ປະເພດຂອງເຄື່ອງຄວບຄຸມອຸນຫະພູມິ: PID ເທືອບທຽບກັບການຄວບຄຸມ On-Off

ຂະບວນການໃນອຸດສາຫະກຳທົ່ວທັງດ້ານການຜະລິດ, HVAC, ແລະ ສະຖານທີ່ຫ້ອງທົດລອງ ພຶ່ງພາອັດຕາການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຢ່າງແນ່ນອນເພື່ອຮັບປະກັນປະສິດທິພາບທີ່ດີທີ່ສຸດ ແລະ ຄຸນນະພາບຂອງຜະລິດຕະພັນ. ການເລືອກລະບົບເຄື່ອງຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ເໝາະສົມຈະເປັນຕົວກຳນົດວ່າການດຳເນີນງານຈະຮັກສາສະພາບອຸນຫະພູມທີ່ສະເໝືອນກັນໄວ້ໄດ້ ຫຼື ຈະເກີດການປ່ຽນແປງທີ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງ ເຊິ່ງຈະສົ່ງຜົນຕໍ່ປະສິດທິພາບ. ການເຂົ້າໃຈຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ເປັນພື້ນຖານລະຫວ່າງເຕັກໂນໂລຊີເຄື່ອງຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ແຕກຕ່າງກັນຈະເປັນສິ່ງຈຳເປັນສຳລັບວິສະວະກອນ ແລະ ຜູ້ຈັດການສະຖານທີ່ທີ່ກຳລັງຊອກຫາວິທີແກ້ໄຂການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້.

ລະບົບຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ທັນສະໄໝແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດຫຼັກ ທີ່ມີຈຸດປະສົງໃນການໃຊ້ງານທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ລະບົບຄວບຄຸມແບບເປີດ-ປິດ (On-off) ໃຫ້ການປັບຕັ້ງທີ່ງ່າຍດາຍໃນຮູບແບບຖະໜິດ (binary) ສຳລັບການນຳໃຊ້ທົ່ວໄປ, ໃນຂະນະທີ່ລະບົບຄວບຄຸມ PID ໃຫ້ອັລກີຣີດີມທີ່ສັບສົນຂຶ້ນດ້ວຍການຄຳນວນແບບສຳພັນ-ອິນທີກຣັນ-ດີຣີວາທີບ (proportional-integral-derivative) ສຳລັບການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຢ່າງແນ່ນອນ. ລະບົບຄວບຄຸມອຸນຫະພູມແຕ່ລະປະເພດມີຂໍ້ດີ ແລະ ຂໍ້ຈຳກັດທີ່ເປັນເອກະລັກ ທີ່ມີຜົນຕໍ່ຄວາມເໝາະສົມຂອງມັນໃນການນຳໃຊ້ທາງອຸດສາຫະກຳທີ່ເປັນເອກະລັກ ແລະ ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.

ການເຂົ້າໃຈລະບົບຄວບຄຸມອຸນຫະພູມແບບເປີດ-ປິດ

ຫຼັກການດຳເນີນງານພື້ນຖານ

ລະບົບຄວບຄຸມອຸນຫະພູມແບບເປີດ-ປິດ (On-off) ດຳເນີນການດ້ວຍເຫດຜົນຖະໜິດ (binary logic) ທີ່ງ່າຍດາຍ ໂດຍການເປີດ ຫຼື ປິດອຸປະກອນໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ ຫຼື ອຸປະກອນເຢັນ ຢູ່ໃນອຸນຫະພູມທີ່ກຳນົດໄວ້ລ່ວງໆ. ເມື່ອອຸນຫະພູມທີ່ວັດໄດ້ຕໍ່າກວ່າຄ່າທີ່ຕັ້ງໄວ້ (setpoint), ລະບົບຄວບຄຸມຈະເປີດໃຫ້ອຸປະກອນໃຫ້ຄວາມຮ້ອນເຮັດວຽກ ຈົນເຖິງເວລາທີ່ອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນເຖິງເທິງຂອບເຂດສູງສຸດ. ວິທີການທີ່ງ່າຍດາຍນີ້ຈະສ້າງຮູບແບບການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມທີ່ເກີດຂື້ນເປັນວຟົງ (oscillates) ຖືກກຳນົດຢູ່ອ້ອມຄ່າທີ່ຕັ້ງໄວ້ (setpoint).

ອັລກີຣິດທຶມການຄວບຄຸມອີງໃສ່ເຫດຜົນຂອງ hysteresis ເພື່ອປ້ອງກັນການປ່ຽນສະຖານະຢ່າງໄວວ່າລະຫວ່າງສະຖານະເປີດ ແລະ ປິດ ເມື່ອອຸນຫະພູມຢູ່ໃກ້ກັບຄ່າທີ່ຕັ້ງໄວ້. ເຂດທີ່ບໍ່ມີການຕອບສະຫນອງ (dead band) ຫຼື ການຕັ້ງຄ່າຄວາມແຕກຕ່າງນີ້ຮັບປະກັນການເຮັດວຽກທີ່ສະຖຽນຕົນ ໂດຍຕ້ອງໃຫ້ອຸນຫະພູມປ່ຽນແປງໄປເຖິງຈຸດທີ່ກຳນົດເທົ່ານັ້ນ ຈຶ່ງຈະເກີດການປ່ຽນສະຖານະ. ເຄື່ອງຄວບຄຸມອຸນຫະພູມປະເພດ on-off ສ່ວນຫຼາຍຈະມີການຕັ້ງຄ່າ hysteresis ທີ່ສາມາດປັບໄດ້ ເພື່ອໃຫ້ເໝາະສົມກັບຄວາມຕ້ອງການຂອງການນຳໃຊ້ຕ່າງໆ ແລະ ລັກສະນະການຕອບສະຫນອງຂອງລະບົບ.

ການນຳໃຊ້ ແລະ ຂອບເຂດຄວາມສາມາດ

ເຄື່ອງຄວບຄຸມປະເພດ on-off ເຮັດວຽກໄດ້ດີເດັ່ນໃນການນຳໃຊ້ທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ມີການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມໃນລະດັບປານກາງ ແລະ ບໍ່ຕ້ອງການຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ. ລະບົບເຄື່ອງໃຫ້ຄວາມຮ້ອນໃນບ້ານ, ເຕົາອຸດສາຫະກຳທີ່ງ່າຍດາຍ, ແລະ ເຄື່ອງເຢັນທີ່ງ່າຍດາຍ ເປັນຕົ້ນ ມັກຈະນຳໃຊ້ຍຸດທະສາດການຄວບຄຸມນີ້ ເນື່ອງຈາກມີຄວາມຄຸ້ມຄ່າໃນການລົງທຶນ ແລະ ມີຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້. ຄວາມງ່າຍດາຍຂອງເຄື່ອງຄວບຄຸມອຸນຫະພູມນີ້ສົ່ງຜົນໃຫ້ຄວາມຕ້ອງການໃນການບໍາລຸງຮັກສາຕ່ຳລົງ ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເບື້ອງຕົ້ນທີ່ຕ່ຳລົງ ສຳລັບການຕິດຕັ້ງທີ່ມີງົບປະມານຈຳກັດ.

ຢ่างໃດກໍຕາມ ຄວາມເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະເກີດຂຶ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງການຄວບຄຸມແບບເປີດ-ປິດ (on-off) ຈະເຮັດໃຫ້ອຸນຫະພູມມີການປ່ຽນແປງທີ່ອາດຈະບໍ່ເໝາະສົມສຳລັບຂະບວນການທີ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວ. ການຜະລິດທີ່ມີຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ, ອຸປະກອນຫ້ອງທົດລອງ, ແລະ ການນຳໃຊ້ໃນດ້ານຢາມັກຈະຕ້ອງການຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງອຸນຫະພູມທີ່ເຂັ້ມງວດກວ່າທີ່ລະບົບຄວບຄຸມແບບເປີດ-ປິດຈະສາມາດໃຫ້ໄດ້. ການປ່ຽນແປງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງນີ້ຍັງເຮັດໃຫ້ເກີດການສຶກສາທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຕໍ່ຕົວຕິດຕັ້ງ (contactors), ລີເລ (relays), ແລະ ສ່ວນປະກອບທີ່ໃຊ້ໃນການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ, ເຊິ່ງອາດຈະນຳໄປສູ່ການເສີຍຫາຍກ່ອນເວລາອັນຄວນໃນການນຳໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການຄວາມໜັກໜາ.

PID ເຄື່ອງຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ ເຕັກໂນໂລຊີ

ວິທີການຄົ້ນຫາຂັ້ນສູງ

ລະບົບຕົວຄວບຄຸມອຸນຫະພູມແບບ Proportional-Integral-Derivative (PID) ໃຊ້ສູດຄະນິດສາດທີ່ສັບສົນເພື່ອບັນລຸການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ຖືກຕ້ອງຢ່າງເປັນພິເສດຜ່ານການປັບປຸງຜົນໄດ້ຮັບຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ສ່ວນທີ່ເປັນ Proportional (P) ຈະຕອບສະຫນອງຕໍ່ຄວາມຜິດພາດຂອງອຸນຫະພູມໃນປັດຈຸບັນ ໂດຍໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ສຳພັນກັບຄວາມຫ່າງຈາກຄ່າທີ່ຕັ້ງໄວ້ (setpoint). ສ່ວນ Integral (I) ຈະກຳຈັດຄວາມຜິດພາດທີ່ຄົງທີ່ (steady-state offset) ໂດຍການລວມຄວາມຜິດພາດເຂົ້າດ້ວຍເວລາ, ໃນຂະນະທີ່ສ່ວນ Derivative (D) ຈະຄາດເດົາທິດທາງໃນອະນາຄົດຂອງອຸນຫະພູມໂດຍອີງໃສ່ອັດຕາການປ່ຽນແປງ.

ວິທີການສາມສ່ວນນີ້ເຮັດໃຫ້ການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມເປັນໄປຢ່າງລຽບງ່າຍ ໂດຍມີການເກີນເປົ້າໝາຍ (overshoot) ແລະ ການສັ່ນຊວົນ (oscillation) ໃນລະດັບຕ່ຳສຸດ. ອຸປະກອນຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຈະຄຳນວນລະດັບຜົນໄດ້ຮັບທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເພື່ອຮັກສາຄ່າອຸນຫະພູມທີ່ຕັ້ງໄວ້ (setpoint) ແລະ ປັບຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ ຫຼື ການເຢັນລົງໃນເວລາຈິງ. ຄຸນສົມບັດການຕັ້ງຄ່າອັດຕະໂນມັດ (auto-tuning) ທີ່ມີໃນເຄື່ອງຄວບຄຸມ PID ສະໄໝໃໝ່ຈະປັບແຕ່ງອັດຕາສ່ວນ (proportional), ອັດຕາສ່ວນບູລະນາການ (integral), ແລະ ອັດຕາສ່ວນດີຣີເວທີບ (derivative) ໂດຍອັດຕະໂນມັດເພື່ອໃຫ້ເໝາະສົມກັບລັກສະນະຂອງລະບົບ ແລະ ເງື່ອນໄຂການເຮັດວຽກ (load conditions) ເປັນພິເສດ.

ປະໂຫຍດດ້ານປະສິດທິພາບທີ່ມີຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ

ລະບົບເຄື່ອງຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ PID ສະເໜີຄວາມຖືກຕ້ອງ ແລະ ຄວາມສະຖຽນທີ່ດີເລີດເມື່ອທຽບກັບທາງເລືອກທີ່ງ່າຍໆ ເຊັ່ນ: ການເປີດ-ປິດ (on-off). ການປັບປຸງຜົນໄດ້ຮັບຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຊ່ວຍຮັກສາອຸນຫະພູມໃນຊ່ວງຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ຄັບຄືນ (tight tolerances) ໂດຍທົ່ວໄປຈະບັນລຸຄວາມຖືກຕ້ອງໃນການຄວບຄຸມທີ່ ±0.1°C ຫຼືດີກວ່ານີ້ໃນລະບົບທີ່ອອກແບບມາຢ່າງດີ. ຄວາມຖືກຕ້ອງນີ້ມີຄວາມສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງຕໍ່ຂະບວນການທີ່ມີຄວາມສຳຄັນສູງ ເຊັ່ນ: ການຜະລິດເຊມີເຄີ (semiconductor manufacturing), ການບຳບັດເຄື່ອງມືທາງການແພດ (medical equipment sterilization), ແລະ ເຄື່ອງມືວິເຄາະ (analytical instrumentation) ໂດຍທີ່ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມຈະມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຄຸນນະພາບຂອງຜະລິດຕະພັນ.

ການຄວບຄຸມທີ່ລຽບງ່າຍຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຄັ່ງຕຶງທາງຄວາມຮ້ອນທີ່ເກີດຂື້ນຕໍ່ອຸປະກອນ ແລະ ຜະລິດຕະພັນ ໂດຍການກຳຈັດການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຢ່າງໄວວາທີ່ເກີດຂື້ນໃນລະບົບ on-off. ອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ໃນຫ້ອງທົດລອງ (incubators), ຫ້ອງທົດລອງສະພາບແວດລ້ອມ (environmental chambers), ແລະ ການໃຊ້ງານທີ່ຕ້ອງການຄວາມຮ້ອນທີ່ມີຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ (precision heating applications) ຈະໄດ້ຮັບປະໂຫຍດຈາກສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີຄວາມຮ້ອນທີ່ສະຖຽນຕົວ ທີ່ ເຄື່ອງຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ ເຕັກໂນໂລຊີ PID ໃຫ້. ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງອຸປະກອນທີ່ຍາວນານຂື້ນ ແລະ ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຂະບວນການທີ່ດີຂື້ນ ມັກຈະເປັນເຫດຜົນທີ່ຄຸ້ມຄ່າໃນການລົງທຶນເບື້ອງຕົ້ນທີ່ສູງຂື້ນໃນລະບົບຄວບຄຸມ PID.

ການວິເຄາະເປີຽບທຽບວິທີການຄວບຄຸມ

ລັກສະນະການປະຕິບັດ

ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ເປັນພື້ນຖານໃນປັດໃຈດ້ານຄວບຄຸມລະຫວ່າງລະບົບຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ on-off ແລະ PID ເຮັດໃຫ້ເກີດລັກສະນະການປະຕິບັດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ເຊິ່ງເໝາະສົມກັບຄວາມຕ້ອງການໃນການນຳໃຊ້ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ລະບົບຄວບຄຸມ on-off ສ້າງຮູບແບບອຸນຫະພູມທີ່ມີລັກສະນະຄືກັບຟັນເລືອຍ (sawtooth) ດ້ວຍຄວາມແຕກຕ່າງຂອງການສັ່ນສະເທືອນທີ່ສາມາດທຳนายໄດ້ ໂດຍອີງໃສ່ມວນນ້ຳໆຂອງລະບົບ ແລະ ການຕັ້ງຄ່າ hysteresis. ຄວາມຖີ່ຂອງການເປີຽນແປງຂື້ນກັບຄວາມສາມາດຂອງອົງປະກອບໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ, ລັກສະນະຄວາມຮ້ອນຂອງພາລະບັນທຸກ, ແລະ ສະພາບແວດລ້ອມ.

Bộຄວບຄຸມ PID ສາມາດບັນລຸໂປຟາຍອຸນຫະພູມທີ່ຄົງທີ່ຢ່າງເປີດເຜີຍດ້ວຍຄວາມເບິ່ງແຍງຈາກຄ່າຕັ້ງໄວ້ເລັກນີ້ຫຼັງຈາກທີ່ຖືກຕັ້ງຄ່າຢ່າງຖືກຕ້ອງ. ການປັບຄ່າອັອກເປົາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຈະຂັດຂວາງພຶດຕິກຳການປ່ຽນແປງທີ່ເກີດຂື້ນເປັນລຳດັບຂອງລະບົບຄວບຄຸມສອງສະຖານະ (binary), ສົ່ງຜົນໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມທີ່ລຽບງ່າຍ ແລະ ການດຳເນີນງານທີ່ຄົງທີ່. ເວລາທີ່ຕອບສະຫນອງຕໍ່ການປ່ຽນແປງຄ່າຕັ້ງໄວ້ມັກຈະໄວຂື້ນກັບລະບົບ PID ເນື່ອງຈາກຄວາມສາມາດໃນການໃຊ້ອັອກເປົາສູງສຸດເມື່ອມີຄວາມຜິດພາດດ້ານອຸນຫະພູມໃຫຍ່ ແລະ ລົດລົງພະລັງງານຢ່າງຊ້າໆ ເມື່ອເຂົ້າໃກ້ຄ່າຕັ້ງໄວ້.

ຄວາມ ພິຈາລະນາ ດ້ານ ເສດຖະກິດ

ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການລົງທຶນເບື້ອງຕົ້ນຈະເອື້ອອຳນວຍໃຫ້ແກ່ລະບົບຄວບຄຸມອຸນຫະພູມປະເພດ on-off ເນື່ອງຈາກອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ງ່າຍດາຍກວ່າ ແລະ ຈຳນວນອຸປະກອນທີ່ໜ້ອຍກວ່າ. ເຄື່ອງວັດແທກອຸນຫະພູມທົ່ວໄປ ແລະ ວົງຈອນການປ່ຽນແປງທີ່ງ່າຍດາຍມີລາຄາຖືກກວ່າຫຼາຍເທົ່າເທີຍກັບບໍ່ລະບົບຄວບຄຸມ PID ທີ່ສັບສົນ ທີ່ມີອັລກົຣິດີມທີ່ອີງໃສ່ໄມໂຄຣໂປເຊສເຊີ ແລະ ຈໍສະແດງຜົນທີ່ທັນສະໄໝ. ຄວາມສັບສົນໃນການຕິດຕັ້ງຍັງຕ່ຳກວ່າສຳລັບລະບົບ on-off, ສົ່ງຜົນໃຫ້ເວລາໃນການຕິດຕັ້ງຫຼຸດລົງ ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການເລີ່ມຕົ້ນລະບົບສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ງ່າຍດາຍ.

ຢ่างໃດກໍຕາມ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດຳເນີນງານໃນໄລຍະຍາວອາດຈະເອື້ອອຳນວຍຕໍ່ການນຳໃຊ້ຄອນໂທລເລີອຸນຫະພູມ PID ໃນການນຳໃຊ້ທີ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ພະລັງງານ. ການຄອນໂທລທີ່ເຮັດໄດ້ຢ່າງລຽບເລືອງ ແລະ ການປັບປຸງທີ່ຫຼຸດລົງຈະຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍພະລັງງານທີ່ເກີດຈາກການເກີນຄ່າເປົ້າໝາຍ (overshoot) ແລະ ຄວາມບໍ່ມີປະສິດທິພາບທາງດ້ານອຸນຫະພູມ. ການຫຼຸດລົງຂອງການສຶກສາເຖິງອຸປະກອນປັບປຸງ ແລະ ສ່ວນປະກອບທີ່ໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການບໍາຮຸງຮັກສາໃນໄລຍະເວລາທັງໝົດຂອງລະບົບ, ໃນຂະນະທີ່ການຄອນໂທລຂະບວນການທີ່ດີຂຶ້ນອາດຈະຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍຜະລິດຕະພັນ ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການເຮັດໃໝ່ໃນການນຳໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການຄຸນນະພາບສູງ.

ມາດຕະການການເລືອກ ແລະ ຄຳແນະນຳການນຳໃຊ້

ການປະເມີນຄວາມຕ້ອງການຂອງຂະບວນການ

ການເລືອກປະເພດຂອງຕົວຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ເໝາະສົມ ຕ້ອງມີການປະເມີນຢ່າງລະອຽດຕໍ່ຄວາມຕ້ອງການໃນດ້ານຄວາມທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມຂອງຂະບວນການ, ຂໍ້ກຳນົດເວລາຕອບສະຫນອງ, ແລະ ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ໃຊ້ງານ. ການນຳໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການຄວາມສະຖຽນຂອງອຸນຫະພູມໃນລະດັບ ±1°C ຫຼື ແຄບກວ່ານີ້ ມັກຈະຕ້ອງໃຊ້ລະບົບຄວບຄຸມ PID ເພື່ອບັນລຸຜົນການທີ່ຍອມຮັບໄດ້. ຂະບວນການທີ່ມີເວລາຕອບສະຫນອງດ້ານອຸນຫະພູມຊ້າ ອາດຈະເຮັດວຽກໄດ້ດີພໍດ້ວຍຕົວຄວບຄຸມປະເພດ on-off ຖ້າຄວາມເຄື່ອນໄຫວທຳມະຊາດດ້ານອຸນຫະພູມ (thermal inertia) ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມໄດ້ຢ່າງພໍສົມຄວນ.

ລັກສະນະຂອງໄຟຟ້າທີ່ເຄື່ອນໄຫວ (Load characteristics) ມີອິດທິພົວຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ປະສິດທິພາບຂອງຕົວຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ ແລະ ການμຕັດສິນໃຈໃນການເລືອກ. ລະບົບທີ່ມີມວນສານຄວາມຮ້ອນໃຫຍ່ (Large thermal mass systems) ຈະຕອບສະຫນອງຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນໄດ້ຊ້າ, ດັ່ງນັ້ນອາດຈະເໝາະສົມກັບການຄວບຄຸມປະເພດ on-off ເຖິງແມ່ນວ່າຈະເປັນການປ່ຽນແປງແບບທວີຄູນ (binary switching). ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການນຳໃຊ້ທີ່ມີມວນສານຄວາມຮ້ອນຕ່ຳ (low thermal mass applications) ທີ່ຕອບສະຫນອງຕໍ່ອຸນຫະພູມໄດ້ໄວ ຈະຕ້ອງການການຄວບຄຸມທີ່ເລືອກແບບລຽບງ່າຍຂອງລະບົບ PID ເພື່ອປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເກີດການເກີນຄວາມຮ້ອນ (overshoot) ແລະ ການປ່ຽນແປງຢ່າງຮຸນແຮງ (cycling) ເຊິ່ງອາດຈະເຮັດໃຫ້ຜະລິດຕະພັນ ຫຼື ຂະບວນການເສຍຫາຍ.

ປັດໄຈການບໍລະຈຸລະບົບ

ລະບົບອັດຕະໂນມັດສຳລັບອຸດສາຫະກຳທີ່ທັນສະໄໝ ມີຄວາມຕ້ອງການເພີ່ມຂື້ນເລື້ອຍໆ ສຳລັບອິນເຕີເຟດຂອງຕົວຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ຊັ້ນສູງ ເຊິ່ງສາມາດສື່ສານຜ່ານເຄືອຂ່າຍ, ບັນທຶກຂໍ້ມູນ, ແລະ ມີຄວາມສາມາດໃນການຕິດຕາມຈາກໄລຍະໄກ. ຕົວຄວບຄຸມ PID ມັກຈະມີທາງເລືອກການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ທັນສະໄໝ ລວມທັງ Ethernet, Modbus, ແລະ ໂປໂຕຄອນອຸດສາຫະກຳອື່ນໆ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການບໍລະຈຸເຂົ້າກັບລະບົບຄວບຄຸມການເບິ່ງແຍງ (supervisory control systems) ເກີດຂື້ນຢ່າງລຽບງ່າຍ. ຟັງຊັ່ນການເຕືອນ, ການບັນທຶກແນວໂນ້ມ (trend recording), ແລະ ຄຸນລັກສະນະການວິເຄາະບັນຫາ (diagnostic features) ຊ່ວຍສະໜັບສະໜູນໂປຣແກຣມການບໍາຮັກທີ່ຄາດການໄດ້ (predictive maintenance programs) ແລະ ຂໍ້ກຳນົດດ້ານການຮັບປະກັນຄຸນນະພາບ.

ລະບົບຕົວຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ງ່າຍດາຍເຊິ່ງເປີດ-ປິດ ອາດຈະພໍໃຈສຳລັບການນຳໃຊ້ດ້ວຍຕົວເອງທີ່ມີຄວາມຕ້ອງການດ້ານການບູລະນາການທີ່ຕ່ຳ. ແຕ່ວ່າ, ການເນັ້ນໃນຫຼັກການຂອງອຸດສາຫະກຳ 4.0 ແລະ ຄວາມຄິດຮິເລີ່ມດ້ານການຜະລິດອັດຈະລິຍະນີ້ ໄດ້ເຮັດໃຫ້ຕົວຄວບຄຸມທີ່ມີປັນຍາ ແລະ ມີຄວາມສາມາດໃນການສື່ສານຢ່າງຮຽບຮ້ອຍ ເປັນທີ່ນິຍົມ. ຄວາມສາມາດໃນການເກັບຂໍ້ມູນດ້ານປະສິດທິພາບ, ຕິດຕາມການບໍລິໂພກພະລັງງານ, ແລະ ສະເໜີການເຂົ້າເຖິງໄດ້ຈາກໄລຍະທາງໄກ ໃນເວລາສ່ວນຫຼາຍຈະເຮັດໃຫ້ການລົງທຶນເພີ່ມເຕີມໃນເຕັກໂນໂລຊີຕົວຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຂັ້ນສູງ ມີຄວາມຄຸ້ມຄ່າສຳລັບການດຳເນີນງານທີ່ມີມຸມມອງໄປຂ້າງໆ.

ການປະສົມປະສານແລະວິທີການທີ່ດີທີ່ສຸດ

ການພິຈາລະນາການຕິດຕັ້ງ

ການຈັດຕັ້ງສະຖານທີ່ຂອງເຊັນເຊີ ແລະ ວິທີການເຊື່ອມຕໍ່ລວມທັງການເດີນໄຟຢ່າງຖືກຕ້ອງ ແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍຕໍ່ການປະຕິບັດງານຂອງເຄື່ອງຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຢ່າງເຊື່ອຖືໄດ້ ໂດຍບໍ່ຄຳນຶງເຖິງອັລກົຣິດີມທີ່ໃຊ້ໃນການຄວບຄຸມ. ເຊັນເຊີຄວນຈັດຕັ້ງໃຫ້ຢູ່ໃນສະຖານທີ່ທີ່ສາມາດສະແດງອຸນຫະພູມຂອງສື່ທີ່ຄວບຄຸມ ຫຼື ສິ່ງແວດລ້ອມໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ ໂດຍຫຼີກເວັ້ນບໍລິເວນທີ່ມີການລົມຜ່ານ ຮັງສີຄວາມຮ້ອນໂດຍກົງຈາກອຸປະກອນໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ ຫຼື ມີຄວາມແຕກຕ່າງດ້ານອຸນຫະພູມ (thermal gradients) ທີ່ອາດຈະເຮັດໃຫ້ການອ່ານຄ່າບໍ່ເສຖຽນ. ຄວາມເລິກທີ່ເໝາະສົມໃນການຈຸ່ມເຊັນເຊີລົງໃນຂອງເຫຼວ ແລະ ການຕິດຕໍ່ທາງຄວາມຮ້ອນທີ່ດີພໍໃນການນຳໃຊ້ກັບວັດຖຸແຂງ ຈະຮັບປະກັນຄວາມຖືກຕ້ອງໃນການວັດແທກອຸນຫະພູມ.

ການຮີດສະເຄັດທາງໄຟຟ້າສາມາດສົ່ງຜົນຕໍ່ຄວາມຖືກຕ້ອງ ແລະ ຄວາມສະຖຽນຂອງເຄື່ອງຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຢ່າງມີນັກ, ໂດຍເປີດເຜີຍເປັນພິເສດໃນສະພາບແວດລ້ອມທາງອຸດສາຫະກຳທີ່ມີອຸປະກອນຂັບເຄື່ອນຄວາມຖີ່ປ່ຽນແປງ, ອຸປະກອນການເຊື່ອມຕໍ່, ແລະ ອຸປະກອນປ່ຽນແປງໄຟຟ້າກຳລັງສູງ. ກາບເຊີນເຊີທີ່ມີການປ້ອງກັນ, ວິທີການຕໍ່ດິນທີ່ຖືກຕ້ອງ, ແລະ ການແຍກທາງຮ່າງກາຍຈາກແຫຼ່ງເສຽງຊ່ວຍຮັກສາຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງສັນຍານ. ບາງຮູບແບບຂອງເຄື່ອງຄວບຄຸມອຸນຫະພູມມີຄຸນສົມບັດການກັ້ນສັນຍານ ແລະ ການປ້ອງກັນເສຽງທີ່ຝັງຢູ່ໃນຕົວເຄື່ອງ ເຊິ່ງຊ່ວຍປັບປຸງປະສິດທິພາບໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີຄວາມເຄື່ອນໄຫວທາງໄຟຟ້າ-ແມ່ເຫຼັກທີ່ທ້າທາຍ.

ການຕິດຕັ້ງ ແລະ ການປັບປຸງ

ຂະບວນການເລີ່ມຕົ້ນເຄື່ອງຄວບຄຸມອຸນຫະພູມໃນເບື້ອງຕົ້ນຄວນປະກອບດ້ວຍການກວດສອບການປັບຄ່າຢ່າງລະອອງ ແລະ ການວິເຄາະລັກສະນະການຕອບສະຫນອງຂອງລະບົບ. ເຄື່ອງຄວບຄຸມ PID ຕ້ອງໄດ້ຮັບການປັບຄ່າຢ່າງເໝາະສົມເພື່ອບັນລຸປະສິດທິພາບທີ່ດີທີ່ສຸດ, ໂດຍຄຸນສົມບັດການປັບຄ່າອັດຕະໂນມັດຈະໃຫ້ຈุดເລີ່ມຕົ້ນສຳລັບການປັບຄ່າພາລາມິເຕີ. ການປັບຄ່າດ້ວຍມືອາດຈະຈຳເປັນເພື່ອປັບໃຫ້ເຂົ້າກັບຄວາມຕ້ອງການຂອງຂະບວນການເປັນພິເສດ ຫຼື ລັກສະນະການເຄື່ອນໄຫວທີ່ບໍ່ປົກກະຕິຂອງລະບົບ ທີ່ອັລກົຣິດີມອັດຕະໂນມັດບໍ່ສາມາດຈັດການໄດ້ຢ່າງເຕັມທີ່.

ເອກະສານທີ່ບັນທຶກການຕັ້ງຄ່າຂອງຕົວຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ, ຂໍ້ມູນການປັບຄ່າໃຫ້ຖືກຕ້ອງ, ແລະ ມາດຕະຖານການປະຕິບັດງານ ເປັນປະໂຫຍດຕໍ່ການບໍາຮັກສາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ແລະ ການແກ້ໄຂບັນຫາ. ການກວດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງເຊັນເຊີ, ການປັບຄ່າໃຫ້ຖືກຕ້ອງຂອງຕົວຄວບຄຸມ, ແລະ ລັກສະນະການຕອບສະຫນອງຂອງລະບົບຢ່າງເປັນປະຈຳ ຊ່ວຍໃນການປະເມີນບັນຫາທີ່ອາດເກີດຂຶ້ນກ່ອນທີ່ຈະສົ່ງຜົນຕໍ່ຄຸນນະພາບຂອງຂະບວນການ. ການຈັດຕັ້ງແຜນບໍາຮັກສາເປັນປະຈຳ ແລະ ວິທີການຕິດຕາມການປະຕິບັດງານຈະເຮັດໃຫ້ຕົວຄວບຄຸມອຸນຫະພູມມີຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ສູງສຸດ ແລະ ຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານໄດ້ຍາວນານ ໃນທຸກໆປະເພດຂອງລະບົບຄວບຄຸມ.

ຄຳຖາມທີ່ຖາມບໍ່ຍາກ

ປັດໄຈໃດທີ່ກຳນົດວ່າຕົວຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ PID ຫຼື ຕົວຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ on-off ເໝາະສົມກັບການນຳໃຊ້ຂອງຂ້ອຍຫຼາຍທີ່ສຸດ

ການເລືອกระຫວ່າງ PID ແລະ ການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມແບບ on-off ຂຶ້ນຢູ່ເປັນສ່ວນໃຫຍ່ກັບຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງອຸນຫະພູມທີ່ທ່ານຕ້ອງການ, ຊ່ວງຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ຍອມຮັບໄດ້, ແລະ ຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງຂະບວນການ. ການນຳໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການຄວາມສະຖຽນຂອງອຸນຫະພູມໃນລະດັບ ±1°C ໂດຍທົ່ວໄປຈະຕ້ອງໃຊ້ຕົວຄວບຄຸມ PID, ໃນຂະນະທີ່ຂະບວນການທີ່ສາມາດຮັບເອົາຄວາມແຕກຕ່າງ ±5°C ຫຼື ຫຼາຍກວ່ານີ້ອາດຈະເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງເໝາະສົມດ້ວຍການຄວບຄຸມແບບ on-off. ຕ້ອງພິຈາລະນາມວນລະສານຄວາມຮ້ອນຂອງລະບົບ, ຄວາມຕ້ອງການເວລາຕອບສະໜອງ, ແລະ ວ່າການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມເປັນວຟັງອາດຈະເຮັດໃຫ້ຜະລິດຕະພັນເສຍຫາຍ ຫຼື ສົ່ງຜົນຕໍ່ຄຸນນະພາບ. ຕົວຄວບຄຸມ PID ແມ່ນຈຳເປັນສຳລັບຂະບວນການທີ່ຕ້ອງການຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ, ໃນຂະນະທີ່ລະບົບ on-off ຈະເຮັດວຽກໄດ້ດີໃນການນຳໃຊ້ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ ແລະ ການເຢັນພື້ນຖານທີ່ບໍ່ຕ້ອງການການຮັກສາອຸນຫະພູມຢ່າງແນ່ນອນ.

ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຕິດຕັ້ງລະຫວ່າງລະບົບຕົວຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ PID ແລະ on-off ເປັນແນວໃດ

ເຄື່ອງຄວບຄຸມອຸນຫະພູມແບບເປີດ-ປິດ ມັກຈະມີຕົ້ນທຶນເບື້ອງຕົ້ນຕ່ຳກວ່າ ເນື່ອງຈາກເຄື່ອງໄຟຟ້າທີ່ງ່າຍຂຶ້ນ ແລະ ຄວາມສັບສົນຂອງຊິ້ນສ່ວນທີ່ໜ້ອຍລົງ. ລະບົບເປີດ-ປິດທີ່ງ່າຍໆ ອາດຈະຖືກກວ່າ 50-70% ເມື່ອທຽບກັບເຄື່ອງຄວບຄຸມ PID ທີ່ຄ້າຍຄືກັນ. ແຕ່ວ່າ, ຄວາມສັບສົນໃນການຕິດຕັ້ງ, ຂໍ້ກຳນົດການເຊື່ອມຕໍ່ລວມທັງຂໍ້ກຳນົດຂອງເຊັນເຊີ ມັກຈະຄ້າຍຄືກັນລະຫວ່າງທັງສອງປະເພດ. ລະບົບ PID ອາດຈະຕ້ອງໃຊ້ເວລາເພີ່ມເຕີມໃນການຕັ້ງຄ່າເພື່ອປັບຄ່າພາລາມິເຕີ ແຕ່ຈະມີຄຸນສົມບັດທີ່ທັນສະໄໝກວ່າເຊັ່ນ: ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ການສື່ສານ ແລະ ການບັນທຶກຂໍ້ມູນ. ການປະເມີນຄ່າຕົ້ນທຶນທັງໝົດໃນການເປັນເຈົ້າຂອງ (TCO) ຄວນພິຈາລະນາປະໂຫຍດໃນດ້ານການດຳເນີນງານໃນໄລຍະຍາວ ເຊັ່ນ: ປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານ, ການບໍາຮຸ້ງຮັກສາທີ່ໜ້ອຍລົງ ແລະ ການຄວບຄຸມຂະບວນການທີ່ດີຂຶ້ນ ແທນທີ່ຈະພິຈາລະນາເພີ່ງຄ່າຊື້ເບື້ອງຕົ້ນເທົ່ານັ້ນ.

ລະບົບຄວບຄຸມອຸນຫະພູມແບບເປີດ-ປິດທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ ສາມາດອັບເກຣດເປັນການຄວບຄຸມ PID ໄດ້ຫຼືບໍ?

ການຕິດຕັ້ງຄອນໂທລເລີ້ ອຸນຫະພູມປະເພດ on-off ສ່ວນຫຼາຍສາມາດອັບເກຣດໄປເປັນການຄອນໂທລ PID ໄດ້ດ້ວຍການປ່ຽນແປງລະດັບປານກາງຕໍ່ລະບົບທີ່ມີຢູ່. ການອັບເກຣດດັ່ງກ່າວມັກຈະຕ້ອງປ່ຽນໆຫົວຄອນໂທລເລີ້ ແຕ່ຮັກສາເຊັນເຊີ, ເຄັບເລີ, ແລະອຸປະກອນໃຫ້ຄວາມຮ້ອນທີ່ມີຢູ່ເດີມໄວ້ໃນຫຼາຍໆກໍລະນີ. ເຖີງຢ່າງໃດກໍຕາມ, ບາງການນຳໃຊ້ອາດຈະໄດ້ຮັບປະໂຫຍດຈາກການອັບເກຣດເຊັນເຊີເພື່ອບັນລຸຄວາມຖືກຕ້ອງທີ່ສູງຂຶ້ນ ເຊິ່ງລະບົບ PID ສາມາດໃຫ້ໄດ້. ຜົນໄດ້ຮັບຈາກ relay ປະເພດ solid-state ມັກຈະເປັນທີ່ຕ້ອງການຫຼາຍຂຶ້ນສຳລັບລະບົບ PID ເມື່ອທຽບກັບ contactor ເຄື່ອງຈັກທີ່ໃຊ້ໃນການຄອນໂທລ on-off. ຕ້ອງປະເມີນວ່າສ່ວນປະກອບຂອງລະບົບທີ່ມີຢູ່ເດີມສາມາດຮັບມືກັບການປັບຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ (continuous modulation) ທີ່ຄອນໂທລ PID ໃຫ້ໄດ້ ຫຼືບໍ່ ແທນທີ່ຈະເປັນການປ່ຽນສະຫຼັບງ່າຍໆລະຫວ່າງ on ແລະ off ເທົ່ານັ້ນ.

ມີຄວາມແຕກຕ່າງດ້ານການບໍາລຸງຮັກສາລະຫວ່າງຄອນໂທລເລີ້ອຸນຫະພູມປະເພດ PID ແລະ on-off ຢ່າງໃດ?

ເຄື່ອງຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ເຮັດວຽກແບບເປີດ-ປິດ (On-off) ມັກຈະຕ້ອງໄດ້ຮັບການບໍາລຸງຮັກສາຢ່າງເປັນປະຈຳຫຼາຍຂຶ້ນສຳລັບອຸປະກອນທີ່ເຮັດວຽກແບບປ່ຽນສະຖານະ (switching components) ເຊັ່ນ: contactors ແລະ relays ເນື່ອງຈາກການເຮັດວຽກຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ການປ່ຽນສະຖານະຊ້ຳໆກັນນີ້ເຮັດໃຫ້ເກີດການສຶກຫຼຸດ (wear) ຂອງສ່ວນປະກອບທີ່ເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະຕ້ອງຖືກປ່ຽນແທນທຸກໆບໍ່ກີ່ຄື່ງຫຼືສີ່ປີ ຂື້ນກັບຄວາມຖີ່ຂອງການປ່ຽນສະຖານະ ແລະ ລັກສະນະຂອງພາລະບານ (load characteristics). ເຄື່ອງຄວບຄຸມ PID ທີ່ໃຊ້ອັອກເປີທີ່ເປັນ solid-state ມັກຈະມີຄວາມຕ້ອງການດ້ານການບໍາລຸງຮັກສາອຸປະກອນປ່ຽນສະຖານະຕ່ຳກວ່າ ແຕ່ອາດຈະຕ້ອງໄດ້ຮັບການກວດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການຕັ້ງຄ່າ (calibration verification) ແລະ ການປັບປຸງຄ່າພາລາມິເຕີ (parameter optimization) ໃນໄລຍະເວລາທີ່ກຳນົດ. ເຄື່ອງຄວບຄຸມທັງສອງປະເພດນີ້ຕ້ອງໄດ້ຮັບການກວດສອບການຕັ້ງຄ່າຂອງ sensor ເປັນປະຈຳ, ແຕ່ລະບົບ PID ອາດຈະມີຄວາມອ່ອນໄຫວຫຼາຍຂຶ້ນຕໍ່ການເບື່ອນຂອງ sensor (sensor drift) ເນື່ອງຈາກຄວາມຕ້ອງການດ້ານຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ. ໂດຍລວມແລ້ວ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດ້ານການບໍາລຸງຮັກສາມັກຈະຕ່ຳກວ່າສຳລັບລະບົບ PID ເຖິງແມ່ນວ່າຈະມີຄວາມສັບສົນຫຼາຍຂຶ້ນ.