วิธีคิดและวิธีควบคุม Temperature Controller

0

temp-control-1

สวัสดีครับ กลับมาพบกันอีกครั้งกับ EF SOCIETY วันนี้เราจะพาทุกท่านมาพบกับวิธีการควบคุมของอุปกรณ์หนึ่งที่ใช้ควบคุมอุณหภูมิ ซึ่งหากพูดถึงอุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุมอุณหภูมิ อุปกรณ์ชิ้นนั้นที่ทุกท่านคิดถึงคงหนีไม่พ้น Temperature Controller ซึ่งถูกต้องแล้วครับ!!! วันนี้เราจะมาดูวิธีการควบคุมหรือการ Control ของอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมินี้กันครับ

จุดประสงค์ของการควบคุมอุณหภูมินั้นคือการควบคุมอุณหภูมิให้อยู่ในค่าตามที่เราต้องการ ดังนั้น การรักษาเสถียรภาพของอุณหภูมิ การจัดการกับสัญญาณรบกวนต่างๆ หรือ Disturbances ถือเป็นเรื่องที่สำคัญในการควบคุมอุณหภูมิ ดังนั้น การเลือกใช้งานตัวควบคุมอุณหภูมิ ให้มีประสิทธิภาพนั้นจึงจำเป็นต้องเข้าใจถึงกระบวนการคิดและการทำงานของตัวควบคุมอุณหภูมิ ซึ่งวิธีการคิดและควบคุมมีด้วยกันหลายประเภท ดังนี้

%e0%b8%81%e0%b8%b2%e0%b8%a3%e0%b8%84%e0%b8%a7%e0%b8%9a%e0%b8%84%e0%b8%b8%e0%b8%a1-on-off-control

  • ON-OFF Control/Bang-bang Controller

เป็นกระบวนการควบคุมอุณหภูมิ แบบดังเดิม ซึ่งมักจะเกิดปัญหาในเรื่องของการเกิดค่า Overshoot หรือ Undershoot ของอุณหภูมิ โดยการใช้งานตัวควบคุมอุณหภูมิแบบ On-Off Control นั้น จำเป็นต้องมีการตั้งค่า Hysteresis ในการควบคุมด้วย

 

%e0%b8%81%e0%b8%b2%e0%b8%a3%e0%b8%84%e0%b8%a7%e0%b8%9a%e0%b8%84%e0%b8%b8%e0%b8%a1%e0%b9%81%e0%b8%9a%e0%b8%9a-p

  • P Control หรือ Proportional Control

เป็นการควบคุมระบบแบบป้อนกลับโดยใช้ตัวควบคุมแบบสัดส่วน เป็นกระบวนการควบคุมอุณหภูมิ ที่ออกแบบมาเพื่อแก้ไขปัญหาของการเกิด Overshoot หรือ Undershoot ของอุณหภูมิ แต่ก็ยังไม่สามารถเข้าสู่ค่า Set Point หรือค่าอุณหภูมิที่ต้องการได้ เนื่องจากมีการเกิด Offset Error ที่สถานะคงตัวของระบบ การควบคุมแบบนี้จะช่วยลดค่าความผิดพลาดของระบบ ซึ่งจะสามารถตอบสนองกับค่าสัญญาณความผิดพลาดอย่างทันทีทันใด

  • PID Control หรือ Proportional Integral Derivative Control

เป็นการควบคุมอย่างหนึ่งที่นิยมนำมาใช้ในการควบคุมอุณหภูมิ โดยสามารถแก้ไขปัญหาการเกิด Offset Error ที่สถานะคงตัวของระบบได้

  • Fuzzy Logic Control หรือการควบคุมแบบคลุมเครือ 

เป็นวิธีการควบคุมที่จะช่วยให้การควบคุมอุณหภูมิเข้าสู่ค่าเป้าหมาย SV ได้อย่างราบเรียบ เกิดการแกว่งของ PV ต่ำ โดยอาศัยการแบ่งช่วงการจ่ายสัญญาณเอาท์พุตออกเป็นช่วงๆ ซึ่งจะมีผลโดยตรงกับค่า Error หรือผลต่างระหว่าง Input PV กับ SV ซึ่งสามารถเป็นค่าได้ทั้งบวกและลบ เพื่อให้สามารถทำให้ระบบของการควบคุมนั้นสามารถตอบสนองต่อสัญญาณรบกวนจากภายนอกได้เป็นอย่างดี

ในการออกแบบและพัฒนาอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิในปัจจุบันนี้ได้ออกแบบให้สามารถปรับเปลี่ยนการควบคุมให้เป็นในแบบต่างๆ ได้ตามต้องการ ทำให้การใช้งานสะดวกและได้ค่าที่แม่นยำมากยิ่งขึ้น เช่นรุ่น TCN Series ของ Autonics ซึ่งรุ่นนี้สามารถปรับเปลี่ยนการควบคุมการทำงานได้หลายแบบ ไม่ว่าจะเป็นแบบ ON/OFF, P, PI, PD หรือ PID ถูกออกแบบให้มีขนาดเล็กซึ่งสามารถประหยัดพื้นที่การติดตั้งได้ประมาณ 38% แต่ถึงแม้จะออกแบบมาให้มีขนาดเล็กแต่หน้าจอแสดงผลนั้นมีขนาดใหญ่ ไฟ LED สว่าง สามารถมองเห็นค่าได้อย่างชัดเจน

วิดีโอเปิดกล่อง Temperature Controller TCN Series ของ AUTONICS

นอกจากนั้นยังมีรุ่น TK Series มีสามารถปรับเปลี่ยนการควบคุมได้ตามที่ต้องการเช่นกัน แต่รุ่นนี้ได้ถูกออกแบบมาให้มีความเร็ว High-Speed Sampling Rate สูงถึง 50ms มีฟังก์ชัน Heating & Cooling Control ซึ่งเป็นฟังก์ชันที่ควบคุมอุณหภูมิที่ร้อนและเย็นสลับกันหรือพร้อมกันได้ทำให้มีความแม่นยำและค่าที่ออกมานั้นมีความเที่ยงตรงมากยิ่งขึ้น

วิดีโอเปิดกล่อง Temperature Controller TK Series ของ AUTONICS

ทางทีม EF SOCIETY หวังว่าบทความนี้จะมีประโยชน์แก่ผู้อ่านไม่มากก็น้อย หากผู้อ่านท่านใดต้องการสามารถสอบถามเข้ามาได้เลยนะครับ วันนี้เราขอลาไปก่อน สวัสดีครับ