहां नियंत्रक एक तापमान संवेदक के इनपुट का उपयोग करता है और इसके उत्पादन को एक प्रशंसक या हीटर जैसे नियंत्रण तत्व से संबद्ध किया जा सकता है। आमतौर पर, यह नियंत्रक तापमान नियंत्रण प्रणाली में केवल एक तत्व है। सही नियंत्रक का चयन करते समय पूरी प्रणाली की जांच की जानी चाहिए।

फर्नेस का तापमान नियंत्रण

आम तौर पर, भट्टियों का उपयोग हीटिंग को शामिल करने के लिए किया जाता है और साथ ही विशाल तापमान पर कच्चे माल की एक बड़ी मात्रा रखता है। एक विशाल द्रव्यमान को शामिल करने के लिए सामग्री पर कब्जा कर लेना सामान्य है। नतीजतन, यह एक उच्च मात्रा में जड़ता लेता है और भारी गर्मी लागू होने पर भी सामग्री का तापमान तेजी से संशोधित नहीं होता है। इस विशेषता के परिणामस्वरूप मध्यम स्थिर पीवी सिग्नल मिलता है और एफसीई या सीओ के लिए चरम परिवर्तनों के बिना गलती के लिए कुशलतापूर्वक सही करने के लिए व्युत्पन्न अवधि की अनुमति देता है।

एमपीपीटी प्रभारी नियंत्रक

एक फोटोवोल्टिक सेल का V-I विशेषता मुख्य रूप से तापमान की सीमा के साथ-साथ विकिरण पर निर्भर करता है। मौसम की स्थिति के आधार पर, वर्तमान और ऑपरेटिंग वोल्टेज लगातार बदल जाएगा। इसलिए, एक कुशल फोटोवोल्टिक प्रणाली के उच्चतम PowerPoint को ट्रैक करना बेहद महत्वपूर्ण है। PID नियंत्रक का उपयोग MPPT को खोजने के लिए PID नियंत्रक को निश्चित वोल्टेज और करंट पॉइंट देकर किया जाता है। एक बार जब मौसम की स्थिति बदल जाती है तो ट्रैकर चालू और वोल्टेज को स्थिर रखता है।

पावर इलेक्ट्रॉनिक्स का कन्वर्टर

हम जानते हैं कि कनवर्टर पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स का एक अनुप्रयोग है, इसलिए एक पीआईडी ​​नियंत्रक का उपयोग ज्यादातर कन्वर्टर्स में किया जाता है। जब भी एक कनवर्टर को लोड के भीतर परिवर्तन के आधार पर एक प्रणाली के माध्यम से संबद्ध किया जाता है, तो कनवर्टर का आउटपुट बदल जाएगा। उदाहरण के लिए, एक इन्वर्टर को भार के साथ संबद्ध किया जाता है, एक बार लोड बढ़ने पर विशाल विद्युत आपूर्ति की जाती है। इस प्रकार, वोल्टेज का पैरामीटर और साथ ही वर्तमान स्थिर नहीं है, लेकिन यह आवश्यकता के आधार पर बदल जाएगा।

इस स्थिति में, यह नियंत्रक इन्वर्टर के IGBTs को सक्रिय करने के लिए PWM सिग्नल उत्पन्न करेगा। लोड के भीतर परिवर्तन के आधार पर, PID नियंत्रक को प्रतिक्रिया संकेत प्रदान किया जाता है ताकि यह n त्रुटि उत्पन्न करे। ये सिग्नल फॉल्ट सिग्नल के आधार पर उत्पन्न होते हैं। इस स्थिति में, हम एक समान पलटनेवाला के माध्यम से परिवर्तनशील इनपुट और आउटपुट प्राप्त कर सकते हैं।

पीआईडी ​​नियंत्रक का आवेदन: ब्रशलेस डीसी मोटर के लिए बंद लूप नियंत्रण

पीआईडी ​​नियंत्रक इंटरफेसिंग

PID कंट्रोलर का डिज़ाइन और इंटरफेसिंग Arduino microcontroller का उपयोग करके किया जा सकता है। प्रयोगशाला में, Arduino आधारित PID नियंत्रक को Arduino UNO बोर्ड, इलेक्ट्रॉनिक घटकों, थर्मोइलेक्ट्रिक कूलर का उपयोग करके डिज़ाइन किया गया है, जबकि इस प्रणाली में उपयोग की जाने वाली सॉफ़्टवेयर प्रोग्रामिंग भाषाएं C या C ++ हैं। इस प्रणाली का उपयोग प्रयोगशाला के भीतर तापमान को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।

एक विशिष्ट नियंत्रक के लिए पीआईडी ​​के पैरामीटर शारीरिक रूप से पाए जाते हैं। विभिन्न पीआईडी ​​मापदंडों के कार्य को नियंत्रकों के विभिन्न रूपों के बीच बाद के विपरीत के माध्यम से लागू किया जा सकता है।
यह इंटरफेसिंग सिस्टम कुशलता से a 0.6 ℃ की त्रुटि के माध्यम से तापमान की गणना कर सकता है, जबकि एक स्थिर तापमान पसंदीदा मूल्य से बस एक छोटे अंतर के माध्यम से नियंत्रित करता है। इस प्रणाली में उपयोग की जाने वाली अवधारणाएं सस्ती और साथ ही प्रयोगशाला के भीतर एक पसंदीदा सीमा में भौतिक मापदंडों का प्रबंधन करने के लिए सटीक तकनीक प्रदान करेगी।

इस प्रकार, यह लेख पीआईडी ​​नियंत्रक के एक सिंहावलोकन पर चर्चा करता है जिसमें इतिहास, ब्लॉक आरेख, संरचना, प्रकार, काम करना, ट्यूनिंग विधियों, इंटरफेसिंग, फायदे, और अनुप्रयोग शामिल हैं। हमें उम्मीद है कि हम पीआईडी ​​नियंत्रकों के बारे में बुनियादी अभी तक सटीक ज्ञान प्रदान करने में सक्षम हैं। यहाँ आप सभी के लिए एक सरल प्रश्न है। विभिन्न ट्यूनिंग विधियों के बीच, पीआईडी ​​नियंत्रक के एक इष्टतम काम को प्राप्त करने के लिए किस विधि का उपयोग अधिमानतः किया जाता है और क्यों?

आपसे निवेदन है कि कृपया अपने जवाब नीचे कमेंट सेक्शन में दें।

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