Điều Khiển PID là Gì ? Bộ Điều Khiển Nhiệt Độ PID SSR – 4-20mA

Điều khiển PID là gì ?

Điều khiển PID là một quy trình điều khiển phức tạp để đạt được một giá trị kiểm soát và điều chỉnh mong ước như : nhiệt độ, áp suất, lưu lượng … Bộ điều khiển PID hoàn toàn có thể tìm thấy độc lập như bộ điều khiển nhiệt độ PID. Phức tạp hơn tất cả chúng ta tìm thấy trong những cơ sở tài liệu của PLC hoặc mạng lưới hệ thống scadar .
Bộ điều khiển PID điều khiển nhiệt độ trải qua Solid state Relay SSR còn được gọi là relay bán dẩn hoặc điều khiển liên tục trải qua tín hiệu 4-20 mA PID .

Như vậy, chúng ta đã hiểu cơ bản điều khiển PID là gì rồi đúng không ?

Thông số đối sánh tương quan giữa PI – PD – PID Và Bộ điều khiển PID

Khi nhắc tới điều khiển tới PID tất cả chúng ta thường nghe tới những thuât ngữ như : tỉ lệ, tích phân, đạo hàm. Mỗi thông số kỹ thuật này được sử dụng và kiểm soát và điều chỉnh riêng cho từng mục tiêu điều khiển. chỉ cần biến hóa một thông số kỹ thuật cũng tác động ảnh hưởng lớn tới quy trình điều khiển .
Nghe có vẻ như nghiêm trọng và phức tạp ? Thật vậy, để hiểu rõ tất cả chúng ta cần hiểu rõ tính năng cũng như tầm quan trọng của từng thông số kỹ thuật .
Chúng ta có 4 loại điều khiển :

• Bộ điều khiển tỉ lệ – Proportional Controller
• PI viết tắt của Proportional and Integral ( PI ) Controller được gọi là bộ điều khiển tỉ lệ và tích phân
• PD viết tắt của Proportional and Derivative (PD) Controller được gọi là bộ điều khiển đạo hàm
• PID viết tắt của Proportional, Integral, and Derivative (PID) Controller được gọi là bộ điều khiển tỉ lệ, tích phân, đạo hàm

• Thiết bị cài đặt ( PLC hoặc bộ điều khiển )
• Cơ cấu chấp hành ( thiết bị gia nhiệt hoặc van điều khiển )
• Thiết bị đo hồi tiếp ( thiết bị đo như cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất )

Một mạng lưới hệ thống điều khiển nhiệt độ PID bằng PLC với những thiết bị : PLC, cảm ứng đo nhiệt độ và thiết bị gia nhiệt. Các thông số PI – PD – PID được mô phỏng bằng những thuật toán điều khiển trong PLC giúp dể tưởng tượng hơn về điều khiển nhiệt độ PID .

Điều Khiển Bằng Tay Và Bộ điều khiển PID

Để nhìn nhận được tầm quan trọng của việc sử dụng bộ điều khiển PID tất cả chúng ta cần so sánh điều khiển bằng tay và điều khiển tự động hóa. Cùng xem cách điều khiển mức nước bằng cả hai cách truyền thống lịch sử và PID .

Điều khiển mức nước bằng tay

Quá trình điều khiển mức nước bằng tay hay còn gọi là bằng tay thủ công hay còn gọi là “ chạy bằng cơm “ có độ đúng chuẩn không cao mà còn là một quy trình buồn chán và tẻ nhạt. Để duy trì mức nước cố định và thắt chặt trong tank khi vừa xả nước vào vừa mở van bên dưới tank ra, người công nhân phải dựa vào mắt để quan sát và kiểm soát và điều chỉnh đóng – mở van sao cho mức nước trong tank luôn ổ một ngưỡng được cho phép .
Ở đây người điều khiển van được gọi là cơ cấu tổ chức chấp hành còn mắt được xem như là thiết bị đo mức nước. Nếu nước xả vào quá nhanh thì đồng nghĩa tương quan van phải mở lớn hơn để bảo vệ nước không bị tràn .
Việc này trở nên đơn thuần nếu tất cả chúng ta sử dụng những mạng lưới hệ thống điều khiển PID để điều khiển mức nước .

Điều khiển mức nước bằng PID

Khi có không thiếu những thiết bị điều khiển :

• Cảm biến đo mức nước 4-20mA
• Van điều khiển nước xả ra tín hiệu 4-20mA
• Bộ điều khiển nhận 4-20mA ngõ ra PID 4-20mA

Bộ điều khiển hoàn toàn có thể chạy trọn vẹn tự động hóa mà không cần can thiệp của con người. PV là giá trị thực tiễn mức nước đo được lấy từ cảm ứng .
SV là giá trị setup cần mong ước. Khi SV khác với PV thì bộ điều khiển PID tự kiểm soát và điều chỉnh và cho ra những thuật toán PID riêng của nó để duy trì mức nước trong tank một cách đúng chuẩn nhất .

Điều khiển PID trong biến tần

Biến tần được xem là một thiết bị phù thuỷ trong ngành điều khiển bởi chỉ cần có tương quan tới hoạt động, hiệu suất thì biến tần gần như xử lý được mọi bài toán khó .
Trong ví dụ này tank chứa dung dịch vừa cần trộn điều dung dịch vừa điều khiển được nhiệt độ tại 70 oc .
Để làm được điều này cần có sự phối hợp của những thiết bị :

• Van điều khiển lưu lượng
• Cảm biến nhiệt độ
• Biến tần điều khiển PID cho động cơ
• Bộ điều khiển nhiệt độ PID cho van điều khiển

Việc tăng hay giảm nhiệt độ phụ thuộc vào rất nhiều vào lưu lượng dung dịch đi qua van điều khiển. Việc trộn dung dịch đều và nhanh hay chậm lại phụ thuộc vào rất nhiều vào hồi tiếp của biến tần .
Thông qua một cảm ứng nhiệt độ tất cả chúng ta hoàn toàn có thể điều khiển vận tốc của biến tần và lưu lượng nuớ đi qua van điều khiển để bảo vệ nhiệt độ và mức trôn đều dung dịch trong tank .

Bộ điều khiển PID trong PLC

Đối với những mạng lưới hệ thống lớn sử dụng PLC / DCS để điều khiển PID thì không cần dùng tới những bộ điều khiển PID riêng không liên quan gì đến nhau. Trong PLC có sẵn những hàm PID để điều khiển nhiệt độ, áp suất, lưu lượng với tác dụng đúng chuẩn như những bộ điều khiển PID độc lập .
Việc khó khan hơn của PLC chính là tự chọn những thông số kỹ thuật để chạy thực nghiệm để cho ra một thông số PID đúng mực nhất. Trong khi những bộ điều khiển PID 4-20 mA đều có công dụng Auto turning để hoàn toàn có thể tự dò những thông số này với độ đúng chuẩn tới 98 % .

Chỉ cần chúng ta hiểu các thông số PI – PD – PID thì việc tăng hoặc giảm các giá trị tham số để có kết quả như mong muốn trở nên đơn giản.

Như ví dụ :
Van điều khiển nhận tín hiệu điều khiển từ PLC trải qua thiết bị hồi tiếp là đồng hồ đeo tay đo lưu lượng. Khi cần lưu lượng đi qua van là 100 m3 / h thì tất cả chúng ta chỉ cần điều khiển trên màn hình hiển thị HMI liên kết với PLC để truyền tín hiệu xuống van điều khiển .
Lưu lượng tăng hoặc giảm không phụ thuộc vào vào áp suất trong đường ống hay hiệu suất của bơm nữa mà sẽ được điều khiển theo tín hiệu của đồng hồ đeo tay đo lưu lượng truyền về .
Như vậy việc điều khiển lưu lượng trở nên đúng mực hơn mà không nhờ vào vào hiệu suất bơm hay áp suất đường ống khi có sự rẽ nhánh của lưu lượng .

Bộ điều khiển nhiệt độ

Bộ điều khiển nhiệt độ được xem là đơn thuần nhất là đóng – mở khi cài nhiệt độ ở một điểm nào đó. Cách điều khiển này trải qua những Relay Output của bộ điều khiển nhiệt độ và nhiệt độ hay những bộ điều khiển nhiệt độ máy ấp trứng .
Khi cần một sự điều khiển đúng mực hơn để bảo vệ nhiệt độ luôn giữ tại một điểm bất kể tất cả chúng ta cần tới những bộ điều khiển nhiệt độ PID. Các thông số kỹ thuật sẽ được hiệu chỉnh trải qua thực nghiệm trước khi mạng lưới hệ thống chạy tự động hóa trọn vẹn .
Chúng ta cùng khám phá hai loại bộ điều khiển nhiệt độ đóng ngắt relay và PID nhé .

Bộ điều khiển nhiệt độ đóng ngắt relay

Đặc điểm của bộ điều khiển nhiệt độ đóng ngắt relay là tất cả chúng ta thấy có ký hiệu relay dạng NO / NC ngay trên thiết bị. Tín hiệu ngõ ra Relay sẽ được kiểm soát và điều chỉnh chuyển trạng thái ON – OFF theo thiết lập. Tín hiệu ngõ ra relay thường dùng là 220V nên còn được gọi là bộ điều khiển nhiệt độ 220V .

Các bộ điều khiển nhiệt độ đều có phong cách thiết kế lắp ráp trong tủ điển với màn hình hiển thị hướng ra ngoài. Việc liên kết tín hiệu nằm phía sau của bộ điều khiển .

Chúng ta thấy rằng Q1 và Q2 là hai tiếp điểm ngõ ra relay dùng để đóng ngắt nhiệt độ khi quá nhiệt. Nguồn 220V sẽ được liên kết vào chân số 4, tại thời gian nhiệt độ setup thấp hơn nhiệt độ đo được thì tiếp điểm 3 và 4 nối với nhau .
trái lại, khi nhiệt độ đạt tới điểm thiết lập thì tiếp điểm 4 với 5 đóng lại và 3 với 4 hở ra. Nguồn điện 220V ac đưa vào từ chân 4 sẽ đổi khác trạng thái từ chân 3 và 5 trải qua chân 4 .
Như vậy, chỉ với một tiếp điểm ngõ ra dạng Relay 220V ac tất cả chúng ta hoàn toàn có thể điều khiển đóng ngắt mạng lưới hệ thống gia nhiệt một cách đơn thuần .

Bộ điều khiển nhiệt độ PID – SSR

Bộ điều khiển nhiệt độ PID – SSR được sử dụng trải qua solid state relay hay còn được gọi là relay bán dẩn. Thông qua những relay bán dẩn này tất cả chúng ta hoàn toàn có thể gia nhiệt cho điện trở có hiệu suất lớn .

Để phong cách thiết kế bộ điều khiển nhiệt độ nước nóng tất cả chúng ta cần những thiết bị sau :

• Điện trở gia nhiệt
• Relay bán dẩn SSR
• Cảm biến nhiệt độ
• Bộ điều khiển nhiệt độ PID SSR ART144

Bộ điều khiển nhiệt độ PID cho SSR xuất tín hiệu dạng Digital Output NPN / PNP dùng cho SSR với dòng điện 12V dc / 25 mA. Thông qua SSR sẽ khuếch đại hiệu suất trải qua nguồn điện 220V ac để gia nhiệt .
Tín hiệu nhiệt độ đưa vào bộ điều khiển nhiệt độ tạo thành vòng hồi tiếp để bảo vệ nhiệt độ được gia nhiệt nhanh nhưng không bị quá nhiệt và duy trì nhiệt độ .
Tương tự, với những bộ điều khiển nhiệt độ máy áp trứng tất cả chúng ta chỉ cần biến hóa điện trở gia nhiệt bẳng đèn sợi dây tốc hoặc những điện trở sấy để giữ ấm cho quy trình áp trứng .
Một trong những ứng dụng ít được mọi người chăm sóc đó là dùng bộ điều khiển nhiệt độ kho lạnh để dữ gìn và bảo vệ thực phẩm. Bộ điều khiển sẽ luôn luôn giữ nhiệt độ âm tới 80-90 oc cho những khu vực đông .

Bộ điều khiển PID – 4-20 mA

Điều khiển PID không chỉ dùng cho nhiệt độ mà còn hoàn toàn có thể dùng cho lưu lượng, áp suất và nhiều loại tín hiệu khác. Các bộ điều khiển PID 4-20 mA thường nhận được tín hiệu 4-20 mA và cho ra 4-20 mA PID .
Tín hiệu 4-20 mA là tín hiệu hồi tiếp từ những thiết bị đo. Còn tín hiệu 4-20 mA xuất ra từ bộ điều khiển PID lại là một tín hiệu trọn vẹn khác so với tín hiệu 4-20 mA nguồn vào. Dù rằng tất cả chúng ta thấy cả hai tín hiệu đều là 4-20 mA .
Điều khiển PID nhiệt độ cũng dùng tín hiệu 4-20 mA khi quy đổi tín hiệu của cảm ứng nhiệt độ thành tín hiệu 4-20 mA trước khi vào bộ điều khiển. Điều khiển lò nhiệt dùng PID 4-20 mA mang độ đúng chuẩn cao hơn, thời hạn phản hồi nhanh hơn khá nhiều so với dùng cảm ứng nhiệt độ đưa trực tiếp vào bộ điều khiển PID .

Mua bộ điều khiển nhiệt độ ở đâu ?

Trên thị trường có rất nhiều nhà phân phối về bộ điều khiển nhiệt độ PID như : hanyoung, autonics, omron, honeywell, fox, dixell, delta, carel, eliwell, Danfoss …
Khi bạn chọn một tên thương hiệu bạn cần phải tâm lý tới việc hổ trợ kỹ thuật của việc liên kết, thiết lập, hiệu chỉnh những thông số kỹ thuật. Bởi điều khiển PID rất khó chứ không giống như những bộ hiển thị nhiệt độ .

Công ty Hưng Phát chuyên cung cấp các bộ điều khiển nhiệt độ PID của Pixsys mang tới sự yên tâm khi mua bộ điều khiển nhiệt độ PID khi cài đặt. Đội ngũ kỹ thuật sẽ hướng dẩn tận tình từng khách hàng khi cần sự hổ trợ.

Source: https://dvn.com.vn
Category: Phụ Kiện