PID కంట్రోలర్ అంటే ఏమిటి: వర్కింగ్ & దాని అప్లికేషన్స్

పేరు సూచించినట్లుగా, ఈ వ్యాసం PID కంట్రోలర్ యొక్క నిర్మాణం మరియు పని గురించి ఖచ్చితమైన ఆలోచన ఇవ్వబోతోంది. అయితే వివరాల్లోకి వెళితే, పిఐడి కంట్రోలర్‌ల గురించి పరిచయం చేద్దాం. పారిశ్రామిక ప్రక్రియ నియంత్రణ కోసం విస్తృత శ్రేణి అనువర్తనాలలో PID కంట్రోలర్లు కనిపిస్తాయి. క్లోజ్డ్-లూప్ ఆపరేషన్లలో సుమారు 95% పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్ సెక్టార్ యూజ్ పిఐడి కంట్రోలర్స్. PID అంటే అనుపాత-సమగ్ర-ఉత్పన్నం. ఈ మూడు కంట్రోలర్‌లు నియంత్రణ సిగ్నల్‌ను ఉత్పత్తి చేసే విధంగా కలుపుతారు. ఫీడ్‌బ్యాక్ కంట్రోలర్‌గా, ఇది నియంత్రణ అవుట్‌పుట్‌ను కావలసిన స్థాయిలో అందిస్తుంది. మైక్రోప్రాసెసర్‌లను కనిపెట్టడానికి ముందు, అనలాగ్ ఎలక్ట్రానిక్ భాగాల ద్వారా PID నియంత్రణ అమలు చేయబడింది. కానీ నేడు అన్ని పిఐడి కంట్రోలర్‌లను మైక్రోప్రాసెసర్‌లు ప్రాసెస్ చేస్తాయి. ప్రోగ్రామబుల్ లాజిక్ కంట్రోలర్లు అంతర్నిర్మిత PID నియంత్రిక సూచనలను కూడా కలిగి ఉంటుంది. PID కంట్రోలర్ల యొక్క వశ్యత మరియు విశ్వసనీయత కారణంగా, ఇవి సాంప్రదాయకంగా ప్రాసెస్ కంట్రోల్ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడతాయి.

PID కంట్రోలర్ అంటే ఏమిటి?

PID అనే పదం అనుపాత సమగ్ర ఉత్పన్నం మరియు పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో ఒత్తిడి, ప్రవాహం, ఉష్ణోగ్రత మరియు వేగం వంటి విభిన్న ప్రాసెస్ వేరియబుల్స్‌ను నియంత్రించడానికి ఉపయోగించే ఒక రకమైన పరికరం. ఈ నియంత్రికలో, అన్ని ప్రాసెస్ వేరియబుల్స్‌ను నియంత్రించడానికి కంట్రోల్ లూప్ ఫీడ్‌బ్యాక్ పరికరం ఉపయోగించబడుతుంది.

ఈ రకమైన నియంత్రణ వ్యవస్థను ఒక ఆబ్జెక్టివ్ స్థానం దిశలో నడిపించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ కోసం దాదాపు ప్రతిచోటా ఉంది మరియు శాస్త్రీయ ప్రక్రియలు, ఆటోమేషన్ & అనేక రసాయనాలలో ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ నియంత్రికలో, క్లోజ్డ్-లూప్ ఫీడ్‌బ్యాక్ ఆబ్జెక్టివ్‌కు దగ్గరగా ఉన్న పద్ధతి నుండి నిజమైన అవుట్‌పుట్‌ను నిర్వహించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, లేకపోతే వీలైతే ఫిక్సే పాయింట్ వద్ద అవుట్పుట్ చేయండి. ఈ వ్యాసంలో, P, I & D వంటి వాటిలో ఉపయోగించే కంట్రోల్ మోడ్‌లతో PID కంట్రోలర్ డిజైన్ చర్చించబడింది.

చరిత్ర

PID నియంత్రిక యొక్క చరిత్ర ఏమిటంటే, 1911 సంవత్సరంలో, మొదటి PID నియంత్రికను ఎల్మెర్ స్పెర్రీ అభివృద్ధి చేశారు. ఆ తరువాత, టిఐసి (టేలర్ ఇన్స్ట్రుమెంటల్ కంపెనీ) 1933 లో పూర్తిగా ట్యూన్ చేయదగిన మాజీ న్యూమాటిక్ కంట్రోలర్‌ను అమలు చేసింది. కొన్ని సంవత్సరాల తరువాత, కంట్రోల్ ఇంజనీర్లు అనుపాత నియంత్రికలలో కనిపించే స్థిరమైన స్థితి యొక్క లోపాన్ని తొలగించారు, లోపం సున్నా కానంత వరకు ముగింపును కొంత తప్పుడు విలువకు తిరిగి ఇవ్వడం ద్వారా.

ఈ రీటూనింగ్‌లో అనుపాత-సమగ్ర నియంత్రిక అని పిలువబడే లోపం ఉంది. ఆ తరువాత, 1940 సంవత్సరంలో, ఓవర్‌షూటింగ్ సమస్యలను తగ్గించడానికి ఉత్పన్న చర్య ద్వారా మొదటి న్యూమాటిక్ పిఐడి కంట్రోలర్ అభివృద్ధి చేయబడింది.

1942 లో, జిగ్లెర్ & నికోలస్ ఇంజనీర్లు PID కంట్రోలర్‌లకు తగిన పారామితులను కనుగొని సెట్ చేయడానికి ట్యూనింగ్ నియమాలను ప్రవేశపెట్టారు. చివరికి, ఆటోమేటిక్ పిఐడి కంట్రోలర్లు 1950 మధ్యలో పరిశ్రమలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడ్డాయి.

PID కంట్రోలర్ బ్లాక్ రేఖాచిత్రం

PID కంట్రోలర్ వంటి క్లోజ్డ్-లూప్ సిస్టమ్‌లో ఫీడ్‌బ్యాక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్ ఉంటుంది. ఈ వ్యవస్థ లోపం సంకేతాన్ని రూపొందించడానికి స్థిర బిందువును ఉపయోగించి చూడు వేరియబుల్‌ను అంచనా వేస్తుంది. దాని ఆధారంగా, ఇది సిస్టమ్ అవుట్‌పుట్‌ను మారుస్తుంది. లోపం సున్నాకి చేరే వరకు ఈ విధానం కొనసాగుతుంది లేకపోతే చూడు వేరియబుల్ యొక్క విలువ స్థిర బిందువుకు సమానం అవుతుంది.

ఈ నియంత్రిక ఆన్ / ఆఫ్ రకం నియంత్రికతో పోలిస్తే మంచి ఫలితాలను అందిస్తుంది. ఆన్ / ఆఫ్ రకం నియంత్రికలో, వ్యవస్థను నిర్వహించడానికి కేవలం రెండు షరతులు పొందవచ్చు. ప్రాసెస్ విలువ స్థిర బిందువు కంటే తక్కువగా ఉంటే, అది ఆన్ అవుతుంది. అదేవిధంగా, విలువ స్థిర విలువ కంటే ఎక్కువగా ఉంటే అది ఆఫ్ అవుతుంది. ఈ రకమైన నియంత్రికలో అవుట్పుట్ స్థిరంగా లేదు మరియు ఇది స్థిర బిందువు యొక్క ప్రాంతంలో తరచుగా ing పుతుంది. అయినప్పటికీ, ఈ నియంత్రిక ON / OFF రకం నియంత్రికతో పోలిస్తే మరింత స్థిరంగా మరియు ఖచ్చితమైనది.

PID నియంత్రిక యొక్క పని

PID కంట్రోలర్ యొక్క పని

తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన సాధారణ ఆన్-ఆఫ్ కంట్రోలర్ వాడకంతో, పూర్తిగా ఆన్ లేదా పూర్తిగా ఆఫ్ వంటి రెండు నియంత్రణ రాష్ట్రాలు మాత్రమే సాధ్యమవుతాయి. పరిమిత నియంత్రణ అనువర్తనం కోసం ఇది ఉపయోగించబడుతుంది, ఇక్కడ నియంత్రణ లక్ష్యం కోసం ఈ రెండు నియంత్రణ రాష్ట్రాలు సరిపోతాయి. అయితే ఈ నియంత్రణ యొక్క డోలనం చేసే స్వభావం దాని వినియోగాన్ని పరిమితం చేస్తుంది మరియు అందువల్ల దీనిని PID కంట్రోలర్లు భర్తీ చేస్తున్నారు.

క్లోజ్డ్-లూప్ ఆపరేషన్ల ద్వారా ప్రాసెస్ వేరియబుల్ మరియు సెట్ పాయింట్ / కావలసిన అవుట్పుట్ మధ్య సున్నా లోపం ఉన్నట్లుగా PID కంట్రోలర్ అవుట్పుట్ను నిర్వహిస్తుంది. PID క్రింద వివరించిన మూడు ప్రాథమిక నియంత్రణ ప్రవర్తనలను ఉపయోగిస్తుంది.

పి- కంట్రోలర్

అనుపాత లేదా పి-కంట్రోలర్ ప్రస్తుత లోపం ఇ (టి) కు అనులోమానుపాతంలో ఉన్న అవుట్‌పుట్‌ను ఇస్తుంది. ఇది కావలసిన లేదా సెట్ పాయింట్‌ను వాస్తవ విలువ లేదా ఫీడ్‌బ్యాక్ ప్రాసెస్ విలువతో పోలుస్తుంది. ఫలిత లోపం అవుట్పుట్ పొందడానికి అనుపాత స్థిరాంకంతో గుణించబడుతుంది. లోపం విలువ సున్నా అయితే, ఈ నియంత్రిక అవుట్పుట్ సున్నా.

పి-కంట్రోలర్

ఈ నియంత్రికకు ఒంటరిగా ఉపయోగించినప్పుడు పక్షపాతం లేదా మాన్యువల్ రీసెట్ అవసరం. ఎందుకంటే ఇది ఎప్పుడూ స్థిరమైన స్థితికి చేరుకోదు. ఇది స్థిరమైన ఆపరేషన్‌ను అందిస్తుంది, కానీ ఎల్లప్పుడూ స్థిరమైన-స్థితి లోపాన్ని నిర్వహిస్తుంది. దామాషా స్థిరాంకం Kc పెరిగినప్పుడు ప్రతిస్పందన వేగం పెరుగుతుంది.

పి-కంట్రోలర్ ప్రతిస్పందన

ఐ-కంట్రోలర్

ప్రాసెస్ వేరియబుల్ మరియు సెట్ పాయింట్ మధ్య ఆఫ్‌సెట్ ఎల్లప్పుడూ ఉన్న పి-కంట్రోలర్ యొక్క పరిమితి కారణంగా, ఐ-కంట్రోలర్ అవసరం, ఇది స్థిరమైన-స్టేట్ లోపాన్ని తొలగించడానికి అవసరమైన చర్యను అందిస్తుంది. లోపం విలువ సున్నాకి చేరుకునే వరకు ఇది కొంతకాలం లోపాన్ని అనుసంధానిస్తుంది. ఇది లోపం సున్నాగా మారే తుది నియంత్రణ పరికరానికి విలువను కలిగి ఉంటుంది.

పిఐ కంట్రోలర్

ప్రతికూల లోపం జరిగినప్పుడు సమగ్ర నియంత్రణ దాని ఉత్పత్తిని తగ్గిస్తుంది. ఇది ప్రతిస్పందన వేగాన్ని పరిమితం చేస్తుంది మరియు వ్యవస్థ యొక్క స్థిరత్వాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. సమగ్ర లాభం, కి తగ్గించడం ద్వారా ప్రతిస్పందన వేగం పెరుగుతుంది.

PI కంట్రోలర్ ప్రతిస్పందన

పై చిత్రంలో, I- నియంత్రిక యొక్క లాభం తగ్గడంతో, స్థిరమైన-స్థితి లోపం కూడా తగ్గుతూ ఉంటుంది. చాలా సందర్భాలలో, హై-స్పీడ్ స్పందన అవసరం లేని చోట PI కంట్రోలర్ ఉపయోగించబడుతుంది.

PI కంట్రోలర్‌ను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, I- కంట్రోలర్ అవుట్‌పుట్ అధిగమించడానికి కొంతవరకు పరిమితం చేయబడింది సమగ్ర గాలి మొక్కలోని నాన్ లీనియారిటీల కారణంగా సమగ్ర ఉత్పత్తి సున్నా లోపం స్థితిలో కూడా పెరుగుతుంది.

డి-కంట్రోలర్

భవిష్యత్తులో లోపం యొక్క ప్రవర్తనను అంచనా వేయగల సామర్థ్యం ఐ-కంట్రోలర్‌కు లేదు. కాబట్టి సెట్ పాయింట్ మారిన తర్వాత ఇది సాధారణంగా స్పందిస్తుంది. లోపం యొక్క భవిష్యత్తు ప్రవర్తనను by హించడం ద్వారా డి-కంట్రోలర్ ఈ సమస్యను అధిగమిస్తుంది. దీని అవుట్పుట్ కాలానికి సంబంధించి లోపం యొక్క మార్పు రేటుపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఉత్పన్న స్థిరాంకం ద్వారా గుణించబడుతుంది. ఇది అవుట్పుట్ కోసం కిక్ ప్రారంభాన్ని ఇస్తుంది, తద్వారా సిస్టమ్ ప్రతిస్పందన పెరుగుతుంది.

PID నియంత్రిక

D యొక్క పై ఫిగర్ ప్రతిస్పందనలో, PI కంట్రోలర్‌తో పోలిస్తే నియంత్రిక ఎక్కువ, మరియు అవుట్పుట్ యొక్క సమయాన్ని కూడా తగ్గిస్తుంది. ఇది I- కంట్రోలర్ వల్ల కలిగే దశ మందగింపును భర్తీ చేయడం ద్వారా వ్యవస్థ యొక్క స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. ఉత్పన్న లాభం పెంచడం ప్రతిస్పందన వేగాన్ని పెంచుతుంది.

PID కంట్రోలర్ ప్రతిస్పందన

చివరకు ఈ మూడు కంట్రోలర్లను కలపడం ద్వారా, సిస్టమ్ కోసం కావలసిన ప్రతిస్పందనను పొందవచ్చని మేము గమనించాము. వేర్వేరు తయారీదారులు వేర్వేరు PID అల్గోరిథంలను డిజైన్ చేస్తారు.

PID కంట్రోలర్ రకాలు

PID కంట్రోలర్‌లను ON / OFF, అనుపాత మరియు ప్రామాణిక రకం నియంత్రికలు వంటి మూడు రకాలుగా వర్గీకరించారు. నియంత్రణ వ్యవస్థ ఆధారంగా ఈ నియంత్రికలు ఉపయోగించబడతాయి, వినియోగదారుని పద్ధతిని నియంత్రించడానికి నియంత్రికను ఉపయోగించవచ్చు.

ఆన్ / ఆఫ్ నియంత్రణ

ఆన్-ఆఫ్ నియంత్రణ పద్ధతి ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ కోసం ఉపయోగించే సరళమైన పరికరం. సెంటర్ స్టేట్ లేకుండా పరికర అవుట్పుట్ ఆన్ / ఆఫ్ కావచ్చు. ఉష్ణోగ్రత స్థిర బిందువును దాటిన తర్వాత ఈ నియంత్రిక అవుట్‌పుట్‌ను ఆన్ చేస్తుంది. పరిమితి నియంత్రిక అనేది లాచింగ్ రిలేను ఉపయోగించే ఒక నిర్దిష్ట రకం ఆన్ / ఆఫ్ కంట్రోలర్. ఈ రిలే మానవీయంగా రీసెట్ చేయబడుతుంది మరియు ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత సాధించిన తర్వాత ఒక పద్ధతిని ఆపివేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.

అనుపాత నియంత్రణ

ఈ రకమైన నియంత్రిక ఆన్ / ఆఫ్ నియంత్రణ ద్వారా అనుసంధానించబడిన సైక్లింగ్‌ను తొలగించడానికి రూపొందించబడింది. ఈ PID కంట్రోలర్ ఉష్ణోగ్రత స్థిర స్థానానికి చేరుకున్న తర్వాత హీటర్ వైపు సరఫరా చేయబడే సాధారణ శక్తిని తగ్గిస్తుంది.

ఈ నియంత్రిక హీటర్‌ను నియంత్రించడానికి ఒక లక్షణాన్ని కలిగి ఉంది, తద్వారా ఇది స్థిర బిందువును మించదు, అయితే ఇది స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రతను నిర్వహించడానికి స్థిర బిందువుకు చేరుకుంటుంది.
చిన్న కాల వ్యవధిలో అవుట్‌పుట్‌ను ఆన్ & ఆఫ్ చేయడం ద్వారా ఈ నిష్పత్తి చర్యను సాధించవచ్చు. ఈ సమయం నిష్పత్తిలో ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రించడానికి నిష్పత్తిని సమయం నుండి ఆఫ్ సమయం వరకు మారుస్తుంది.

ప్రామాణిక రకం PID కంట్రోలర్

ఈ రకమైన PID కంట్రోలర్ సిస్టమ్‌లోని మార్పులను భర్తీ చేయడానికి యూనిట్‌కు స్వయంచాలకంగా సహాయపడటానికి సమగ్ర & ఉత్పన్న నియంత్రణ ద్వారా అనుపాత నియంత్రణను విలీనం చేస్తుంది. ఈ మార్పులు, సమగ్ర & ఉత్పన్నం సమయ-ఆధారిత యూనిట్లలో వ్యక్తీకరించబడతాయి.

ఈ కంట్రోలర్‌లను వాటి పరస్పరం, రేట్ & రీసెట్ ద్వారా కూడా సూచిస్తారు. PID యొక్క నిబంధనలు విడిగా సర్దుబాటు చేయబడాలి, లేకపోతే ట్రయల్ మరియు లోపంతో ఒక నిర్దిష్ట వ్యవస్థకు ట్యూన్ చేయబడతాయి. ఈ కంట్రోలర్లు 3 రకాల కంట్రోలర్ యొక్క అత్యంత ఖచ్చితమైన మరియు స్థిరమైన నియంత్రణను అందిస్తాయి.

రియల్ టైమ్ PID కంట్రోలర్లు

ప్రస్తుతం, మార్కెట్లో వివిధ రకాల పిఐడి కంట్రోలర్లు అందుబాటులో ఉన్నాయి. ఈ నియంత్రికలు ఒత్తిడి, ఉష్ణోగ్రత, స్థాయి మరియు ప్రవాహం వంటి పారిశ్రామిక నియంత్రణ అవసరాలకు ఉపయోగిస్తారు. ఈ పారామితులను PID ద్వారా నియంత్రించిన తర్వాత, ఎంపికలు ప్రత్యేక PID నియంత్రికను లేదా PLC ను ఉపయోగించుకుంటాయి.
పెద్ద వ్యవస్థల ద్వారా ప్రవేశించే కుడి వైపున సంక్లిష్టంగా ఉన్న పరిస్థితులలో రెండు ఉచ్చులను తనిఖీ చేయవలసి ఉంటుంది మరియు నియంత్రించాల్సిన అవసరం ఉన్న చోట ఈ ప్రత్యేక నియంత్రికలు పనిచేస్తాయి.

ఈ నియంత్రణ పరికరాలు సోలో & ట్విన్ లూప్ నియంత్రణ కోసం వేర్వేరు ఎంపికలను అందిస్తాయి. స్వతంత్ర రకం PID కంట్రోలర్లు స్వయంప్రతిపత్తమైన అనేక అలారాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి అనేక స్థిర-పాయింట్ ఆకృతీకరణలను అందిస్తాయి.
ఈ స్వతంత్ర నియంత్రికలలో ప్రధానంగా హనీవెల్ నుండి పిఐడి కంట్రోలర్లు, యోకోగావా నుండి ఉష్ణోగ్రత కంట్రోలర్లు, ఒమెగా నుండి ఆటోటూన్ కంట్రోలర్లు, సిమెన్స్ మరియు ఎబిబి కంట్రోలర్లు ఉన్నాయి.

పారిశ్రామిక నియంత్రణ అనువర్తనాలలో చాలావరకు పిఎల్‌సి కంట్రోలర్‌ల వలె పిఎల్‌సిలను ఉపయోగిస్తారు, ఖచ్చితమైన పిఎల్‌సి నియంత్రణ కోసం ఉన్నతమైన ఎంపికలను ఇవ్వడానికి పిఎసి బ్లాక్‌ల అమరికను పిఎసిలు లేదా పిఎల్‌సిలలో చేయవచ్చు. ప్రత్యేక నియంత్రికలతో పోలిస్తే ఈ నియంత్రికలు తెలివిగా మరియు శక్తివంతంగా ఉంటాయి. ప్రతి PLC సాఫ్ట్‌వేర్ ప్రోగ్రామింగ్‌లోని PID బ్లాక్‌ను కలిగి ఉంటుంది.

ట్యూనింగ్ పద్ధతులు

PID కంట్రోలర్ యొక్క పని జరగడానికి ముందు, ఇది నియంత్రించాల్సిన ప్రక్రియ యొక్క డైనమిక్స్‌కు అనుగుణంగా ఉండాలి. డిజైనర్లు P, I మరియు D నిబంధనలకు డిఫాల్ట్ విలువలను ఇస్తారు, మరియు ఈ విలువలు కావలసిన పనితీరును ఇవ్వలేవు మరియు కొన్నిసార్లు అస్థిరత మరియు నెమ్మదిగా నియంత్రణ ప్రదర్శనలకు దారితీస్తాయి. PID కంట్రోలర్‌లను ట్యూన్ చేయడానికి వివిధ రకాల ట్యూనింగ్ పద్ధతులు అభివృద్ధి చేయబడతాయి మరియు అనుపాత, సమగ్ర మరియు ఉత్పన్న లాభాల యొక్క ఉత్తమ విలువలను ఎంచుకోవడానికి ఆపరేటర్ నుండి ఎక్కువ శ్రద్ధ అవసరం. వీటిలో కొన్ని క్రింద ఇవ్వబడ్డాయి.

PID కంట్రోలర్‌లను చాలా పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో ఉపయోగిస్తారు, అయితే ఇష్టపడే ఉత్పత్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి సరిగ్గా సర్దుబాటు చేయడానికి ఈ నియంత్రిక యొక్క సెట్టింగులను తెలుసుకోవాలి. ఇక్కడ, ట్యూనింగ్ అనేది ఉత్తమ అనుపాత లాభాలు, సమగ్ర మరియు ఉత్పన్న కారకాలను సెట్ చేయడం ద్వారా నియంత్రిక నుండి ఆదర్శవంతమైన జవాబును స్వీకరించే విధానం తప్ప మరొకటి కాదు.

నియంత్రికను ట్యూన్ చేయడం ద్వారా PID కంట్రోలర్ యొక్క కావలసిన అవుట్పుట్ పొందవచ్చు. ట్రయల్ & ఎర్రర్, జీగ్లెర్-నికోలస్ & ప్రాసెస్ రియాక్షన్ కర్వ్ వంటి కంట్రోలర్ నుండి అవసరమైన అవుట్పుట్ పొందడానికి వివిధ పద్ధతులు అందుబాటులో ఉన్నాయి. ట్రయల్ & ఎర్రర్, జీగ్లెర్-నికోలస్ మొదలైనవి ఎక్కువగా ఉపయోగించే పద్ధతులు.

ట్రయల్ మరియు ఎర్రర్ మెథడ్: ఇది PID కంట్రోలర్ ట్యూనింగ్ యొక్క సాధారణ పద్ధతి. సిస్టమ్ లేదా కంట్రోలర్ పనిచేస్తున్నప్పుడు, మేము నియంత్రికను ట్యూన్ చేయవచ్చు. ఈ పద్ధతిలో, మొదట, మేము కి మరియు కెడి విలువలను సున్నాకి సెట్ చేయాలి మరియు సిస్టమ్ డోలనం చేసే ప్రవర్తనకు చేరుకునే వరకు దామాషా పదాన్ని (కెపి) పెంచాలి. ఇది డోలనం అయ్యాక, కి (ఇంటిగ్రల్ టర్మ్) ను సర్దుబాటు చేయండి, తద్వారా డోలనాలు ఆగి చివరకు వేగంగా స్పందన పొందడానికి D ని సర్దుబాటు చేయండి.

ప్రాసెస్ రియాక్షన్ కర్వ్ టెక్నిక్: ఇది ఓపెన్-లూప్ ట్యూనింగ్ టెక్నిక్. సిస్టమ్‌కు స్టెప్ ఇన్‌పుట్ వర్తించినప్పుడు ఇది ప్రతిస్పందనను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ప్రారంభంలో, మేము సిస్టమ్‌కు కొంత నియంత్రణ అవుట్‌పుట్‌ను మాన్యువల్‌గా వర్తింపజేయాలి మరియు ప్రతిస్పందన వక్రతను రికార్డ్ చేయాలి.

ఆ తరువాత, మేము వాలు, చనిపోయిన సమయం, వక్రరేఖ యొక్క పెరుగుదల సమయాన్ని లెక్కించాలి మరియు చివరకు PID నిబంధనల యొక్క లాభ విలువలను పొందడానికి P, I మరియు D సమీకరణాలలో ఈ విలువలను ప్రత్యామ్నాయం చేయాలి.

ప్రాసెస్ రియాక్షన్ కర్వ్

జిగ్లెర్-నికోలస్ పద్ధతి: జిగ్లెర్-నికోలస్ PID కంట్రోలర్‌ను ట్యూన్ చేయడానికి క్లోజ్డ్-లూప్ పద్ధతులను ప్రతిపాదించారు. అవి నిరంతర సైక్లింగ్ పద్ధతి మరియు తడిసిన డోలనం పద్ధతి. రెండు పద్ధతులకు సంబంధించిన విధానాలు ఒకటే కాని డోలనం ప్రవర్తన భిన్నంగా ఉంటుంది. దీనిలో, మొదట, మేము p- కంట్రోలర్ స్థిరాంకం, Kp ని ఒక నిర్దిష్ట విలువకు సెట్ చేయాలి, Ki మరియు Kd విలువలు సున్నా. స్థిరమైన వ్యాప్తి వద్ద వ్యవస్థ డోలనం అయ్యే వరకు అనుపాత లాభం పెరుగుతుంది.

స్థిరమైన డోలనాలను ఉత్పత్తి చేసే వ్యవస్థను అంతిమ లాభం (కు) అంటారు మరియు డోలనాల కాలాన్ని అంతిమ కాలం (పిసి) అంటారు. అది చేరుకున్న తర్వాత, జిగ్లెర్-నికోలస్ పట్టిక ద్వారా పిఐడి కంట్రోలర్‌లో పి, ఐ, డి విలువలను నమోదు చేయవచ్చు, క్రింద చూపిన విధంగా పి, పిఐ లేదా పిఐడి వంటి నియంత్రికపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

జిగ్లెర్-నికోలస్ పట్టిక

PID కంట్రోలర్ నిర్మాణం

PID కంట్రోలర్ మూడు పదాలను కలిగి ఉంటుంది, అవి అనుపాత, సమగ్ర మరియు ఉత్పన్న నియంత్రణ. ఈ మూడు నియంత్రికల యొక్క సంయుక్త ఆపరేషన్ ప్రక్రియ నియంత్రణకు నియంత్రణ వ్యూహాన్ని ఇస్తుంది. PID కంట్రోలర్ ఒత్తిడి, వేగం, ఉష్ణోగ్రత, ప్రవాహం వంటి ప్రాసెస్ వేరియబుల్స్‌ను మానిప్యులేట్ చేస్తుంది. కొన్ని అనువర్తనాలు క్యాస్కేడ్ నెట్‌వర్క్‌లలో PID కంట్రోలర్‌లను ఉపయోగిస్తాయి, ఇక్కడ నియంత్రణ సాధించడానికి రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ PID లు ఉపయోగించబడతాయి.

PID కంట్రోలర్ యొక్క నిర్మాణం

పై బొమ్మ PID నియంత్రిక యొక్క నిర్మాణాన్ని చూపుతుంది. ఇది PID బ్లాక్‌ను కలిగి ఉంటుంది, ఇది ప్రాసెస్ బ్లాక్‌కు దాని అవుట్‌పుట్‌ను ఇస్తుంది. ప్రాసెస్ / ప్లాంట్ పరిశ్రమ / మొక్క యొక్క వివిధ ప్రక్రియలను నియంత్రించడానికి యాక్యుయేటర్లు, నియంత్రణ కవాటాలు మరియు ఇతర నియంత్రణ పరికరాల వంటి తుది నియంత్రణ పరికరాలను కలిగి ఉంటుంది.

ప్రాసెస్ ప్లాంట్ నుండి వచ్చిన ఫీడ్‌బ్యాక్ సిగ్నల్‌ను సెట్ పాయింట్ లేదా రిఫరెన్స్ సిగ్నల్ యు (టి) తో పోల్చారు మరియు సంబంధిత ఎర్రర్ సిగ్నల్ ఇ (టి) పిఐడి అల్గోరిథంకు ఇవ్వబడుతుంది. అల్గోరిథంలో అనుపాత, సమగ్ర మరియు ఉత్పన్న నియంత్రణ లెక్కల ప్రకారం, నియంత్రిక మిశ్రమ ప్రతిస్పందన లేదా నియంత్రిత ఉత్పత్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది మొక్కల నియంత్రణ పరికరాలకు వర్తించబడుతుంది.

అన్ని నియంత్రణ అనువర్తనాలకు మూడు నియంత్రణ అంశాలు అవసరం లేదు. PI మరియు PD నియంత్రణలు వంటి కలయికలు చాలా తరచుగా ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడతాయి.

అప్లికేషన్స్

PID కంట్రోలర్ అనువర్తనాలు ఈ క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

ఉత్తమ PID కంట్రోలర్ అనువర్తనం ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ, ఇక్కడ నియంత్రిక ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ యొక్క ఇన్పుట్ను ఉపయోగిస్తుంది & దాని అవుట్పుట్ అభిమాని లేదా హీటర్ వంటి నియంత్రణ మూలకంతో అనుబంధించబడుతుంది. సాధారణంగా, ఈ నియంత్రిక ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ వ్యవస్థలో ఒక మూలకం. సరైన నియంత్రికను ఎన్నుకునేటప్పుడు మొత్తం వ్యవస్థను పరిశీలించాలి మరియు పరిగణించాలి.

కొలిమి యొక్క ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ

సాధారణంగా, కొలిమిలను తాపనంతో పాటు భారీ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ముడిసరుకును కలిగి ఉంటారు. ఆక్రమించిన పదార్థం భారీ ద్రవ్యరాశిని చేర్చడం సాధారణం. పర్యవసానంగా, ఇది అధిక పరిమాణ జడత్వం తీసుకుంటుంది మరియు భారీ వేడిని ప్రయోగించినప్పుడు కూడా పదార్థం యొక్క ఉష్ణోగ్రత వేగంగా సవరించబడదు. ఈ లక్షణం మధ్యస్తంగా స్థిరమైన పివి సిగ్నల్‌కు దారి తీస్తుంది మరియు ఎఫ్‌సిఇ లేదా సిఒకు తీవ్ర మార్పులు లేకుండా తప్పు కోసం సమర్థవంతంగా సరిచేయడానికి ఉత్పన్న కాలాన్ని అనుమతిస్తుంది.

MPPT ఛార్జ్ కంట్రోలర్

కాంతివిపీడన కణం యొక్క V-I లక్షణం ప్రధానంగా ఉష్ణోగ్రత పరిధి మరియు అస్థిరతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. వాతావరణ పరిస్థితుల ఆధారంగా, ప్రస్తుత మరియు ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ నిరంతరం మారుతుంది. కాబట్టి, సమర్థవంతమైన కాంతివిపీడన వ్యవస్థ యొక్క అత్యధిక పవర్ పాయింట్‌ను ట్రాక్ చేయడం చాలా ముఖ్యమైనది. PID కంట్రోలర్‌కు PID కంట్రోలర్‌కు స్థిర వోల్టేజ్ మరియు ప్రస్తుత పాయింట్లను ఇవ్వడం ద్వారా MPPT ని కనుగొనటానికి ఉపయోగిస్తారు. వాతావరణ పరిస్థితిని మార్చిన తర్వాత ట్రాకర్ ప్రస్తుత మరియు వోల్టేజ్ స్థిరంగా ఉంటుంది.

ది కన్వర్టర్ ఆఫ్ పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్

కన్వర్టర్ పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క అనువర్తనం అని మాకు తెలుసు, కాబట్టి PID కంట్రోలర్ ఎక్కువగా కన్వర్టర్లలో ఉపయోగించబడుతుంది. లోడ్‌లోని మార్పు ఆధారంగా సిస్టమ్ ద్వారా కన్వర్టర్ అనుబంధించబడినప్పుడు, కన్వర్టర్ యొక్క అవుట్పుట్ మార్చబడుతుంది. ఉదాహరణకు, లోడ్లు పెరిగిన తర్వాత ఇన్వర్టర్ భారీ కరెంట్ సరఫరా అవుతుంది. అందువల్ల, వోల్టేజ్ యొక్క పరామితి అలాగే కరెంట్ స్థిరంగా లేదు, కానీ ఇది అవసరం ఆధారంగా మారుతుంది.

ఈ స్థితిలో, ఇన్వర్టర్ యొక్క IGBT లను సక్రియం చేయడానికి ఈ నియంత్రిక PWM సంకేతాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. లోడ్‌లోని మార్పు ఆధారంగా, ప్రతిస్పందన సిగ్నల్ PID కంట్రోలర్‌కు అందించబడుతుంది, తద్వారా ఇది n లోపాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. తప్పు సిగ్నల్ ఆధారంగా ఈ సంకేతాలు ఉత్పత్తి అవుతాయి. ఈ స్థితిలో, మేము ఇలాంటి ఇన్వర్టర్ ద్వారా మార్చగల ఇన్పుట్ & అవుట్పుట్ పొందవచ్చు.

PID కంట్రోలర్ యొక్క అప్లికేషన్: బ్రష్‌లెస్ DC మోటారు కోసం క్లోజ్డ్ లూప్ కంట్రోల్

PID కంట్రోలర్ ఇంటర్‌ఫేసింగ్

పిడి కంట్రోలర్ యొక్క రూపకల్పన మరియు ఇంటర్‌ఫేసింగ్‌ను ఆర్డునో మైక్రోకంట్రోలర్ ఉపయోగించి చేయవచ్చు. ప్రయోగశాలలో, ఆర్డునో ఆధారిత పిఐడి కంట్రోలర్ ఆర్డునో యుఎన్ఓ బోర్డు, ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలు, థర్మోఎలెక్ట్రిక్ కూలర్ ఉపయోగించి రూపొందించబడింది, అయితే ఈ వ్యవస్థలో ఉపయోగించే సాఫ్ట్‌వేర్ ప్రోగ్రామింగ్ భాషలు సి లేదా సి ++. ప్రయోగశాలలోని ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రించడానికి ఈ వ్యవస్థ ఉపయోగించబడుతుంది.

నిర్దిష్ట నియంత్రిక కోసం PID యొక్క పారామితులు భౌతికంగా కనిపిస్తాయి. వివిధ రకాలైన కంట్రోలర్‌ల మధ్య విరుద్ధత ద్వారా వివిధ PID పారామితుల పనితీరును అమలు చేయవచ్చు.
ఈ ఇంటర్‌ఫేసింగ్ వ్యవస్థ ± 0.6 of లోపం ద్వారా ఉష్ణోగ్రతను సమర్ధవంతంగా లెక్కించగలదు, అయితే స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత ఇష్టపడే విలువ నుండి చిన్న వ్యత్యాసం ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది. ఈ వ్యవస్థలో ఉపయోగించిన అంశాలు ప్రయోగశాలలో ఇష్టపడే పరిధిలో భౌతిక పారామితులను నిర్వహించడానికి చవకైన మరియు ఖచ్చితమైన పద్ధతులను అందిస్తుంది.

ఈ విధంగా, ఈ వ్యాసం చరిత్ర, బ్లాక్ రేఖాచిత్రం, నిర్మాణం, రకాలు, పని, ట్యూనింగ్ పద్ధతులు, ఇంటర్‌ఫేసింగ్, ప్రయోజనాలు మరియు అనువర్తనాలను కలిగి ఉన్న PID కంట్రోలర్ యొక్క అవలోకనాన్ని చర్చిస్తుంది. మేము PID కంట్రోలర్‌ల గురించి ప్రాథమిక మరియు ఖచ్చితమైన జ్ఞానాన్ని అందించగలిగామని మేము ఆశిస్తున్నాము. మీ అందరికీ ఇక్కడ ఒక సాధారణ ప్రశ్న ఉంది. విభిన్న ట్యూనింగ్ పద్ధతులలో, PID కంట్రోలర్ యొక్క వాంఛనీయ పనిని సాధించడానికి ఏ పద్ధతిని ఉపయోగిస్తారు మరియు ఎందుకు?

దిగువ వ్యాఖ్య విభాగంలో మీ సమాధానాలను దయతో ఇవ్వమని మీరు అభ్యర్థించారు.

ఫోటో క్రెడిట్స్

ద్వారా PID కంట్రోలర్ బ్లాక్ రేఖాచిత్రం వికీమీడియా
PID నియంత్రిక నిర్మాణం, P- నియంత్రిక, P - నియంత్రిక ప్రతిస్పందన & PID నియంత్రిక ద్వారా blog.opticontrols
పి - ద్వారా నియంత్రిక ప్రతిస్పందన controls.engin.umich
ద్వారా PI- నియంత్రిక ప్రతిస్పందన m. తినండి
ద్వారా PID కంట్రోలర్ ప్రతిస్పందన వికీమీడియా
జిగ్లెర్-నికోలస్ పట్టిక controls.engin